Linux 时间同步

在Linux系统中存在两个时钟时间，分别是

硬件时钟是指的在主板上的时钟设备，也就是通常可以在BIOS画面设置的时钟，即使关机状态也可以计算时间。

而系统时钟则是指Kernel中的时钟，其值是由1970年1月1日00:00:00 UTC时间至当前时间所经历的秒数总和。当Linux启动的时候，系统时钟会读取硬件时钟的设定，之后系统时钟独立运作。长时间运行两者可能将会产生误差。另外所有的Linux相关指令都是读取系统时钟指定的，如date。

我们这里讨论的是系统时间。

NTP，网络时间协议，使用 123/udp 端口进行网络时钟同步；NTP 是仍在使用中的最古老的网络传输协议之一（1985 年前开始）。

以前Linux时间同步基本是使用 ntpdate 和 ntpd 这两个工具实现的，但是这两个工具已经很古老了。

【注】ntpdate和ntpd是互斥的，两者不能同时使用。ntpd是步进式平滑的逐渐调整时间，而ntpdate是断点式更新时间。

RHEL/CentOS 7.x 已经将 chrony 作为默认时间同步工具了。

其他Linux (如 ubuntu) 使用 systemd-timesyncd 服务。

chrony 是 RedHat 开发的，它是网络时间协议（NTP）的另一种实现；

RHEL/CentOS 7.x 的默认时间同步工具；

chrony 可以同时做为 ntp 服务的客户端和服务端；安装完后有两个程序 chronyd、chronyc：

chronyd 是一个 daemon 守护进程，chronyc 是用来监控 chronyd 性能和配置参数的命令行工具。

系统版本：CentOS 7.5

chrony_server(relay)：10.0.0.4

chrony_client：10.0.0.5

Edit file /etc/chrony.conf

默认已经启动，不需要调整

example:

配置 chrony

edit file: /etc/chrony.conf

再次用chronyc 命令检查，比较它与chronyd server的差异

systemd-timesyncd 是一个用于跨网络同步系统时钟的守护服务。它实现了一个 SNTP 客户端，但更轻量级，更集成systemd。

systemd-timesyncd 启动时会读取 /etc/systemd/timesyncd.conf 配置文件,内容如下:

你可以输入你希望使用的其它时间服务器，比如你自己的本地 NTP 服务器，在 NTP= 行上输入一个以空格分隔的服务器列表。

如果服务器可以直接连接internet，不用修改默认配置；如果在内网，需要单独指定。

在最新的 Ubuntu 版本中，timedatectl 替代了老旧的 ntpdate。默认情况下，timedatectl 在系统启动的时候会立刻同步时间，并在稍后网络连接激活后通过 socket 再次检查一次。

timesyncd 替代了 ntpd 的客户端的部分。默认情况下 timesyncd 会定期检测并同步时间。它还会在本地存储更新的时间，以便在系统重启时做时间单步调整。

通过 timedatectl 和 timesyncd 设置的当前时间状态和时间配置，可以使用 timedatectl status 命令来进行确认。

由于 timedatectl 的存在，各发行版已经弃用了 ntpdate，默认不再进行安装。

timedatectl

timedatectl status ，查看时间同步状态；

timedatectl set-ntp true ，开启网络时间同步；

timedatectl set-timezone ZONE ，设置时区。

NTP synchronized: yes 表示时间是同步状态。

查看服务状态以及从哪个ntp server同步时间。

NTP：软件层面实现，成本低。同步精度10ms左右。

PTP：需要网络接口具备在物理层提供时间戳的功能，同步精度优于100ns，局域网的节点需要使用支持PTP功能的交换机。局域网网络接点不支持PTP的话，只能同不到us，而且受网络背景流量影响。

什么是硬件时钟？

    记录在CMOS中的时钟，和系统是没有关系的。是靠纽扣电池来保存和计数的。硬件时钟能记录的信息有且仅有一个时间值（注意，和时区没有一毛钱关系）。所以，当我们设置硬件时钟的时候，仅仅是设置了一个数值。当我们读取硬件时钟的时候，也仅仅是一个数值。

    每次 *** 作系统启动的时候，都会读取这个数值，然后同步到系统时钟中。但是光读取这个数值，对 *** 作系统而言毫无意义（它不知道，你这个数值具体是哪个时区下的时间，自然就无法同步到系统时钟）

    那么怎么知道硬件时钟记录的时间是哪个时区的呢（local or utc）？只能是人为指定了（系统启动的时候，自己指定。我认为系统自己指定也是人为指定的一种吧），我们下面看下例子（一个读，一个写），看看怎么解释（网上很多解释我觉的不靠谱）

这里哪里能看出人为指定的时区是什么呢？

缺省的就是这个文件/etc/adjtime指定的（很多人说centos 6中是/etc/sysconfig/clock这个文件。不解释了，忘记这个文件吧）

看下/etc/adjtime的内容：

这里是UTC，所以上面的读写含义分别是

    读取出来的这个硬件时间是UTC的，直接同步到系统时间（我认为系统时间存的是UTC时间）。如果读取出来的时间是LOCAL的，是不能直接同步系统时间的。先找到系统的时区文件/etc/localtime，根据当前时区计算出UTC时间，再同步到系统时间（还有一点，这里说一下， hwclock读取的时候，最后都是以local时间显示出来的，所以可能还有一层转换）

    把"2015-08-14 16:45:05"这个时间直接写入硬件时钟，同时更新/etc/adjtime的内容（方便下一次读的时候，找到正确的时区）

那怎么覆盖/etc/adjtime的内容呢？

    在读写的时候可以显示指定，例如hwclock --local，hwclock --utc（如果不显示指定，则使用/etc/adjtime的值）

在Linux中有硬件时钟与系统时钟两种时钟。硬件时钟是指主机板上的时钟设备，也就是通常可在BIOS画面设定的时钟。系统时钟则是指kernel中的时钟。所有Linux相关指令与函数都是读取系统时钟的设定。因为存在两种不同的时钟，那么它们之间就会存在差异。当Linux启动时，系统时钟会去读取硬件时钟的设定，之后系统时钟即独立运作。

用date命令对系统时间进行设置后，并不会去修改硬件时钟，所以系统重启后，系统时间还算会去读取硬件时间，这就是为何date设置失效到原因。

因此，需要在设置系统时间后，将系统时间同步到硬件时钟。

clock/hwclock：

显示与设定硬件时钟（query and set the hardware clock (RTC)），两个命令相同。RTC=Real Time Clock，也就是硬件时钟。

命令参数：

-r, --show        读取并打印硬件时钟（read hardware clock and print result）-s, --hctosys     将硬件时钟同步到系统时钟（set the system time from the hardware clock）-w, --systohc     将系统时钟同步到硬件时钟（set the hardware clock to the current system time）

命令示例：

1. 查看硬件时钟

2014年03月27日 星期四 11时03分50秒  -0.328520 seconds

[root@localhost ~]# hwclock -r

2014年03月27日 星期四 11时03分53秒  -0.797264 seconds

[root@localhost ~]# hwclock --show

2014年03月27日 星期四 11时04分01秒  -0.672267 seconds

2. clock与hwclock相同

[root@localhost ~]# type -a hwclock

hwclock is /sbin/hwclock

hwclock is /usr/sbin/hwclock

[root@localhost ~]# ll /sbin/hwclock /usr/sbin/hwclock

-rwxr-xr-x. 1 root root 46940 11月 22 23:27 /sbin/hwclock

lrwxrwxrwx. 1 root root    18 3月  26 19:27 /usr/sbin/hwclock ->../../sbin/hwclock

[root@localhost ~]# type -a clock

clock is /sbin/clock

[root@localhost ~]# ll /sbin/clock

lrwxrwxrwx. 1 root root 7 3月  26 19:27 /sbin/clock ->hwclock

3. 同步系统时间到硬件时钟

[root@localhost ~]# hwclock2014年03月27日 星期四 18时50分51秒  -0.312960 seconds

[root@localhost ~]# date

2014年 03月 27日 星期四 10:50:55 CST

[root@localhost ~]# hwclock -w

[root@localhost ~]# hwclock2014年03月27日 星期四 10时51分15秒  -0.875387 seconds

同步网络时间到系统时间

[root@localhost ~]# ntpdate 210.72.145.4427 Mar 11:11:24 ntpdate[4766]: adjust time server 210.72.145.44 offset 0.011401 sec

210.72.145.44 (中国西安授时中心的官方时间同步服务器IP域名)

同步网络时间到系统时间后，就可以用hwclock -w将系统时间同步到硬件时间。

修改时区

可能部分系统在执行以上两步后，在重启后仍然失效，所以需要进行时区修改。

[root@localhost ~]# tzselect #按照提示进行选择时区

[root@localhost ~]# ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime

修改系统时间配置文件

[root@localhost ~]# /etc/sysconfig/clock

#打开clock文件，将相关内容改成以下内容

UTC=false

ARC=false

ZONE="Asia/Shanghai"

重启系统

[root@localhost ~]# reboot

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