סינכרון זמן של לינוקס: NTP, Chrony ו-systemd-timesyncd

רוב האנשים עוקבים אחר הזמן. אנחנו קמים בזמן להשלים את טקסי הבוקר שלנו ויוצאים לעבודה, עושים הפסקת צהריים, עומדים בלוחות זמנים של פרויקטים, חוגגים ימי הולדת וחגים, עולים על מטוס וכדומה.

יתרה מכך: חלקנו אובססיביים לזמן. השעון שלי מופעל על ידי אנרגיה סולארית ומקבל זמן מדויק מהמכון הלאומי לתקנים וטכנולוגיה (NIST) לפורט קולינס, קולורדו באמצעות רדיו גלי ארוך WWVB. אותות הזמן מסונכרנים עם השעון האטומי, הממוקם גם הוא בפורט קולינס. Fitbit שלי מסתנכרן עם הטלפון שלי שמסתנכרן עם השרת NTP, שבסופו של דבר מסתנכרן עם השעון האטומי.

מכשירים עוקבים גם אחר הזמן

ישנן סיבות רבות לכך שהמכשירים והמחשבים שלנו זקוקים לזמן מדויק. למשל, בבנקאות, בבורסה ובעסקים פיננסיים אחרים יש לבצע את העסקאות בסדר הנכון, ורצפי זמן מדויקים הם קריטיים לכך.

הטלפונים, הטאבלטים, המכוניות, מערכות ה-GPS והמחשבים שלנו כולם דורשים הגדרות זמן ותאריך מדויקות. אני רוצה שהשעון על שולחן העבודה של המחשב שלי יראה את השעה הנכונה. אני רוצה שתזכורות יופיעו בלוח השנה המקומי שלי בזמן הנכון. הזמן הנכון גם מבטיח שעבודות ה-cron וה-systemd יפעלו בזמן הנכון.

תאריך ושעה חשובים גם לרישום, כך שקצת יותר קל למצוא יומנים מסוימים על סמך תאריך ושעה. לדוגמא, עבדתי פעם ב-DevOps (זה לא נקרא כך בזמנו) והקמתי מערכת אימייל במדינת צפון קרוליינה. פעם עבדנו למעלה מ-20 מיליון מיילים ביום. מעקב אחר דואר אלקטרוני דרך סדרה של שרתים, או קביעת רצף האירועים המדויק באמצעות קובצי יומן במארחים מפוזרים גיאוגרפית, יכול להיות הרבה יותר קל אם המחשבים המתאימים מסונכרנים בזמן.

פעם אחת - שעות רבות

מארחי לינוקס חייבים לקחת בחשבון שיש זמן מערכת וזמן RTC. RTC (Real Time Clock) הוא שם מעט מוזר ולא מאוד מדויק לשעון חומרה.

שעון החומרה פועל ברציפות גם כשהמחשב כבוי, באמצעות הסוללה בלוח האם של המערכת. התפקיד העיקרי של ה-RTC הוא לאחסן זמן כאשר חיבור לשרת זמן אינו זמין. בימים בהם אי אפשר היה להתחבר לשרת זמן דרך האינטרנט, כל מחשב היה צריך להיות בעל שעון פנימי מדויק. מערכות ההפעלה נאלצו לגשת ל-RTC בזמן האתחול והמשתמש היה צריך להגדיר ידנית את זמן המערכת באמצעות ממשק תצורת החומרה של ה-BIOS כדי לוודא שהוא נכון.

שעוני חומרה אינם מבינים את הרעיון של אזורי זמן; RTC מאחסן רק את השעה, לא את אזור הזמן או הקיזוז מ-UTC (זמן אוניברסלי מתואם, הידוע גם בשם GMT או Greenwich Mean Time). אתה יכול להתקין RTC באמצעות כלי שאעסוק בו בהמשך מאמר זה.

זמן המערכת הוא הזמן שמערכת ההפעלה מציגה בשעון ה-GUI בשולחן העבודה שלך, בפלט של פקודת התאריך, בחותמות הזמן של היומנים. זה חל גם כאשר קבצים נוצרים, משתנים ופותחים.

בדף איש עבור rtc יש תיאור מלא של ה-RTC ושעון המערכת.

מה הקשר ל-NTP?

מחשבים בכל העולם משתמשים ב-NTP (Network Time Protocol) כדי לסנכרן את הזמן שלהם עם שעוני ייחוס סטנדרטיים דרך האינטרנט באמצעות היררכיה של שרתי NTP. שרתי הזמן העיקריים נמצאים בשכבה 1 והם מחוברים ישירות לשירותי זמן לאומיים שונים בשכבה 0 באמצעות לוויין, רדיו או אפילו מודמים דרך קווי טלפון. שירותי זמן שכבה 0 יכולים להיות שעון אטומי, מקלט רדיו המכוון לאותות המשודרים על ידי שעונים אטומיים, או מקלט GPS המשתמש באותות שעון מדויקים ביותר המשודרים על ידי לווייני GPS.

לרובם המוחלט של שרתי הייחוס יש כמה אלפי שרתי NTP שכבה 2 ציבוריים הפתוחים לציבור. ארגונים ומשתמשים רבים (כולל אני) עם הרבה מארחים הזקוקים לשרת NTP בוחרים להגדיר שרתי זמן משלהם כך שרק מארח מקומי אחד ניגש לשכבה 2 או 3. לאחר מכן הם מגדירים את הצמתים הנותרים ברשת להשתמש ב-local שרת זמן. במקרה של הרשת הביתית שלי, זה שרת שכבה 3.

יישומים שונים של NTP

היישום המקורי של NTP הוא ntpd. לאחר מכן הצטרפו אליו שניים חדשים יותר, chronyd ו-systemd-timesyncd. שלושתם מסנכרנים את זמן המארח המקומי עם שרת זמן NTP. שירות systemd-timesyncd אינו אמין כמו chronyd, אבל הוא מספיק טוב עבור רוב המטרות. אם ה-RTC אינו מסונכרן, הוא יכול להתאים בהדרגה את זמן המערכת כדי להסתנכרן עם שרת ה-NTP כאשר זמן המערכת המקומי נסחף מעט. לא ניתן להשתמש בשירות systemd-timesync כשרת זמן.

כרוני הוא מימוש של NTP המכיל שתי תוכניות: ה-chronyd daemon וממשק שורת פקודה הנקרא chronyc. ל-Chrony יש כמה תכונות שהן הכרחיות במקרים רבים:

• Chrony יכולה להסתנכרן עם שרת זמן הרבה יותר מהר משירות ntpd הישן. זה טוב למחשבים ניידים או שולחניים שלא עובדים כל הזמן.
• זה יכול לפצות על תנודות בשעון, כגון כאשר המארח הולך לישון או נכנס למצב שינה, או כאשר השעון משתנה עקב דילוג בתדר, מה שמאט את השעונים בעומסים נמוכים.
• זה פותר בעיות זמן הקשורות לחיבור רשת לא יציב או עומס ברשת.
• זה מסדיר את עיכובי הרשת.
• לאחר סנכרון הזמן הראשוני, Chrony לעולם לא עוצרת את השעון. זה מספק משבצות זמן יציבות ועקביות עבור שירותי מערכת ויישומים רבים.
• Chrony יכול לעבוד גם ללא חיבור לרשת. במקרה זה, ניתן לעדכן את המארח המקומי או השרת באופן ידני.
• Chrony יכול לשמש כשרת NTP.

שוב, NTP הוא פרוטוקול שניתן ליישם על מארח לינוקס באמצעות Chrony או systemd-timesyncd.

RPMs NTP, Chrony ו-systemd-timesyncd זמינים במאגרי Fedora הסטנדרטיים. systemd-udev RPM הוא מנהל אירועי ליבה שמותקן כברירת מחדל ב-Fedora, אך הוא אופציונלי.

אתה יכול להתקין את שלושתם ולעבור ביניהם, אבל זה ייצור כאב ראש נוסף. אז עדיף שלא. מהדורות מודרניות של Fedora, CentOS ו-RHEL עברו ל-Chrony כיישום ברירת המחדל, ויש להם גם systemd-timesyncd. אני מוצא את Chrony עובדת טוב, מספקת ממשק טוב יותר משירות ה-NTP, מספקת הרבה יותר מידע ושליטה, מה שמנהלי מערכת בהחלט ייהנו.

השבתת שירותי NTP

ייתכן ששירות ה-NTP כבר פועל על המארח שלך. אם כן, עליך להשבית אותו לפני המעבר למשהו אחר. הפעלתי את chronyd אז השתמשתי בפקודות הבאות כדי לעצור ולהשבית אותה. הפעל את הפקודות המתאימות עבור כל דמון NTP שאתה מפעיל על המארח שלך:

[root@testvm1 ~]# systemctl disable chronyd ; systemctl stop chronyd
Removed /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/chronyd.service.
[root@testvm1 ~]#

בדוק שהשירות נעצר ומושבת:

[root@testvm1 ~]# systemctl status chronyd
● chronyd.service - NTP client/server
     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/chronyd.service; disabled; vendor preset: enabled)
     Active: inactive (dead)
       Docs: man:chronyd(8)
             man:chrony.conf(5)
[root@testvm1 ~]#

בדיקת מצב לפני ההשקה

מצב סנכרון שעון המערכת מאפשר לך לקבוע אם שירות ה-NTP פועל. מכיוון שעדיין לא התחלת את NTP, הפקודה timesync-status תרמוז על כך:

[root@testvm1 ~]# timedatectl timesync-status
Failed to query server: Could not activate remote peer.

בקשת סטטוס ישירה מספקת מידע חשוב. לדוגמה, הפקודה timedatectl ללא ארגומנט או אפשרויות מבצעת את פקודת המשנה סטטוס כברירת מחדל:

[root@testvm1 ~]# timedatectl status
           Local time: Fri 2020-05-15 08:43:10 EDT  
           Universal time: Fri 2020-05-15 12:43:10 UTC  
                 RTC time: Fri 2020-05-15 08:43:08      
                Time zone: America/New_York (EDT, -0400)
System clock synchronized: no                          
              NTP service: inactive                    
          RTC in local TZ: yes                    

Warning: The system is configured to read the RTC time in the local time zone.
         This mode cannot be fully supported. It will create various problems
         with time zone changes and daylight saving time adjustments. The RTC
         time is never updated, it relies on external facilities to maintain it.
         If at all possible, use RTC in UTC by calling
         'timedatectl set-local-rtc 0'.
[root@testvm1 ~]#

זה ייתן לך את השעה המקומית עבור המארח שלך, זמן UTC וזמן RTC. במקרה זה, זמן המערכת מוגדר לאזור הזמן America / New_York (TZ), ה-RTC מוגדר לשעה באזור הזמן המקומי, ושירות ה-NTP אינו פעיל. זמן RTC החל לסטות מעט מזמן המערכת. זה נורמלי למערכות שהשעונים שלהן לא סונכרנו. כמות הקיזוז במארח תלויה בזמן שחלף מאז הסנכרון האחרון של המערכת.

קיבלנו גם אזהרה לגבי שימוש בזמן מקומי עבור RTC - זה חל על שינויים באזור הזמן והגדרות DST. אם המחשב כבוי כאשר יש צורך לבצע שינויים, ה-RTC לא ישתנה. אבל עבור שרתים או מארחים אחרים הפועלים מסביב לשעון, זו לא בעיה בכלל. בנוסף, כל שירות המספק סנכרון זמן NTP יתאים את הזמן של המארח בשלב האתחול הראשוני, כך שהשעה תהיה נכונה שוב לאחר השלמת האתחול.

הגדרת אזור הזמן

בדרך כלל, אתה מציין את אזור הזמן במהלך הליך ההתקנה ואין לך את המשימה לשנות אותו מאוחר יותר. עם זאת, ישנם מקרים שבהם אתה צריך לשנות את אזור הזמן. ישנם מספר כלים שיכולים לעזור. לינוקס משתמשת בקבצי אזור זמן כדי לקבוע את אזור הזמן המקומי של מארח. קבצים אלה נמצאים בספרייה /usr/share/zoneinfo. כברירת מחדל, עבור אזור הזמן שלי, המערכת קובעת את זה: /etc/localtime -> ../usr/share/zoneinfo/America/New_York. אבל אתה לא צריך לדעת דקויות כאלה כדי לשנות את אזור הזמן.

העיקר הוא לדעת את שם אזור הזמן הרשמי עבור המיקום שלך ואת הפקודה המתאימה. נניח שאתה רוצה לשנות את אזור הזמן ללוס אנג'לס:

[root@testvm2 ~]# timedatectl list-timezones | column
<SNIP>
America/La_Paz                  Europe/Budapest
America/Lima                    Europe/Chisinau
America/Los_Angeles             Europe/Copenhagen
America/Maceio                  Europe/Dublin
America/Managua                 Europe/Gibraltar
America/Manaus                  Europe/Helsinki
<SNIP>

עכשיו אתה יכול להגדיר את אזור הזמן. השתמשתי בפקודה date כדי לבדוק אם יש שינויים, אבל אתה יכול גם להשתמש timedatectl:

[root@testvm2 ~]# date
Tue 19 May 2020 04:47:49 PM EDT
[root@testvm2 ~]# timedatectl set-timezone America/Los_Angeles
[root@testvm2 ~]# date
Tue 19 May 2020 01:48:23 PM PDT
[root@testvm2 ~]#

עכשיו אתה יכול לשנות את אזור הזמן של המארח שלך בחזרה לזמן מקומי.

systemd-timesyncd

דמון systemd timesync מספק מימוש NTP שקל לניהול בהקשר systemd. זה מותקן כברירת מחדל בפדורה ובאובונטו. עם זאת, זה מתחיל רק כברירת מחדל באובונטו. אני לא בטוח לגבי הפצות אחרות. אתה יכול לבדוק בעצמך:

[root@testvm1 ~]# systemctl status systemd-timesyncd

הגדרת systemd-timesyncd

קובץ התצורה עבור systemd-timesyncd הוא /etc/systemd/timesyncd.conf. זהו קובץ פשוט עם פחות אפשרויות מופעלות מאשר שירותי NTP ו- chronyd הישנים. הנה התוכן של הקובץ הזה (ללא שינויים נוספים) ב-Fedora VM שלי:

#  This file is part of systemd.
#
#  systemd is free software; you can redistribute it and/or modify it
#  under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
#  the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
#  (at your option) any later version.
#
# Entries in this file show the compile time defaults.
# You can change settings by editing this file.
# Defaults can be restored by simply deleting this file.
#
# See timesyncd.conf(5) for details.

[Time]
#NTP=
#FallbackNTP=0.fedora.pool.ntp.org 1.fedora.pool.ntp.org 2.fedora.pool.ntp.org 3.fedora.pool.ntp.org
#RootDistanceMaxSec=5
#PollIntervalMinSec=32
#PollIntervalMaxSec=2048

הקטע היחיד שהוא מכיל, מלבד הערות, הוא [זמן]. כל שאר השורות מוערות. אלו הם ערכי ברירת המחדל ואין לשנותם (אלא אם יש לך סיבה לכך). אם אין לך שרת זמן NTP המוגדר בשורת NTP=, פדורה מעמידה כברירת מחדל לשרת זמן של פדורה חלופי. אני בדרך כלל מוסיף את שרת הזמן שלי:

NTP=myntpserver

הפעלת סינכרון זמן

אתה יכול להתחיל ולהפוך systemd-timesyncd לפעיל בצורה הבאה:

[root@testvm2 ~]# systemctl enable systemd-timesyncd.service
Created symlink /etc/systemd/system/dbus-org.freedesktop.timesync1.service → /usr/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service.
Created symlink /etc/systemd/system/sysinit.target.wants/systemd-timesyncd.service → /usr/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service.
[root@testvm2 ~]# systemctl start systemd-timesyncd.service
[root@testvm2 ~]#

הגדרת שעון החומרה

כך נראה המצב לאחר הפעלת timesyncd:

[root@testvm2 systemd]# timedatectl
               Local time: Sat 2020-05-16 14:34:54 EDT  
           Universal time: Sat 2020-05-16 18:34:54 UTC  
                 RTC time: Sat 2020-05-16 14:34:53      
                Time zone: America/New_York (EDT, -0400)
System clock synchronized: yes                          
              NTP service: active                      
          RTC in local TZ: no    

בתחילה, ההבדל בין RTC לזמן מקומי (EDT) הוא פחות משנייה, והפער גדל בעוד כמה שניות במהלך הימים הקרובים. מכיוון שאין מושג של אזורי זמן ב-RTC, הפקודה timedatectl חייבת לבצע השוואה כדי לקבוע את אזור הזמן הנכון. אם זמן ה-RTC אינו תואם בדיוק את השעה המקומית, אז הוא גם אינו תואם את אזור הזמן המקומי.

בחיפוש אחר מידע נוסף, בדקתי את המצב של systemd-timesync ומצאתי את זה:

[root@testvm2 systemd]# systemctl status systemd-timesyncd.service
● systemd-timesyncd.service - Network Time Synchronization
     Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/systemd-timesyncd.service; enabled; vendor preset: disabled)
     Active: active (running) since Sat 2020-05-16 13:56:53 EDT; 18h ago
       Docs: man:systemd-timesyncd.service(8)
   Main PID: 822 (systemd-timesyn)
     Status: "Initial synchronization to time server 163.237.218.19:123 (2.fedora.pool.ntp.org)."
      Tasks: 2 (limit: 10365)
     Memory: 2.8M
        CPU: 476ms
     CGroup: /system.slice/systemd-timesyncd.service
             └─822 /usr/lib/systemd/systemd-timesyncd

May 16 09:57:24 testvm2.both.org systemd[1]: Starting Network Time Synchronization...
May 16 09:57:24 testvm2.both.org systemd-timesyncd[822]: System clock time unset or jumped backwards, restoring from recorded timestamp: Sat 2020-05-16 13:56:53 EDT
May 16 13:56:53 testvm2.both.org systemd[1]: Started Network Time Synchronization.
May 16 13:57:56 testvm2.both.org systemd-timesyncd[822]: Initial synchronization to time server 163.237.218.19:123 (2.fedora.pool.ntp.org).
[root@testvm2 systemd]#

שימו לב להודעת היומן שאומרת שזמן המערכת לא הוגדר או אופס. שירות Timesync מגדיר את זמן המערכת על סמך חותמת הזמן. חותמות זמן מתוחזקות על ידי דמון timesync ונוצרות בכל סנכרון מוצלח.

לפקודת timedatectl אין דרך לקחת את הערך של שעון החומרה משעון המערכת. זה יכול להגדיר את השעה והתאריך רק מהערך שהוזן בשורת הפקודה. אתה יכול להגדיר את ה-RTC לאותו ערך כמו זמן המערכת באמצעות הפקודה hwclock:

[root@testvm2 ~]# /sbin/hwclock --systohc --localtime
[root@testvm2 ~]# timedatectl
               Local time: Mon 2020-05-18 13:56:46 EDT  
           Universal time: Mon 2020-05-18 17:56:46 UTC  
                 RTC time: Mon 2020-05-18 13:56:46      
                Time zone: America/New_York (EDT, -0400)
System clock synchronized: yes                          
              NTP service: active                      
          RTC in local TZ: yes

האפשרות --localtime אומרת לשעון החומרה להציג זמן מקומי, לא UTC.

למה אתה צריך RTC בכלל?

כל יישום של NTP יכוון את שעון המערכת בזמן ההפעלה. ולמה אז RTC? זה לא לגמרי נכון: זה יקרה רק אם יש לך חיבור רשת לשרת הזמן. עם זאת, למערכות רבות לא תמיד יש גישה לחיבור רשת, ולכן שעון חומרה שימושי עבור לינוקס לשימוש כדי לקבוע את זמן המערכת. זה עדיף מאשר הגדרה ידנית של השעה, למרות שהיא עשויה לסטות מזמן אמת.

מסקנה

מאמר זה סקר כמה כלים לשינוי תאריך, שעה ואזורי זמן. הכלי systemd-timesyncd מספק לקוח NTP שיכול לסנכרן את השעה במארח המקומי עם שרת NTP. עם זאת, systemd-timesyncd אינו מספק שירות שרת, כך שאם אתה צריך שרת NTP ברשת שלך, עליך להשתמש במשהו אחר, כגון Chrony, כדי לפעול כשרת.

אני מעדיף יישום יחיד עבור כל שירות ברשת שלי, אז אני משתמש ב-Chrony. אם אינך זקוק לשרת NTP מקומי, או אם לא אכפת לך להשתמש ב-Chrony כשרת וב-systemd-timesyncd כלקוח ה-SNTP. אחרי הכל, אין צורך להשתמש בתכונות הנוספות של Chrony כלקוח אם אתה מרוצה מהפונקציונליות של systemd-timesyncd.

הערה נוספת: אינך נדרש להשתמש בכלי המערכת כדי ליישם NTP. אתה יכול להשתמש בגרסה ישנה יותר של ntpd, Chrony או מימוש NTP אחר. אחרי הכל, systemd מורכבת ממספר רב של שירותים; רבים מהם הם אופציונליים, אז אתה יכול לכבות אותם ולהשתמש במשהו אחר במקום. זו לא מפלצת מונוליטית ענקית. אולי אתה לא אוהב את systemd או חלקים ממנה, אבל אתה צריך לקבל החלטה מושכלת.

אני אוהב את הטמעת NTP של systemd, אבל אני מעדיף את Chrony כי זה מתאים יותר לצרכים שלי. זה לינוקס, מותק -)

על זכויות הפרסום

VDSina מציעה שרתים לכל משימה, מבחר עצום של מערכות הפעלה להתקנה אוטומטית, אפשר להתקין כל מערכת הפעלה משלך ISO, נוח панель управления פיתוח עצמי ותשלום יומי. נזכיר שיש לנו שרתים נצחיים שהם בהחלט נצחיים 😉

מקור: www.habr.com