Linux时钟同步(修订版)

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create17 2021-07-07 14:11:14

文章标签 Linux 文章分类 运维

一、为什么要了解时钟同步？

时钟同步在大数据方向，用到的地方很多。举个例子来说吧，像Zookeeper、RegionServer服务都是需要实时和各节点进行通信的。假如各节点差超过30s，那么RegionServer会由于Zookeeper会话超时而停止服务。所以时钟同步在大数据里被广泛应用且必不可少的一步。

二、了解时间

在Linux系统中，时间分为两部分：系统时间和硬件时间。默认情况下，系统时间和硬件时间会以异步的方式进行，互不干扰。系统时间使用CPU tick维持，硬件时间使用Bios维持。在系统开机的时候，会自动从Bios中获取硬件时间，并设置为系统时间。

三、了解时区

在Linux系统中， /usr/share/zoneinfo目录下存在很多时区，其中 Asia/Shanghai代表中国时区，如果需要更改时区，仅需做个软链接到 /etc目录，软链名字为 localtime。

四、了解NTP

NTP（Network Time Protocol，网络时间协议）是由RFC 1305定义的时间同步协议，用来在分布式时间服务器和客户端之间进行时间同步。NTP基于UDP报文进行传输，使用的UDP端口号为123。

使用NTP的目的是对网络内所有具有时钟的设备进行时钟同步，使网络内所有设备的时钟保持一致，从而使设备能够提供基于统一时间的多种应用。

对于运行NTP的本地系统，既可以接收来自其他时钟源的同步，又可以作为时钟源同步其他的时钟，并且可以和其他设备互相同步。

五、NTP时间同步方案选择

NTP同步方式在linux下一般两种：使用ntpdate命令直接同步和使用NTPD服务平滑同步。有什么区别呢，简单说下，免得时间长了，概念又模糊。

现有一台设备，系统时间是 13:00 , 真实的当前时间(在空中，也许卫星上，这里假设是在准备同步的上级目标NTP服务器)是: 12:30 。如果我们使用ntpdate同步（ntpdate -u 目标NTP服务器IP），操作系统的时间立即更新为12:30,假如，我们的系统有一个定时应用，是在每天12:40运行，那么实际今天这个的任务已经运行过了（当前时间是13:00嘛），现在被ntpdate修改为12:30，那么意味作10分钟后，又会执行一次任务，这就糟糕了，这个任务只能执行一次的嘛！！我想你已经懂了ntpdate时间同步的隐患，当然这个例子有些极端，但的确是有风险的，生产环境我不打算这么干，还是稳妥点好。所以解决该问题的办法就是时间平滑更改，不会让一个时间点在一天内经历两次，这就是ntpd服务方式平滑同步时间，它每次同步时间的偏移量不会太陡，是慢慢来的（问：怎么来，没有细究，只晓得一次一点的同步，完全同步好需要较长时间，所以一般开启ntpd服务同步前先用ntpdate先手动同步一次）。

六、时间同步方案说明

上面介绍了那么多，需要如何做呢？假设有三台主机搭建的集群，使用ntp服务进行时钟同步，主节点作为时钟源：

设置上海时区（各节点）
yum安装ntp服务，并设置为ntpd开机自启动，修改ntp配置文件，开启ntp服务（各节点）
硬件时间以系统时间为标准进行同步（各节点）
从节点使用ntpdate -u命令进行时钟同步，并开启ntpd服务

主从节点配置文件修改说明：

主节点修改：

# 将下列字段注释：
# server 0.centos.pool.ntp.org iburst
# server 1.centos.pool.ntp.org iburst
# server 2.centos.pool.ntp.org iburst
# server 3.centos.pool.ntp.org iburst
# 添加：
server 127.127.1.0 # 表示NTP主服务器是与自身的系统时钟同步
fudge 127.127.1.0 stratum 10 # 指定阶层编号为10，降低其优先度

从节点修改：

# 将下列字段注释：
# server 0.centos.pool.ntp.org iburst
# server 1.centos.pool.ntp.org iburst
# server 2.centos.pool.ntp.org iburst
# server 3.centos.pool.ntp.org iburst
# 添加：
server 127.127.1.0 # 表示NTP主服务器是与自身的系统时钟同步
fudge 127.127.1.0 stratum 10 # 指定阶层编号为10，降低其优先度
server liuyzh1.xdata # 配置时间服务器为本地的时间服务器
restrict liuyzh1.xdata nomodify notrap noquery # 允许上层时间服务器主动修改本机时间

配置参数和命令简单说明请参考：点击访问

总结：

上面采取的是ntpdate + ntpd的同步方案。先使用ntpdate命令实现时间同步，然后再开启ntpd服务进行平滑式的逐渐时间调整。

修改主节点配置文件，使NTP主服务器与自身系统时钟同步，也就是说主节点为时间服务器。

修改从节点配置文件，配置主节点为本地的时间服务器，允许主节点主动修改本机时间。

七、具体的脚本命令

可以新建文件，里面存放集群内所有需要时钟同步的节点

192.168.162.41
192.168.162.42
192.168.162.43
# 将上面节点ip保存到 ~/nodeslist下
#!/usr/bin/env bash
bin=`dirname $0`
bin=`cd "$bin"; pwd`
cd $bin
host_list=$(cat ~/nodeslist)
master_hostip=$(sed -n 1p ~/nodeslist)
ips_no_host=$(sed -n '2,$p' ~/nodeslist)
# 判断当前系统版本，方便用户单独执行
os_version=`sh checkOSVersion.sh`
# 遍历所有节点
# 操作：1.修改时区为上海时区 2.设置开机自启动 3.修改配置文件ntp.cnf
for host in $host_list
do
# 设置时区
ssh $host ln -sf /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai /etc/localtime
# 开机自启动
flag=`ssh $host grep -c \"service ntpd restart\" /etc/rc.d/rc.local`
if [ $flag -eq '0' ]; then
ssh $host "echo service ntpd restart >> /etc/rc.d/rc.local"
echo "service ntpd restart in /etc/rc.d/rc.local add successfully!"
else
echo "service ntpd restart in /etc/rc.d/rc.local already exist, not need to add."
fi
flag=`ssh $host grep -c \"hwclock --systohc\" /etc/rc.d/rc.local`
if [ $flag -eq '0' ]; then
ssh $host "echo "hwclock --systohc" >> /etc/rc.d/rc.local"
echo "hwclock --systohc in /etc/rc.d/rc.local add successfully!"
else
echo "hwclock --systohc in /etc/rc.d/rc.local already exist, not need to add."
fi
ssh $host "chmod +x /etc/rc.d/rc.local"
# 安装ntp服务
ssh $host yum install -y -q ntp
if [[ $os_version = "centos6" ]];then
ssh $host "sed -i -e '22 s/^/# /' -i -e '23 s/^/# /' -i -e '24 s/^/# /' -i -e '25 s/^/# /' /etc/ntp.conf"
else
ssh $host "sed -i -e '21 s/^/# /' -i -e '22 s/^/# /' -i -e '23 s/^/# /' -i -e '24 s/^/# /' /etc/ntp.conf"
fi
flag=`ssh $host grep -c \"server 127.127.1.0\" /etc/ntp.conf`
if [ $flag -eq '0' ]; then
ssh $host "echo server 127.127.1.0 >> /etc/ntp.conf"
echo "server 127.127.1.0 in /etc/ntp.conf add successfully!"
else
echo "server 127.127.1.0 in /etc/ntp.conf already exist,not need to add."
fi
flag=`ssh $host grep -c \"fudge 127.127.1.0 stratum 10\" /etc/ntp.conf`
if [ $flag -eq '0' ]; then
ssh $host "echo fudge 127.127.1.0 stratum 10 >> /etc/ntp.conf"
echo "fudge 127.127.1.0 stratum 10 in /etc/ntp.conf add successfully!"
else
echo "fudge 127.127.1.0 stratum 10 in /etc/ntp.conf already exist,not need to add."
fi
done
# 主节点操作
# 1.重启ntpd 2.硬件时间以系统时间为标准进行同步 3.打印主节点当前系统时间
service ntpd restart
hwclock --systohc
echo -e "\e[0;32;1m==== "$master_hostip"当前系统时间为: ====\e[0m"
date
echo -e "\e[0;32;1m==== "$master_hostip"当前硬件时间为: ====\e[0m"
hwclock
# 从节点操作，开启ntp服务，使用ntpdate命令进行时钟同步
for slave in $ips_no_host
do
echo -e "\e[0;33;1m==== 开始对"$slave"进行时钟同步配置 ====\e[0m"
# 将 server 主节点写入配置文件/etc/ntp.conf中
flag=`ssh $slave grep -c \"server $master_hostip\" /etc/ntp.conf`
if [ $flag -eq '0' ]; then
ssh $slave "echo server $master_hostip >> /etc/ntp.conf"
echo "server $master_hostip in /etc/ntp.conf add successfully!"
else
echo "server $master_hostip in /etc/ntp.conf already exist,not need to add."
fi
# 将 restrict 主节点 nomodify notrap noquery 写入配置文件/etc/ntp.conf中
flag=`ssh $slave grep -c \"restrict $master_hostip nomodify notrap noquery\" /etc/ntp.conf`
if [ $flag -eq '0' ]; then
ssh $slave "echo restrict $master_hostip nomodify notrap noquery >> /etc/ntp.conf"
echo "restrict $master_hostip nomodify notrap noquery in /etc/ntp.conf add successfully!"
else
echo "restrict $master_hostip nomodify notrap noquery in /etc/ntp.conf already exist,not need to add."
fi
ssh $slave service ntpd restart
ssh $slave "ntpdate -u $master_hostip"
echo -e "\e[0;32;1m==== "$slave"当前系统时间为: ====\e[0m"
ssh $slave "date"
ssh $slave "hwclock --systohc"
echo -e "\e[0;32;1m==== "$slave"当前硬件时间为: ====\e[0m"
ssh $slave "hwclock"
echo -e "\e[0;33;1m==== 完成对"$slave"的时钟同步配置 ====\e[0m"
done
echo -e "\e[0;32;1m==== 时钟同步配置流程结束 ====\e[0m"