時間伺服器： NTP 伺服器及客戶端搭建

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時間伺服器： NTP 伺服器及客戶端搭建 一. NTP 伺服器的安裝與設定 1. NTP 伺服器的安裝與設定前言 2. 所需軟體與軟體結構 3. 主要配置文件 ntp.conf 的處理 4. NTP 的啟動與觀察： ntpstat, ntpq 5. 安全性設定 1.NTP 伺服器的安裝與設定前言 N ...


時間伺服器： NTP 伺服器及客戶端搭建

一. NTP 伺服器的安裝與設定

1. NTP 伺服器的安裝與設定前言

2. 所需軟體與軟體結構

3. 主要配置文件 ntp.conf 的處理

4. NTP 的啟動與觀察： ntpstat, ntpq

5. 安全性設定

1.NTP 伺服器的安裝與設定前言

NTP 伺服器很容易就可以架設成功，不過這個軟體在不同的 distribution 上面可能有不一樣的名稱，要作的其實就是將他安裝起來之後，規定一部上層 NTP 伺服器來同步化你的時間即可啊！如果只是想要進行單部主機的時間同步化，不用架設 NTP ，直接使用 NTP 客戶端軟體即可！

2.所需軟體與軟體結構

*在 CentOS 6.x 上頭，所需要的軟體其實僅有 ntp 這個玩意兒而已，利用 yum install ntp 即可！不過，我們還需要時區相關的數據文件，所以你需要的軟體有：

    ntp： 就是NTP伺服器的主要軟體啦，包括配置文件以及執行檔等等。
    
    tzdata： 軟體名稱為『 Time Zone data 』的縮寫，提供各時區對應的顯示格式。
    
*與時間及 NTP 伺服器設定相關的配置文件與重要數據文件有底下幾個：

    /etc/ntp.conf： 就是NTP伺服器的主要配置文件，也是唯一的一個；
    
    /usr/share/zoneinfo/：由tzdata所提供，為各時區的時間格式對應檔。 例如臺灣地區的時區格式對應檔案在 /usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei 就是了,這個目錄裡面的檔案與底下要談的兩個檔案 (clock 與 localtime) 是有關係;
    
    /etc/sysconfig/clock：設定時區與是否使用UTC時間鐘的配置文件。每次開機後Linux會自動的讀取這個檔案來設定自己系統所預設要顯示的時間說！舉個例子來說， 在臺灣地區的本地時間設定中，這個檔案內應該會出現一行『ZONE="Asia/Taipei"』的字樣，這表示時間配置文件案要取用/usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei 那個檔案的意思;
    
    /etc/localtime：這個檔案就是『本地端的時間配置文件』,剛剛那個 clock 檔案裡面規定了使用的時間配置文件(ZONE)為/usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei，所以說這就是本地端的時間了，此時Linux系統就會將Taipei那個檔案複製一份成為/etc/localtime，所以未來我們的時間顯示就會以Taipei那個時間配置文件案為準;
    
*至於在常用於時間伺服器與修改時間的指令方面，主要有底下這幾個啦：

    /bin/date：用於 Linux 時間 (軟體時鐘) 的修改與顯示的指令；
    
    /sbin/hwclock：用於BIOS時鐘(硬體時鐘)的修改與顯示的指令。這是一個 root 才能執行的指令，因為Linux系統上面BIOS時間與Linux系統時間是分開的，所以使用date這個指令調整了時間之後，還需要使用hwclock才能將修改過後的時間寫入 BIOS 當中;

    /usr/sbin/ntpd：主要提供NTP服務的程式啰！配置文件為/etc/ntp.conf;

    /usr/sbin/ntpdate：用於客戶端的時間校正，如果你沒有要啟用 NTP 而僅想要使用 NTP Client 功能的話，那麼只會用到這個指令而已;

測試用例：

    假設你的筆記本電腦安裝CentOS這套系統，而且選擇的時區為臺灣。現在，你將有一個月的時間要出差到美國的紐約去，你會帶著這個筆電，那麼到了美國之後，時間會不一致啊！你該如何手動的調整時間參數呢？

    解決方法：因為時區數據文件在/usr/share/zoneinfo內，在該目錄內會找到/usr/share/zoneinfo/America/New_York這個時區檔。而時區配置文件在/etc/sysconfig/clock，且目前的時間格式在 /etc/localtime ，所以應該這樣做：
[root@www ~]# date
Thu Jul 28 15:08:39 CST 2011  <==重點是 CST 這個時區喔！

[root@www ~]# vim /etc/sysconfig/clock
ZONE="America/New_York"       <==改的是這裡啦！

[root@www ~]# cp/usr/share/zoneinfo/America/New_York/etc/localtime
[root@www ~]# date
Thu Jul 28 03:09:21 EDT 2011  <==時區與時間都改變了！
這個範例做完之後，記得將這兩個檔案改回.

3.主要配置文件 ntp.conf 的處理

由於 NTP 伺服器的設定需要有上游伺服器的支持才行，假設NTP 伺服器所需要設定的架構如下：

我的上層 NTP 伺服器共有tock.stdtime.gov.tw,tick.stdtime.gov.tw,time.stdtime.gov.tw 三部，其中以tock.stdtime.gov.tw最優先使用(prefer)；

不對Internet提供服務，僅允許來自內部網域192.168.100.0/24的查詢而已；

偵測一些 BIOS 時鐘與 Linux 系統時間的差異並寫入/var/lib/ntp/drift 檔案當中。

先讓談一談如何在 ntp.conf 裡面設定許可權控制。利用 restrict 來管理許可權控制在 ntp.conf 檔案內可以利用『 restrict 』來控管許可權，這個參數的設定方式為：

restrict [你的IP] mask [netmask_IP] [parameter]
其中 parameter 的參數主要有底下這些：

ignore：拒絕所有類型的 NTP 聯機；

nomodify：客戶端不能使用ntpc與ntpq這兩支程式來修改伺服器的時間參數， 但客戶端仍可透過這部主機來進行網路校時的；

noquery：客戶端不能夠使用ntpq,ntpc等指令來查詢時間伺服器，等於不提供 NTP 的網路校時啰；

notrap：不提供trap這個遠程事件登錄(remote event logging)的功能。

notrust：拒絕沒有認證的客戶端。
    
    那如果你沒有在 parameter 的地方加上任何參數的話，這表示『該 IP 或網段不受任何限制』的意思，一般來說，我們可以先關閉 NTP 的許可權，然後再一個一個的啟用允許登入的網段。

利用 server 設定上層 NTP 伺服器上層 NTP 伺服器的設定方式為：

server [IP or hostname] [prefer]

在server後端可以接IP或主機名，個人比較喜歡使用 IP 來設定說！至於那個 perfer 表示『優先使用』的伺服器。

以 driftfile 記錄時間差異設定的方式如下：

driftfile [可以被 ntpd 寫入的目錄與檔案]

    因為預設的NTP Server本身的時間計算是依據BIOS的晶元震蕩周期頻率來計算的，但是這個數值與上層 Time Server 不見得會一致，所以 NTP 這個 daemon (ntpd) 會自動的去計算我們自己主機的頻率與上層 Time server 的頻率，並且將兩個頻率的誤差記錄下來，記錄下來的檔案就是在 driftfile 後面接的完整檔名當中了！

關於檔名：

    driftfile 後面接的檔案需要使用完整路徑文件名；該檔案不能是連結檔；該檔案需要設定成ntpd這個daemon可以寫入的許可權。該檔案所記錄的數值單位為：百萬分之一秒 (ppm)。
    driftfile 後面接的檔案會被 ntpd 自動更新，所以他的許可權一定要能夠讓 ntpd 寫入才行。在 CentOS 6.x 預設的 NTP 伺服器中，使用的 ntpd 的 owner 是 ntp ，這部份可以查閱 /etc/sysconfig/ntpd 就可以知道了。

關於keys：

keys [key_file]
    
    除了以 restrict 來限制客戶端的聯機之外，我們也可以透過密鑰系統來給客戶端認證， 如此一來可以讓主機端更放心了。不過在這個章節裡面我們暫不討論這個部分，有興趣的朋友可以參考 ntp-keygen 這個指令的相關說明喔！

根據上面的說明，我們最終可以取得這樣的配置文件案內容：
(底下僅修改部分數據，保留大部分的設定值)

[root@www ~]# vim /etc/ntp.conf

# 1. 先處理許可權方面的問題，包括放行上層伺服器以及開放區網用戶來源：
restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery     <==拒絕 IPv4 的用戶
restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery  <==拒絕 IPv6 的用戶
restrict 220.130.158.71   <==放行 tock.stdtime.gov.tw 進入本 NTP 伺服器
restrict 59.124.196.83    <==放行 tick.stdtime.gov.tw 進入本 NTP 伺服器
restrict 59.124.196.84    <==放行 time.stdtime.gov.tw 進入本 NTP 伺服器
restrict 127.0.0.1        <==底下兩個是預設值，放行本機來源
restrict -6 ::1
restrict 192.168.100.0 mask 255.255.255.0 nomodify <==放行區網來源

# 2. 設定主機來源，請先將原本的 [0|1|2].centos.pool.ntp.org 的設定批註掉：
server 220.130.158.71 prefer  <==以這部主機為最優先
server 59.124.196.83
server 59.124.196.84

# 3.預設時間差異分析檔案與暫不用到的 keys 等，不需要更動它：
driftfile /var/lib/ntp/drift
keys      /etc/ntp/keys

這樣就設定好了，準備來啟動 NTP 服務。

4.NTP 的啟動與觀察

設定完 ntp.conf 之後就可以啟動 ntp 伺服器了。啟動與觀察的方式如下：

# 1. 啟動 NTP 
[root@www ~]# /etc/init.d/ntpd start
[root@www ~]# chkconfig ntpd on
[root@www ~]# tail /var/log/messages  <==自行檢查看看有無錯誤

# 2. 觀察啟動的埠看看：
[root@www ~]# netstat -tlunp | grep ntp
Proto Recv-Q Send-Q Local Address       Foreign Address  PID/Program name
udp        0      0 192.168.100.254:123 0.0.0.0:*        3492/ntpd
udp        0      0 192.168.1.100:123   0.0.0.0:*        3492/ntpd
udp        0      0 127.0.0.1:123       0.0.0.0:*        3492/ntpd
udp        0      0 0.0.0.0:123         0.0.0.0:*        3492/ntpd
udp        0      0 ::1:123             :::*             3492/ntpd
udp        0      0 :::123              :::*             3492/ntpd
# 主要是 UDP 封包，且在 port 123 這個埠的了。
    這樣就表示我們的 NTP 伺服器已經啟動了，不過要與上層 NTP 伺服器聯機則還需要一些時間， 通常啟動 NTP 後約在 15 分鐘內才會和上層 NTP 伺服器順利連接上。 那要如何確認我們的 NTP 伺服器有順利的更新自己的時間呢？你可以使用底下幾個指令來查閱 (請自行等待數分鐘後再以下列指令查閱)：

 [root@www ~]# ntpstat
synchronised to NTP server (220.130.158.71) at stratum 3
   time correct to within 538 ms
   polling server every 128 s

這個指令可以列出我們的NTP伺服器有跟上層聯機否。由上述的輸出結果可以知道，時間有校正約 538 * 10^(-3) 秒，且每隔64秒會主動去更新時間.

[root@www ~]# ntpq -p
     remote           refid      st t when poll reach   delay   offset  jitter
==============================================================================
*tock.stdtime.go 59.124.196.87    2 u   19  128  377   12.092   -0.953   0.942
+59-124-196-83.H 59.124.196.86    2 u    8  128  377   14.154    7.616   1.533
+59-124-196-84.H 59.124.196.86    2 u    2  128  377   14.524    4.354   1.079

這個 ntpq -p 可以列出目前我們的 NTP 與相關的上層 NTP 的狀態，上頭的幾個欄位的意義為：

remote：亦即是 NTP 主機的 IP 或主機名啰～註意最左邊的符號
如果有『 * 』代表目前正在作用當中的上層 NTP
如果是『 + 』代表也有連上線，而且可作為下一個提供時間更新的候選者。
refid：參考的上一層 NTP 主機的地址
st：就是 stratum 階層啰！
when：幾秒鐘前曾經做過時間同步化更新的動作；
poll：下一次更新在幾秒鐘之後；
reach：已經向上層 NTP 伺服器要求更新的次數
delay：網路傳輸過程當中延遲的時間，單位為 10^(-6) 秒
offset：時間補償的結果，單位與 10^(-3) 秒
jitter：Linux 系統時間與 BIOS 硬體時間的差異時間， 單位為 10^(-6) 秒。

事實上這個輸出的結果告訴我們，時間真的很準了！因為差異都在 0.001 秒以內， 可以符合我們的一般使用了。另外，你也可以檢查一下你的 BIOS 時間與 Linux 系統時間的差異，就是/var/lib/ntp/drift這個檔案的內容，就能瞭解到 Linux 系統時間與 BIOS 硬體時鐘到底差多久？單位為 10^(-6) 秒。

要讓你的 NTP Server/Client 真的能運作，在上述的動作中得註意：

上述的 ntpstat 以及 ntpq -p 的輸出結果中，你的NTP伺服器真的要能夠連結上層NTP才行，否則你的客戶端將無法對你的 NTP 伺服器進行同步更新的，這點很重要！

你的 NTP 伺服器時間不可與上層差異太多。舉例來說，我測試 NTP 伺服器約在 2011/7/28 下午， 如果我的伺服器時間原本是錯誤的 2015/11/11，差了幾年，其實超過不到一年上層伺服器就不會將正確的時間傳給我們！ 這時就會造成困擾了！

伺服器防火牆在 UDP port 123 有沒有開，要特別註意！

等待的時間夠不夠長？設定 NTP 等過最久的時間可能會大約是一小時！

5.安全性設定

NTP 伺服器在安全的相關性方面，其實剛剛我們在 /etc/ntp.conf 裡面的 restrict 參數中就已經設定了 NTP 這個 daemon 的服務限制範圍了！不過，在防火牆 iptables 的部分，還是需要開啟聯機監聽的啦！所以，在你的 iptables 規則的 scripts 當中，需要加入這一段 (我是以開放 192.168.100.0/24 這個網域作為範例的！)

[root@www ~]# vim /usr/local/virus/iptables/iptables.allow
iptables -A INPUT -i $EXTIF -p udp -s 192.168.100.0/24 --dport 123 -j ACCEPT

[root@www ~]# /usr/local/virus/iptables/iptables.rule
若還要開放其他的網段或者客戶端主機，修改 /etc/ntpd.conf 以及防火牆機制即可！

二. 客戶端的時間更新方式

1. 客戶端的時間更新方式

2. Linux 手動校時工作： date, hwclock

3. Linux 的網路校時： ntpdate

4. 案例演示

1.客戶端的時間更新方式

    上頭介紹了 NTP 伺服器的安裝與設定，如果我們僅有十部不到的主機時，老實說，實在沒有架設 NTP 伺服器的需求。 只要能夠在你的主機上頭以 NTP 客戶端軟體來進行網路校時就能夠同步化時間了，沒必要時時刻刻進行時間的校正吧, 但是，如果是類似一定要時間同步的叢集電腦群或登錄伺服器群，那就得要使用時間伺服器比較好.

2.Linux 手動校時工作： date, hwclock

軟體時鐘： Linux 自己的系統時間，由 1970/01/01 開始記錄的時間參數
硬體時鐘： 電腦系統在BIOS記錄的實際時間，這也是硬體所記錄的在軟體時鐘方面，我們可以透過date這個指令來進行手動修訂，但如果要修改BIOS 記錄的時間，就得要使用 hwclock 這個指令來寫入才行。

相關的用法如下：

[root@clientlinux ~]# date MMDDhhmmYYYY
選項與參數：
MM：月份
DD：日期
hh：小時
mm：分鐘
YYYY：公元年

# 1. 修改時間成為 1 小時後的時間該如何是好？
[root@clientlinux ~]# date
Thu Jul 28 15:33:38 CST 2011

[root@clientlinux ~]# date 072816332011
Thu Jul 28 16:33:00 CST 2011
# 這樣時間立刻就變成一個小時後了！
 [root@clientlinux ~]# hwclock [-rw]
選項與參數：
-r ：亦即 read ，讀出目前 BIOS 內的時間參數；
-w ：亦即 write ，將目前的 Linux 系統時間寫入 BIOS 當中啊！

# 2. 查閱 BIOS 時間，並且寫入更改過的時間啰！
[root@clientlinux ~]# date; hwclock -r
Thu Jul 28 16:34:00 CST 2011
Thu 28 Jul 2011 03:34:57 PM CST  -0.317679 seconds
# 看一看，是否剛好差異約一個小時！這就是 BIOS 時間！

[root@clientlinux ~]# hwclock -w; hwclock -r; date
Thu 28 Jul 2011 04:35:12 PM CST  -0.265656 seconds
Thu Jul 28 16:35:11 CST 2011
# 這樣就寫入,所以軟體時鐘與硬體時鐘就同步！

    這樣可以瞭解當我們進行完 Linux 時間的校時後，還需要以 hwclock 來更新 BIOS 的時間，因為每次重新啟動的時候，系統會重新由 BIOS 將時間讀出來，所以，BIOS才是重要的時間依據。

3.Linux 的網路校時

    在 Linux 的環境當中可利用 NTP 的客戶端程式，亦即是 ntpdate 這支程式就能夠進行時間的同步化。 不過你要知道的是，因為 NTP 伺服器本來就會與上層時間伺服器進行時間的同步化， 所以在預設的情況下，NTP 伺服器不可以使用 ntpdate ！也就是說 ntpdate 與 ntpd 不能同時啟用的。 所以你不要在 NTP server 上頭執行這個指令,我們就來看看如何處理吧:

 [root@clientlinux ~]# ntpdate [-dv] [NTP IP/hostname]
選項與參數：
-d ：進入除錯模式 (debug) ，可以顯示出更多的有效信息。
-v ：有較多訊息的顯示。

[root@clientlinux ~]# ntpdate 192.168.100.254
28 Jul 17:19:33 ntpdate[3432]: step time server 192.168.100.254 offset -2428.396146 sec
# 最後面會顯示微調的時間有多少 (offset)，因為這部主機時間差很多，所以秒數...

[root@clientlinux ~]# date; hwclock -r
四  7月 28 17:20:27 CST 2011
公元2011年07月28日 (周四) 18時19分26秒  -0.752303 seconds
# 這裡還得 hwclock -w 寫入 BIOS 時間才行！

[root@clientlinux ~]# vim /etc/crontab
# 加入這一行去！
10 5 * * * root (/usr/sbin/ntpdate tock.stdtime.gov.tw && /sbin/hwclock -w) &> /dev/null
    使用 crontab 之後，每天 5:10 Linux 系統就會自動的進行網路校時啰！相當的簡易，不過，這個方式僅適合不要啟動 NTP 的情況。如果你的機器數量太多了，那麼客戶端最好也啟動一下 NTP 服務！透過 NTP 去主動的更新時間吧！如何達成這個動作呢？也很簡單啊，修改 /etc/ntp.conf 即可：

[root@clientlinux ~]# ntpdate 192.168.100.254
# 由於 ntpd 的 server/client 之間的時間誤差不允許超過 1000 秒，
# 因此你得先手動進行時間同步，然後再設定與啟動時間伺服器。

[root@clientlinux ~]# vim /etc/ntp.conf
#server 0.centos.pool.ntp.org
#server 1.centos.pool.ntp.org
#server 2.centos.pool.ntp.org
restrict 192.168.100.254  <==放行伺服器來源！
server 192.168.100.254    <==這就是伺服器！
# 很簡單，就是將原本的 server 項目批註，加入我們要的伺服器即可

[root@clientlinux ~]# /etc/init.d/ntpd start
[root@clientlinux ~]# chkconfig ntpd on

    然後取消掉crontab的更新程式，這樣你的client電腦就會主動的到NTP伺服器去更新。不過針對客戶端來說，我還是比較習慣使用crontab的方式來處理就是了，這種方式同樣很通用，效果也不錯。

4.案例演示

    讓我們來做個實際演練，在練習之前，請將伺服器的 NFS 設定數據都清除，但是保留 rpcbind 不可關閉。至於客戶端的環境下， 先關閉 autofs 以及取消之前在 /etc/rc.d/rc.local 裡面寫入的開機自動掛載項目。同時刪除 /home/nfs 目錄呦！ 接下來請看看我們要處理的環境為何：

模擬的環境狀態中，伺服器端的想法如下：

假設伺服器的 IP 為 192.168.100.254 這一部；

/tmp 分享為可擦寫，並且不限制使用者身份的方式，分享給所有 192.168.100.0/24 這個網域中的所有電腦；

/home/nfs 分享的屬性為只讀，可提供除了網域內的工作站外，向 Internet 亦提供數據內容；

/home/upload 做為 192.168.100.0/24 這個網域的數據上傳目錄，其中，這個 /home/upload 的使用者及所屬群組為 nfs-upload 這個名字，他的 UID 與 GID 均為 210；

/home/andy 這個目錄僅分享給 192.168.100.10 這部主機，以提供該主機上面 andy 這個使用者來使用，也就是說， andy 在 192.168.100.10 及 192.168.100.254 均有賬號，且賬號均為 andy ，所以預計開放 /home/andy 給 andy 使用他的家目錄.

伺服器端設定的實地演練：
首先，就是要建立 /etc/exports 這個檔案的內容.

[root@www ~]# vim /etc/exports
/tmp         192.168.100.0/24(rw,no_root_squash)
/home/nfs    192.168.100.0/24(ro)  *(ro,all_squash)
/home/upload 192.168.100.0/24(rw,all_squash,anonuid=210,anongid=210)
/home/andy   192.168.100.10(rw)

再建立每個對應的目錄的實際 Linux 許可權,我們一個一個來看：

# 1. /tmp
[root@www ~]# ll -d /tmp
drwxrwxrwt. 12 root root 4096 2011-07-27 23:49 /tmp

# 2. /home/nfs
[root@www ~]# mkdir -p /home/nfs
[root@www ~]# chmod 755 -R /home/nfs
# 修改較為嚴格的檔案許可權將目錄與檔案設定成只讀！不能寫入的狀態，會更保險一點！

# 3. /home/upload
[root@www ~]# groupadd -g 210 nfs-upload
[root@www ~]# useradd -g 210 -u 210 -M nfs-upload
# 先建立對應的賬號與組名及 UID 喔！
[root@www ~]# mkdir -p /home/upload
[root@www ~]# chown -R nfs-upload:nfs-upload /home/upload
# 修改擁有者！如此，則用戶與目錄的許可權都設定妥當啰！

# 4. /home/andy
[root@www ~]# useradd andy
[root@www ~]# ll -d /home/andy
drwx------. 4 andy andy 4096 2011-07-28 00:15 /home/andy

這樣一來，許可權的問題大概就可以解決了！

重新啟動 nfs 服務：

[root@www ~]# /etc/init.d/nfs restart

在 192.168.100.10 這部機器上面演練一下：

# 1. 確認遠程伺服器的可用目錄：
[root@clientlinux ~]# showmount -e 192.168.100.254
Export list for 192.168.100.254:
/home/andy   192.168.100.10
/home/upload 192.168.100.0/24
/home/nfs    (everyone)
/tmp         192.168.100.0/24

# 2. 建立掛載點：
[root@clientlinux ~]# mkdir -p /mnt/{tmp,nfs,upload,andy}

# 3. 實際掛載：
[root@clientlinux ~]# mount -t nfs 192.168.100.254:/tmp         /mnt/tmp
[root@clientlinux ~]# mount -t nfs 192.168.100.254:/home/nfs    /mnt/nfs
[root@clientlinux ~]# mount -t nfs 192.168.100.254:/home/upload /mnt/upload
[root@clientlinux ~]# mount -t nfs 192.168.100.254:/home/andy   /mnt/andy

整個步驟大致上就是這樣.


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