linux下NTP服务器实战(chrony软件)

linux下NTP服务器实战(chrony软件)

记录linux下NTP服务器搭建及相关管理操作，使用chrony软件包安装部署。相比ntp服务，Chrony服务适用于更高精度、更高稳定性、自动化等场景。

1. 安装 chrony

在大多数Linux发行版上，chrony可以通过包管理器直接安装。

• CentOS/RHEL:

  sudo yum install chrony   # CentOS 7 及之前的版本
  sudo dnf install chrony   # CentOS 8 和 Fedora
  

• Ubuntu/Debian:

  sudo apt install chrony
  

chrony 守护进程的默认位置为 /usr/sbin/chronyd。命令行工具将安装到 /usr/bin/chronyc。

2. 配置chrony

chrony的配置文件通常位于/etc/chrony.conf。要将机器配置为NTP服务器，需进行如下修改：

编辑 /etc/chrony.conf 文件：

sudo vim /etc/chrony.conf

1. 允许网络客户端访问：
   找到并修改或添加以下配置，允许特定网段或所有网络客户端访问：

   allow 192.168.0.0/24   # 允许指定网段访问
   allow all              # 允许所有客户端访问
   

2. 选择上游时间源：
   可以设置NTP服务器来同步本地时间。以下是一些常用的NTP服务器：

   server 0.centos.pool.ntp.org iburst
   server 1.centos.pool.ntp.org iburst
   server 2.centos.pool.ntp.org iburst
   

3. 设置NTP服务器为本地时间主机：
   如果此NTP服务器在不与外界同步的情况下应保持提供时间服务，可以启用本地时间作为时间源：

   local stratum 10
   

   这里设置的stratum值较高，以避免本地时间被优先用于其他时间服务器。

配置文件示例：

[root@ntp ~]# cat /etc/chrony.conf
# Use public servers from the pool.ntp.org project.
# Please consider joining the pool (http://www.pool.ntp.org/join.html).
server 10.210.10.220 iburst
# 指定了一个 NTP 服务器的地址（10.210.10.220）。iburst 选项使得当客户端第一次与服务器进行通信时，如果无法立即建立连接，客户端会发送一组加速的请求（通常为 4 个包），以加快与时间服务器的同步速度。# Record the rate at which the system clock gains/losses time.
driftfile /var/lib/chrony/drift
# driftfile 参数指定了存储系统时钟漂移数据的文件。系统定期测量其内部时钟的漂移（增快或减慢的速率）并记录到该文件中，这可以帮助 chrony 更好地调整系统时钟。# Allow the system clock to be stepped in the first three updates
# if its offset is larger than 1 second.
makestep 1.0 3
# 允许在前 3 次时间更新时，如果系统时钟的偏差超过 1 秒，chrony 可以直接调整系统时钟，而不是渐进调整。这在系统启动后可以快速纠正较大的时间偏差。# Enable kernel synchronization of the real-time clock (RTC).
rtcsync
# 启用内核的 RTC（实时时钟）同步。当系统时钟与 NTP 服务器同步时，内核会自动同步硬件时钟（通常是 BIOS 中的时钟）与系统时钟，以确保即使系统关机，硬件时钟也能保持准确。# Enable hardware timestamping on all interfaces that support it.
#hwtimestamp *
# 这一行被注释掉了。如果启用，将会在所有支持硬件时间戳的网络接口上启用硬件时间戳。硬件时间戳可以提高网络延迟的精确度，尤其是在处理非常精确的时间同步时。# Increase the minimum number of selectable sources required to adjust
# the system clock.
#minsources 2
# 如果启用，将设置系统调整时钟时所需的最少可用时间源数目为 2。这有助于确保同步的时间更为可靠。# Allow NTP client access from local network.
# allow 192.168.0.0/16	# 允许特定的网络范围（如 192.168.0.0/16）内的客户端访问本地 NTP 服务。
# 默认情况下，远程的 NTP 客户端是无法与该 chrony 服务器进行时间同步的。需要通过 allow 指令明确地允许特定的网络范围或 IP 地址进行时间同步。
allow all  # 允许所有客户端同步时间。
# Serve time even if not synchronized to a time source.
#local stratum 10
# 如果启用，即使本机没有与外部时间源同步，也会向网络上的其他设备提供时间服务，并将本地服务器的 stratum 设置为 10（即优先级较低的时间源）。# Specify file containing keys for NTP authentication.
#keyfile /etc/chrony.keys
# 如果启用，它会指定一个包含 NTP 身份验证密钥的文件。这用于在服务器和客户端之间进行身份验证，确保同步时间的安全性。# Specify directory for log files.
logdir /var/log/chrony
# logdir 参数指定了 chrony 写日志的目录路径。在这里，日志文件将存储在 /var/log/chrony 目录下。 	# Select which information is logged.
#log measurements statistics tracking
# 如果启用，chrony 会记录测量值、统计信息以及时间跟踪等详细日志信息。

3. 启动chrony服务

保存配置文件后，启动并启用chrony服务：

sudo systemctl start chronyd
sudo systemctl enable chronyd

4. 检查NTP服务状态

确认chrony正在运行并同步时间：

chronyc tracking

此命令会显示本地系统与NTP服务器的同步状态。

5. 客户端配置

在客户端机器上，确保chrony或ntpd安装完成并且配置好指向你的NTP服务器：

编辑客户端的/etc/chrony.conf或/etc/ntp.conf，添加你的NTP服务器IP地址：

server <NTP服务器的IP地址> iburst

保存后，重启客户端的chronyd或ntpd服务：

sudo systemctl restart chronyd  # 或 ntpd

6. 验证同步

在客户端上，可以通过以下命令检查是否与服务器同步：

chronyc sources

这会列出当前的时间源，确保NTP服务器显示为活动时间源。

示例输出：

210 Number of sources = 4
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
^- time1.google.com              1   6    377    48   -176us[ -199us] +/-  15ms
^* time2.google.com              1   6    377    47   +245us[ +220us] +/-  13ms
^- time3.google.com              1   6    377    47   -310us[ -332us] +/-  16ms
^+ time4.google.com              1   6    377    48   +129us[ +105us] +/-  14ms
[root@dns ~]# chronyc sources
210 Number of sources = 1
MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===============================================================================
^* 10.210.10.45                  5   6    37    15    +18us[+1062us] +/-   11ms

字段解释：

• MS: 这列表示当前时间源的状态标记。

  • ^ 表示该时间源是NTP服务器。
  • * 表示当前使用的时间源（同步的主源）。
  • + 表示备用时间源，可能被选为候选同步源。
  • - 表示被排除的时间源，当前不会同步该时间源。
  • = 表示该时间源是peer节点。
  • ?：表示该服务器的状态未知，可能无法到达或正在等待响应。
  • x：表示该时间源的时间可能有错误，因此不能被信任。
  • ~：表示该时间源的时间变化太大，波动性过高，无法稳定同步。

• Name/IP address:

  这是时间源的主机名或IP地址。它显示的是你系统上配置的时间源。

• Stratum:

  NTP层级值，表示时间源的层次。stratum越低，时间源越靠近参考时钟（例如原子钟）。本地时钟通常会被设置为较高的stratum值（如15），表示优先级较低。

• Poll:

  表示轮询间隔，单位是秒的对数（2^Poll）。在这个示例中，值6表示当前的轮询间隔是2^6 = 64秒。

• Reach:

  这是一个八位的二进制数值，表示最近的查询是否成功。377的十六进制表示是11111111，表示最近8次查询全部成功。

• LastRx:

  上次接收到NTP服务器响应的时间，单位是秒。

• Last sample:

  该列表示时间偏差（时间源与本地时钟的差异）和误差范围：

  • +245us[ +220us]：表示偏差为+245微秒，括号内表示的是过滤后的估计值+220微秒。
  • +/- 13ms：这是该时间源的误差范围。

7. chronyc相关命令

1. chronyc tracking

   • chronyc 跟踪，查看本地系统的时间同步状态，包括与时间源的偏差、同步源的 stratum 层级、本地时钟漂移等信息。
   • 输出示例：

     Reference ID    : 203.0.113.1 (ntp.example.com)
     Stratum         : 3
     Ref time (UTC)  : Tue Aug 29 12:00:00 2024
     System time     : 0.000000001 seconds fast of NTP time
     Last offset     : -0.000000002 seconds
     RMS offset      : 0.000000003 seconds
     Frequency       : 12.345 ppm slow
     Residual freq   : -0.001 ppm
     Skew            : 0.005 ppm
     

2. chronyc sources

   • 显示当前配置的所有时间源的信息，包括其状态、stratum 层级、延迟、偏差等。
   • 输出示例：

     MS Name/IP address         Stratum Poll Reach LastRx Last sample
     ===============================================================================
     ^* ntp.example.com              2   6    377    30   -240us[ -310us] +/-  16ms
     ^+ ntp2.example.com             2   6    377    31   -124us[ -154us] +/-  12ms
     

   可以指定可选的 -v 参数来打印更详细的信息。在这种情况下，会输出额外的标头行显示字段含义的信息。

3. chronyc sourcestats

   • 显示时间源的统计信息，包括标准偏差、延迟等。
   • 输出示例：

     Name/IP Address            NP  NR  Span  Frequency  Freq Skew  Offset  Std Dev
     ===============================================================================
     ntp.example.com            12   6   198    +0.000     0.005  +12ns    16us
     

   可以使用可选参数 -v 来包括详细信息。在这种情况下，会输出额外的标头行显示字段含义的信息。

4. chronyc ntpdata

   • 查看与某个特定时间源的NTP数据，包括该源的stratum、延迟、偏差、抖动等详细信息。
   • 用法：

     chronyc ntpdata ntp.example.com
     

5. chronyc sources -v

   • 以详细模式显示时间源的信息。
   • 输出示例：

     210 Number of sources = 2
     MS Name/IP address            Stratum Poll Reach LastRx Last sample
     ===============================================================================
     ^* ntp.example.com                 2   6   377   30    -240us[ -310us] +/-  16ms
     ^+ ntp2.example.com                2   6   377   31    -124us[ -154us] +/-  12ms
     

6. chronyc activity

   • 显示当前chrony服务的活动状态，如使用的时间源数量、已处理的请求数量等。
   • 命令：

     chronyc activity
     

7. chronyc makestep

   • 强制进行时间跳步校正。适用于时间偏差较大（通常大于 1 秒）的情况。
   • 命令：

     chronyc -a makestep
     

8. chronyc waitsync

   • 等待本地系统与NTP源同步完成，通常用于系统启动时确保时间已同步。
   • 命令：

     chronyc waitsync
     

9. chronyc clients

   • 显示已连接到此 NTP 服务器的客户端信息。
   • 命令：

     chronyc clients
     

10. chronyc serverstats

    • 显示当前NTP服务器的统计信息，包括已处理的NTP请求数量、拒绝的请求数量等。
    • 命令：

      chronyc serverstats
      

11. chronyc add server <server_ip>

    • 动态添加一个新的NTP服务器作为时间源。
    • 命令：

      chronyc add server ntp.example.com iburst
      

12. chronyc delete server <server_ip>

    • 动态删除一个时间源。
    • 命令：

      chronyc delete server ntp.example.com
      

说明：

动态修改不会永久保存，重启 Chrony 后会丢失。要永久更改，请编辑配置文件。

8. ntp服务与chrony服务对比

Chrony服务和NTP服务对比：

时间同步服务	使用场景	时间同步精度	稳定性	简介
Chrony服务	适用于高精度、高稳定性、自动化等场景。	较高	能够更好地适应高延迟和不稳定的网络环境。	Chrony是一个实现网络时间协议（NTP）的软件包，用于同步计算机的系统时间与世界各地的NTP服务器。Chrony特别适合在变化的网络环境中运行，能够以快速和高效的方式调整系统时间。更多信息，请参见Chrony。
NTP服务	适用于大多数无需太高精度要求的普通场景。	正常	仅能适应一定程度的网络不稳定。	NTP是一种经典的时间同步服务，是NTP协议的一个实现。NTP适用于长期运行的服务器，特别是在网络条件比较稳定的环境下。更多信息，请参见NTP。

ntp服务文件和chrony服务文件对比：

ntp name	chrony name
/etc/ntp.conf	/etc/chrony.conf
/etc/ntp/keys	/etc/chrony.keys
ntpd	chronyd
ntpq	chronyc
ntpd.service	chronyd.service
ntp-wait.service	chrony-wait.service

将ntp服务器迁移到chrony服务器：

在chrony包（/usr/share/doc/chrony）的文档中，包含了一个名为ntp2chrony.py的Python脚本。该脚本用于自动将现有的NTP配置转换为chrony配置。详情参考下面链接：

https://docs.redhat.com/en/documentation/red_hat_enterprise_linux/8/html/configuring_basic_system_settings/configuring-time-synchronization_configuring-basic-system-settings#proc_migrating-to-chrony_using-chrony-to-configure-ntp

9. 相关资料

1. Chapter 18. Configuring NTP Using the chrony Suite | Red Hat Product Documentation