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。

在编译Linux内核，配置时：make menuconfig --->Kernel hacking -->show timing information on printks

当选中这个选项后，启动内核，会在日志信息前面加上时间戳。

从下面的输出可以看出，时间精确到微秒（us）。

如下:

-------------------------------------------------------------------------------------------

Uncompressing Linux... done, booting the kernel.

[ 0.000000] Linux version 2.6.35.7+ (bshen@bamboo) (gcc version 4.4.1 (Sourcery G++ Lite 2010q1-202) ) #109 PREEMPT Mon Nov 14 15:11:15 CST 2011

[ 0.000000] CPU: ARM926EJ-S [41069265] revision 5 (ARMv5TEJ), cr=00053177

[ 0.000000] CPU: VIVT data cache, VIVT instruction cache

--------------------------------------------------------------------------------------------

gettimeofday（取得目前的时间）

相关函数

time，ctime，ftime，settimeofday

表头文件

#include <sys/time.h>

#include <unistd.h>

定义函数

int gettimeofday ( struct timeval * tv , struct timezone * tz )

函数说明

gettimeofday()会把目前的时间有tv所指的结构返回，当地时区的信息则放到tz所指的结构中。

timeval结构定义为:

struct timeval{

long tv_sec/*秒*/

long tv_usec/*微秒*/

}

timezone 结构定义为:

struct timezone{

int tz_minuteswest/*和Greenwich 时间差了多少分钟*/

int tz_dsttime/*日光节约时间的状态*/

}

上述两个结构都定义在/usr/include/sys/time.h。tz_dsttime 所代表的状态如下

DST_NONE /*不使用*/

DST_USA /*美国*/

DST_AUST /*澳洲*/

DST_WET /*西欧*/

DST_MET /*中欧*/

DST_EET /*东欧*/

DST_CAN /*加拿大*/

DST_GB /*大不列颠*/

DST_RUM /*罗马尼亚*/

DST_TUR /*土耳其*/

DST_AUSTALT /*澳洲（1986年以后）*/

返回值

成功则返回0，失败返回－1，错误代码存于errno。附加说明EFAULT指针tv和tz所指的内存空间超出存取权限。

范例

#include<sys/time.h>

#include<unistd.h>

main(){

struct timeval tv

struct timezone tz

gettimeofday (&tv , &tz)

printf(“tv_sec%d\n”, tv,.tv_sec)

printf(“tv_usec%d\n”,tv.tv_usec)

printf(“tz_minuteswest%d\n”, tz.tz_minuteswest)

printf(“tz_dsttime, %d\n”,tz.tz_dsttime)

}

执行

tv_sec: 974857339

tv_usec:136996

tz_minuteswest:-540

tz_dsttime:0

---