使用ntpd實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步服務(wù)器無(wú)中心
全文概述：
使用ntpd實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步服務(wù)器無(wú)中心是一種常見(jiàn)的同步時(shí)間的方式，其可以有效減少服務(wù)器之間的時(shí)間誤差。本文將從原理、配置、問(wèn)題和解決方案四個(gè)方面詳細(xì)闡述該方法。
1、原理
NTP（Network Time Protocol）是一個(gè)用于同步計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)間的協(xié)議，它可以精確地將各個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步到毫秒級(jí)別。而ntpd則是一個(gè)基于NTP協(xié)議的時(shí)間同步服務(wù)器。使用ntpd實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步服務(wù)器無(wú)中心意味著每個(gè)服務(wù)器都可以作為時(shí)間的源頭而不會(huì)有一個(gè)固定的中心服務(wù)器。為了實(shí)現(xiàn)無(wú)中心時(shí)間同步，ntpd協(xié)議采用了一種分層的時(shí)間同步策略。每個(gè)ntpd時(shí)間同步服務(wù)器都有一個(gè)父節(jié)點(diǎn)和若干個(gè)子節(jié)點(diǎn)，父節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步源頭來(lái)自上一層的某個(gè)ntpd服務(wù)器，而自己則向下一層的ntpd服務(wù)器提供時(shí)間同步源頭。這樣一層層地構(gòu)建起來(lái)的分層時(shí)間同步體系可以減少多個(gè)服務(wù)器之間的時(shí)間誤差。
同時(shí)，在這種無(wú)中心的體系中，每個(gè)ntpd服務(wù)器也會(huì)定時(shí)搜索網(wǎng)絡(luò)中權(quán)威的時(shí)間源，例如NIST（National Institute of Standards and Technology）提供的時(shí)間服務(wù)。這樣可以保證每個(gè)ntpd服務(wù)器都有一個(gè)準(zhǔn)確的時(shí)間源頭，即使其他父節(jié)點(diǎn)的時(shí)間出現(xiàn)問(wèn)題，它也可以自己獨(dú)立工作。
2、配置
在Linux或Unix操作系統(tǒng)上使用ntpd進(jìn)行無(wú)中心時(shí)間同步非常簡(jiǎn)單，只需要安裝好ntpd軟件包，并通過(guò)修改配置文件來(lái)指定時(shí)間同步服務(wù)器即可。例如，在Ubuntu系統(tǒng)中，可以通過(guò)以下命令安裝ntpd：
sudo apt-get update
sudo apt-get install ntp
安裝好后，ntpd會(huì)默認(rèn)啟動(dòng)并訪問(wèn)Ubuntu指定的時(shí)間服務(wù)器進(jìn)行時(shí)間同步。如果需要手動(dòng)配置時(shí)間服務(wù)器，則需要修改/etc/ntp.conf文件，指定自己的時(shí)間源頭。例如，可以加入如下代碼：
server 0.cn.pool.ntp.org
server 1.cn.pool.ntp.org
通過(guò)指定兩個(gè)時(shí)間服務(wù)器，每個(gè)ntpd服務(wù)器都會(huì)自動(dòng)搜索最優(yōu)時(shí)間源并和其同步。
3、問(wèn)題
ntpd使用無(wú)中心的時(shí)間同步方式，可以有效避免中心服務(wù)器出現(xiàn)故障導(dǎo)致所有節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步失敗的問(wèn)題。但是，也會(huì)帶來(lái)新的問(wèn)題。其中最大的問(wèn)題是時(shí)間分層結(jié)構(gòu)可能會(huì)導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步不夠準(zhǔn)確。例如，分層結(jié)構(gòu)中的某個(gè)節(jié)點(diǎn)失去了它的父節(jié)點(diǎn)，則它的時(shí)間就會(huì)開(kāi)始“飄移”，而與分層中其他節(jié)點(diǎn)時(shí)間不一致。同時(shí)，ntpd作為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也受網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和延遲影響較大。如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浒l(fā)生變化或者網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)節(jié)點(diǎn)的延遲突然變化，將會(huì)導(dǎo)致該節(jié)點(diǎn)的時(shí)間同步出現(xiàn)問(wèn)題。
此外，ntpd還需要保證其自身的運(yùn)行穩(wěn)定，否則也會(huì)同時(shí)影響其作為時(shí)間同步服務(wù)器的準(zhǔn)確性。
4、解決方案
針對(duì)ntpd存在的問(wèn)題，可以采用以下解決方案：1. 增加備份時(shí)間源：將一個(gè)節(jié)點(diǎn)的時(shí)間源不僅僅指定為某一個(gè)時(shí)間服務(wù)器，同時(shí)還要指定備份時(shí)間服務(wù)器。例如，除了加入0.cn.pool.ntp.org，還可以加入1.cn.pool.ntp.org作為備份服務(wù)器，這樣可以在主服務(wù)器不可用時(shí)，使用備份服務(wù)器的時(shí)間源。
2. 減小分層層數(shù)：分層過(guò)多可能會(huì)帶來(lái)不穩(wěn)定性，可以減少ntpd服務(wù)器的層數(shù)來(lái)降低“飄移”的發(fā)生概率。
3. 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：合理的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和延遲可以最大程度地避免ntpd時(shí)間同步出現(xiàn)問(wèn)題。
4. 穩(wěn)定性保證：通過(guò)增加系統(tǒng)資源、減小硬件故障和惡意攻擊的發(fā)生率等措施，可以提高ntpd服務(wù)器的穩(wěn)定性，減少可能出現(xiàn)的時(shí)間同步問(wèn)題。
總結(jié)：
ntpd作為一種使用無(wú)中心時(shí)間同步的方式，可以有效減少服務(wù)器之間的時(shí)間誤差。但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)一些新的問(wèn)題，例如分層結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等問(wèn)題。通過(guò)增加備份時(shí)間源、減小分層層數(shù)、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)和保證系統(tǒng)穩(wěn)定性等方法，可以很好地解決這些問(wèn)題。
因此，在使用ntpd實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步服務(wù)器無(wú)中心時(shí)，需要注意上述問(wèn)題并采取相應(yīng)的解決方案，以保證時(shí)間同步的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
