Синхронизация времени является важной задачей, хотя не многие задумывались об этом. Ну что плохого в убежавшем на сервере времени? А знаете ли вы, что многие проблемы с часами влияют на протоколы, связанные с криптографией? По этой причине в Active Directory разница в часах более 5 минут будет приводить к проблемам аутентификации Kerberos.
Часовые уровни. Strata.
Чтобы понять устройство NTP следует знать про концепцию strata или stratum . Авторитетные источники времени, такие как спутники GPS, цезиевые атомные часы, радио волны WWVB - всё это stratum 0 . Они авторитетны на том основании, что у них есть некоторый способ поддержания высокоточного хронометража. Можно, конечно, воспользоваться обычными кварцевыми часами, но зная, что за месяц с ними легко потерять 15 секунд, то лучше их не использовать в качестве мерила времени. Stratum 0 это когда секунда не потеряется за 300 000 лет!
Компьютеры, которые напрямую (не по сети!) берут время у stratum 0 - это stratum 1 . Так как всегда есть задержки из-за передачи сигнала и затраты на установку времени, то компьютеры stratum 1 не так точны как stratum 0 , но в реальной жизни различие достигает пару микросекунд (1 мкс = 10 -6 с), что вполне допустимое отклонение.
Следующий уровень компьютеров, берущих время по сети у stratum 1 - это... барабанная дробь... интрига... stratum 2 ! Опять таки из-за различных задержек (сетевые точно), stratum 2 чуток отстаёт от stratum 1 и уж точно от stratum 0 . На практике это разница от нескольких микросекунд (1 мкс = 10 -6 с) до нескольких миллисекунд (1 мс = 10 -3 с). Многие хотят синхронизироваться со слоем не дальше stratum 2 .
Как понятно из схемы, stratum 4 берёт время у вышестоящего stratum 3 . stratum 5 у stratum 4 и так далее. stratum 16 считается самым нижним слоем и время там считается несинхронизированным .
Чтобы синхронизировать время с помощью протокола NTP, следует сначала вручную выставить ваше время. Недопустима разница между вашим точным временем и показаниями ваших часов более 1000 секунд. Если используемый вами сервер времени врёт более 1000 миллисекунд (1 секунда), то он будет исключён из списка и будут использоваться другие вместо него. Данный механизм позволяет отсеивать плохие источники времени.
Клиент времени.
В файле /etc/ntp.conf для клиента важны строки Server. Их может быть несколько - до 10 штук!
Сколько добавлять? Следует иметь в виду:
- Если у вас только один сервер (одна строка server), то если данный сервер начнёт врать, то вы будете слепо следовать за ним. Если его время убежит на 5 секунд и вы убежите в след за ним.
- Если добавлено 2 сервера (2 строки server), то NTP пометит их обоих как false tickers . Если один из них будет врать, то NTP не может понять кто врёт, так как нет кворума.
- Если добавлено 3 и более сервера времени, то можно вычислить одного вруна false tickers . Если серверов времени 5 или 6, то можно найти 2 вруна false tickers . Если серверов 7 или 8, то 3 false tickers . Если серверов 9 и 10, то 4 false tickers .
Проект NTP Pool.
Есть такой проект NTP Pool по адресу которого pool.ntp.org/zone/ru/ можно найти рекомендованные для русских пользователей сервера времени.
server 0.ru.pool.ntp.org
server 1.ru.pool.ntp.org
server 2.ru.pool.ntp.org
server 3.ru.pool.ntp.org
Такие операционные системы, как Debian и Ubuntu, предлагают пользователям свои сервера времени.
server 0.debian.pool.ntp.org
server 1.debian.pool.ntp.org
server 2.debian.pool.ntp.org
server 3.debian.pool.ntp.org
server 0.ubuntu.pool.ntp.org
server 1.ubuntu.pool.ntp.org
server 2.ubuntu.pool.ntp.org
server 3.ubuntu.pool.ntp.org
Если вызвать на вашем Linux компьютере, который использует NTP, команду ntpq -pn
Remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== +93.180.6.3 77.37.134.150 2 u 62 1024 377 53.658 -0.877 1.174 +85.21.78.23 193.190.230.65 2 u 1027 1024 377 54.651 0.167 1.531 *62.173.138.130 89.109.251.24 2 u 940 1024 377 52.796 -0.143 1.001 +91.206.16.3 194.190.168.1 2 u 258 1024 377 93.882 -0.680 2.196 -91.189.94.4 193.79.237.14 2 u 596 1024 377 100.219 1.562 1.482
О чём говорят названия столбцов:
- remote - удалённые сервера, с которыми вы синхронизируете время.
- refid - вышестоящий stratum для данного сервера.
- st - уровень stratum. От 0 (нам недоступно) до 16 (нам не желательно). Идеально - 2.
- t - тип соединения. "u " - unicast или manycast, "b " - broadcast или multicast, "l " local reference clock, "s " - симметричный узел, "A " - manycast сервер, "B " - broadcast server, "M " - multicast сервер.
- when - время, когда последний раз сервер ответил нам. Параметр отображает число в секундах, но может в минутах, если число с m или в часах, если h .
- poll - частота опроса. Минимум 16 секунд, максимум 32 часа. Число должно быть 2 n . Обычно в данном параметре наблюдается или 64 секунды или 1024.
- reach - 8 бит октета, показывающий статус общения с удалённым сервером времени: успешный или сбойный. Если биты установлены - то успешно, иначе - сбой. Значение 377 - бинарно это 0000 0000 1111 1111.
- delay - значение в миллисекундах показывает время между отправкой и получения ответа (round trip time - RTT).
- offset - смещение в миллисекундах между вами и серверами времени. Может быть положительным и отрицательным числом.
- jitter - абсолютное значение в миллисекундах с указанием среднеквадратичного отклонения вашего смещения.
Перед IP адресом NTP сервера есть символ - это tally code . Виды tally code :
- " " - отброшен как недопустимый. Например, нет связи с ним или он в оффлайн, он слишком высокого ранга и не обслуживает таких как вы.
- "x" - отброшен алгоритмом "пересечения" (intersection algorithm). Алгоритм пересечения подготавливает список кандидатов партнеров, могущих стать источниками синхронизации и вычисляет доверительный интервал для каждого из них.
- "." - отброшен из-за переполнения таблицы.
- "-" - отброшен алгоритмом кластеризации (cluster algorithm). Алгоритм кластеризации сортирует список кандидатов по кодам слоя и расстояния синхронизации.
- "+" - сервер включён алгоритмом "комбинирования" (combine algorithm). Этот сервер - отличный кандидат если текущий сервер времени начнёт отказывать вам.
- "#" - сервер является отличным альтернативным сервером времени. Сервер с # можно увидеть только если у вас более 10 записей server в /etc/ntp.conf
- "*" - текущий сервер времени. Его показания используются для синхронизации ваших часов.
- "o" - сервер Pulse per second (PPS). Обычно это означает, что данный сервер времени использует источники времени типа GPS спутников и другие сигналы точного времени. Если рисуется о , то другие типы tally code уже отображаться не будут.
В поле refid могут быть следующие значения:
- IP адрес - адрес удалённого сервера времени.
- .ACST.- NTP manycast сервер.
- .ACTS.- Automated Computer Time Service из American National Institute of Standards and Technology.
- .AUTH.- ошибка аутентификации.
- .AUTO.- ошибка в последовательностях Autokey.
- .BCST.- NTP broadcast сервер.
- .CHU.- Shortwave radio receiver от станции CHU в Ottawa, Ontario, Canada.
- .CRYPT.- ошибка протокола Autokey.
- .DCFx.- LF radio receiver от станции DCF77 в Mainflingen, Germany.
- .DENY.- В доступе отказано.
- .GAL.- European Galileo satellite receiver.
- .GOES.- American Geostationary Operational Environmental Satellite receiver.
- .GPS.- American Global Positioning System receiver.
- .HBG.- LF radio receiver от станции HBG в Prangins, Switzerland.
- .INIT.- Peer association initialized.
- .IRIG.- Inter Range Instrumentation Group time code.
- .JJY.- LF radio receiver от станции JJY в Mount Otakadoya, рядом с Fukushima или Mount Hagane на острове Kyushu, Japan.
- .LFx.- Обычный LF radio receiver.
- .LOCL.- локальные часы хоста.
- .LORC.- LF radio receiver от Long Range Navigation (LORAN-C).
- .MCST.- NTP multicast сервер.
- .MSF.- Anthorn Radio Station рядом с Anthorn, Cumbria.
- .NIST.- American National Institute of Standards and Technology.
- .PPS.- часы Pulse per second.
- .PTB.- Physikalisch-Technische Bundesanstalt от Brunswick и Berlin, Germany.
- .RATE.- превышен порог опроса NTP.
- .STEP.- изменение шага NTP. Смещение offset менее 1000 миллисекунд, но более 125 миллисекунд.
- .TDF.- LF radio receiver от станции TéléDiffusion de France в Allouis, France.
- .TIME.- NTP association timeout.
- .USNO.- United States Naval Observatory.
- .WWV.- HF radio receiver от станции WWV в Fort Collins, Colorado, United States.
- .WWVB.- LF radio receiver от станции WWVB в Fort Collins, Colorado, United States.
- .WWVH.- HF radio receiver от станции WWVH в Kekaha, на острове Kauai на Hawaii, United States.
Во-первых, избавьтесь от мысли как бы получить время от stratum 1 , дескать они ближе всех к точному времени. Они то ближе к точнейшему времени на планете, только сами они перегружены и у них высокие задержки RTT для обычных серверов. Лучше найти нормальный stratum 2 и не переживать по этому поводу. Не забывайте, что речь идёт о микросекундах и миллисекундах, что в обычной жизни - вполне достаточно.
Во-вторых, помните, что подключение к ближайшему серверу времени не всегда идеальный вариант. Важнее не территориальная близость, а уровень stratum. Проект NTP Pool публикует список серверов только уровня stratum 1 и stratum 2 и лучше взять до 10 серверов времени из данного списка, что будет просто замечательно.
В-третьих, если вы простой домашний пользователь-клиент, то рекомендованные вам сервера в вашей операционной системе будут идеальным вариантом, не требующим лишних телодвижений.
Для крупных контор, лучшим вариантом будет поднятие своего сервера времени для рабочих компьютеров. Данный сервер будет получать точное время от серверов времени в Интернете и предоставлять его локальным компьютерам. На серверах Debian и Ubuntu достаточно раскомментировать строку
Restrict 192.168.0.0 mask 255.255.0.0 nomodify notrap
в конфигурационном файле демона ntpd - /etc/ntp.conf
Пользователи из сети 192.168/16 будут иметь возможность брать с вашего сервера показания точнейших часов. Для внутренних серверов на базе Linux, которые не являются серверами времени и занимаются своими задачами, вместо запуска демона ntpd в клиентском режиме - вполне достаточно указать в файле /etc/cron.daily/syncntpd. Рекомендуется прочесть различия между ntpdate и ntp и решить для себя вопрос.
#!/bin/sh
/usr/sbin/ntpdate IP.адрес.вашего.сервера > /dev/null 2>&1
exit 0
и раз в сутки, благодаря команде ntpdate, будет произведена синхронизация времени. Во избежании недоразумений, не поленитесь перед внедрением сервера времени и синхронизации всего и вся через протокол NTP - выставите вручную правильное время на всех доступных вам серверах и рабочих станциях. Если ваше несинхронизированное время слишком отличается от правильного, то можно вначале огрести много не нужных проблем.
В-четвёртых, NTP никак не связан, в какой стране и какие часовые пояса используются и как происходит переход на летнее и зимнее время и делается ли в данной стране такой переход. Это обязанность лежит на операционной системе, которую вам нужно обновлять, если в стране происходят изменения в часовых делах. В системах Debian и Ubuntu за это отвечает пакет tzdata, который должен быть актуальным.
В-пятых, лучше не поднимать свой NTP сервер на высоконагруженной системе.
Задача узнать точное время с некоторых пор стоит не только перед человеком. Множеству систем, созданных им, для правильного функционирования необходимо постоянно иметь в своём распоряжении очень точные часы, причём их точность должна быть значительно выше часов, используемых людьми в обычной жизни. Помимо собственно точности часов, не менее важной является их синхронизация со шкалой всемирного времени. Ведь даже в шкалу UTC (всемирное координированное время, является основой гражданского времени) периодически вносятся изменения в виде дополнительной секунды из-за расхождений с атомным временем (например, во времена, когда нашу планету населяли ещё первые динозавры, продолжительность суток была около 22 часов).
В качестве ярких примеров систем, использующих очень точные и надёжные методы вычисления текущего времени, вовсе необязательно представлять себе комплексы, управляющие движением космических аппаратов или авиационных диспетчерских служб – хотя, безусловно, требования к точности часов всех элементов подобных систем находятся на высочайшем уровне. Стабильные и синхронизированные со всемирным временем часы нужны и в системах, выполняющих более простые задачи. К ним, например, можно отнести научные и производственные комплексы, осуществляющие обработку данных в режиме реального времени различными устройствами. Добавьте ещё всё, что связано с финансами – это проведение банковских транзакций, системы биллинга операторов сотовой связи и Интернет-провайдеров, осуществляющие тарификацию обслуживаемого ими трафика. Всё это – примеры систем, реализация которых невозможна без использования часов, синхронизированных и согласованных с универсальным временем. В вычислительных сетях протокол аутентификации клиентов также использует сравнение времени сервера с часами клиентов.
Развитие коммуникаций в наше время значительно упростило задачу получения точного времени. Сейчас у нас «над головой» (точнее, на орбитах вокруг Земли) находится несколько десятков спутников систем глобального позиционирования, бортовые часы которых практически являются эталонами времени. Сигналы, посылаемые ими, могут использоваться для очень точной синхронизации часов. В вычислительных сетях синхронизация обычно выполняется с серверами точного времени при помощи протокола NTP (Network Time Protocol) или его «облегчённой» разновидности - SNTP (Simple Network Time Protocol) в тех случаях, когда максимальная функциональность применения полного NTP не является необходимой.
Протокол NTP использует иерархическую систему уровней, или стратумов. Сервер NTP имеет наиболее высокий уровень (стратум 1 ), если он получает данные непосредственно от источника точного времени. Сервера, синхронизирующие свои часы с сервером 1-го стратума, в этой модели находятся на уровень ниже (стратум 2), и т. д. Протокол NTP, в отличие от SNTP, обеспечивает более высокую точность синхронизации, используя сложные алгоритмы расчёта времени передачи пакетов в сети, и может осуществлять контроль ошибок и фильтрацию UDP-пакетов.
В общих чертах работает SNTP-протокол довольно просто и обычно происходит в три этапа:
- Клиент, которому необходимо получить время, отправляет UDP-пакет, содержащий SNTP-запрос на общепринятый порт 123 NTP-сервера, и переходит в режим ожидания ответа. В этом запросе он проставляет метку времени собственных часов.
- При получении запроса сервер отвечает UDP-пакетом, содержащим SNTP-сообщение, отправляя его клиенту с 123 порта. В пакете записывается полученная метка времени клиента и метка времени самого сервера.
- При получении ответа клиент может использовать отметку времени, созданную им самим при отправке запроса, для подтверждения правильности ответа, пытаясь убедиться, что он отправлен именно на запрос этого клиента (если пакет отправлен на запрос из другого источника, вероятность того, что он содержит такую же отметку времени создания, крайне низка). Затем он извлекает значение отметки времени передачи, преобразуя его в соответствии с предполагаемым временем задержки, вызванной прохождением пакета по сети, и использует результат для установки времени своих системных часов.
Форматы пакетов для обоих протоколов одинаковы, что позволяет NTP-серверу работать как с клиентами NTP, так и с клиентами SNTP.
Структура кадра NTP
Сервера NTP, как правило, имеют лишь один открытый «наружу» порт – UDP 123. В такой конфигурации администратору не приходится особо заботиться о безопасности сервера, поскольку он практически неуязвим для атак злонамеренных программ. Тем не менее, очень важно обеспечить доступность сервера 1-го стратума для клиентов, ведь иначе теряется сам смысл его эксплуатации. Основной проблемой становится количество запросов, которые в состоянии обслужить NTP-сервер. Впрочем, и сами запросы могут генерироваться по весьма любопытным причинам.
Наиболее известные случаи NTP-вандализма
В середине мая 2003 года сотрудники университета Мэдисона обнаружили стремительно возросший Интернет-трафик, который был направлен на публичные NTP-сервера университета. Трафик представлял собой запросы протокола NTP, состоящие из пакетов в 76 байт, передаваемых на 123 порт UDP. Однако эти пакеты имели необычное свойство: несмотря на то, что они исходили из различных источников, все они были отправлены с порта номер 23457.
Для защиты серверов была изменена конфигурация роутеров, блокировавшая только эту часть входящих запросов к NTP-серверам, обычные запросы продолжали нормально обслуживаться. Был заблокирован лишь весь UDP-трафик, содержащий запросы к NTP-серверу, отправленные с порта 23457 на порт 123. В тот момент персонал просто подумал, что столкнулся с атакой типа «распределённый отказ в обслуживании» (DDoS-атака , от англ. Distributed Denial of Service, отказ в обслуживании), организованной с множества случайных адресов, и остановился на этом, предполагая, что флуд затихнет в течение нескольких часов, как это обычно и бывает в случае атак низкого профессионального уровня.
Месяц спустя выяснилось, что поток входящего NTP-трафика значительно увеличился, достигнув огромных значений - 250 тысяч пакетов в секунду, с объёмом свыше 150 МБит/с. Аккуратно отменяя блокирование доступа для некоторых интерфейсов, персонал начал изучать UDP-пакеты, включая их содержимое. Они выглядели правильными запросами формата SNTP версии 1, хотя их высокая интенсивность с каждого хоста была непонятна. Например, в течение одного периода отслеживания, множество клиентов производило примерно один запрос в секунду. Это было бы крайне странным для нормально функционирующего SNTP-клиента. Приложения, использующие SNTP, лишь устанавливают собственные системные часы с необходимой точностью, так, чтобы хост имел некое достаточное представление о текущем времени.
Запрос времени каждую секунду является просто нелепым, и достаточно далёк от обычного поведения клиента NTP. Если у вас на улице случайный прохожий спрашивает время – это нормально. Но если он начнёт интересоваться временем каждый раз сразу же после того, как вы ответите, и к нему присоединится ещё какое-то количество людей? Если это будет продолжаться неделями? Стало ясно, что необходимо разбираться с причинами происходящего.
Ни один из источников запросов не находился в локальной сети комплекса зданий университета. Это означало, что для расследования причин инцидента потребуется помощь администраторов удалённых серверов. Из наиболее активных IP-адресов были выбраны два клиента, расположенных в сетях других университетах. Сетевым администраторам отослали письмо с описанием проблемы и просьбой выяснить, какие ОС и SNTP-клиенты могут быть запущены на этих хостах, и какие службы могут отправлять с них запросы, используя 23457 порт UDP.
Полученные ответы содержали сведения о том, что источником трафика являлись роутеры производства Netgear (в частности, один из них был идентифицирован как модель MR814). Теперь события начали приобретать некий смысл. Большое количество хостов, использующих один и тот же порт, могло быть объяснено встроенным SNTP-клиентом с запрограммированным номером порта. Сотрудники университета Мэдисона стали собирать информацию о продуктах Netgear, в которых была заявлена поддержка NTP. После исследования кода выяснилось, что в некоторые из них производитель просто программно «зашил» сведения о NTP-серверах. Кроме IP-адресов из диапазонов, зарезервированных для локальных сетей, в них содержались IP-адреса глобальной маршрутизации, среди которых был и публичный сервер NTP университета Мэдисона. Проблема усугублялась ещё и тем, что из указанных в коде глобальных IP-адресов реальным NTP-сервером оказался лишь университетский, а встроенный клиент роутера, не получив ответа на SNTP-запрос, начинал генерировать новые запросы каждую секунду.
Выявив, наконец, причины NTP-флуда, сотрудники университета обратились к производителю роутеров. Netgear пришлось признать свою ошибку. Выяснилось, что к тому моменту уже было продано свыше семисот тысяч подобных устройств. Несложные расчёты показывают, что потенциально они были способны генерировать трафик 426Мбит/с (700000 пакетов UDP в секунду, каждый длиной 76 байт), направленный на один и тот же NTP-сервер.
Для решения проблемы была создана группа с участием представителей университета, производителя и независимых экспертов. Были довольно быстро выпущены исправленные версии программного обеспечения для устройств, содержащих ошибки в коде. Конечно, это не решило всех проблем – ведь выпуск новой версии прошивки производителем не значит её замену всеми пользователями, большая часть которых и не подозревала о подобных проблемах. Тем не менее, университет решил продолжить обслуживание дефектных устройств Netgear, предоставляя им возможность синхронизации системных часов (связано ли это решение с суммой $375,000, которая была выплачена Netgear университету Мэдисона, как говорят, «для повышения безопасности беспроводной сети и развитие сети комплекса зданий университета», автору доподлинно неизвестно).
В том же году подобный инцидент произошел в Австралии. На этот раз его участниками стали лаборатория национальных измерений организации по научным и производственным исследованиям Австралии (Commonwealth Scientific and Research Organisation, CSIRO ) и калифорнийский производитель сетевого оборудования SMC Networks . Предельная загрузка NTP-серверов CSIRO (1-й стратум, источник – цезиевые часы, иначе называемые «атомными ») оценивалась в 200кБит/с. Блокирование трафика, основная часть которого приходила из-за океана, приводило к тому, что устройства SMC при отсутствии ответа от NTP-сервера начинали отсылать запросы дважды в минуту. В конце концов, CSIRO приняла решение изменить адреса своих серверов точного времени (предварительно известив об этом своих партнёров), а провайдеры просто стали блокировать запросы от источников, расположенных вне Австралии.
Последняя наиболее известная проблема подобного рода произошла в 2005 году и впервые получила название «NTP-вандализм », закрепившееся впоследствии как общий термин для обозначения случаев злоупотребления NTP-серверами. Тогда «чёрная метка» досталась датскому серверу 1-го стратума, подключенному к национальной сети Danish Internet Exchange (DIX). Сервер принадлежал одному из разработчиков FreeBSD - Полу-Хёнингу Кампу (Poul-Henning Kamp), и хотя не принадлежал государственным или научным учреждениям, существовал на некоммерческой основе. В правилах использования прямо указывалось, что использовать его для синхронизации времени могут только NTP-серверы второго стратума, расположенные на территории Дании и приложения, работа которых требует чрезвычайно точного времени.
В роли вандала выступил концерн D-Link . По оценке владельца NTP-сервера, от 75% до 90% запросов генерировались роутерами, произведёнными D-Link. Когда количество таких пакетов превысило три миллиона в день, провайдер потребовал от Кампа оплатить расходы, вызванные значительным увеличением трафика в размере DKK 54,000 (примерно $8,800 USD) в год.
Так же, как и в случае с университетом Мэдисона, Камп обратился в D-Link, надеясь на решение проблемы и возмещение своих финансовых затрат, ею вызванных. В отличие от Netgear, D-Link стала отрицать наличие проблемы вообще, в ответ обвиняя Кампа в вымогательстве. Противостояние длилось почти полгода, пока Камп не предал широкой огласке все детали инцидента. Наконец, в апреле 2006 года стороны пришли к мирному соглашению. Было заявлено, что уже существующие продукты D-Link получат авторизованный доступ к NTP-серверу Кампа, а последующие – перестанут его использовать (финансовая сторона соглашения неизвестна, но по некоторым оценкам, содержание собственных серверов времени, способных обслуживать такой трафик, обходилась бы D-Link’у около $1000 в месяц).
Технические решения
Все эти случаи заставили задуматься разработчиков сетевых протоколов над тем, какими способами, кроме применения различных политик доступа, можно избежать подобных проблем в будущем. Одним из решений стали изменения, внесённые в четвертую версию протокола NTP, появившиеся в начале 2006 года и описанные в RFC 4330. Они включают в себя расширение семантики полей пакета NTP для возможности посылки сервером специального управляющего пакета с романтичным названием «поцелуй смерти » (Kiss-o"-Death, KoD). В таком пакете заголовки заполняются специальным образом – поле дополнительной секунды содержит значение 3, поле, указывающее стратум сервера, устанавливается в 0, а идентификатор ссылки содержит 4-х байтовый код, указывающий причину его посылки (на практике пока применяется лишь код RATE - превышение частоты запросов).
Отправка такого пакета клиенту означает, что сервер обнаружил нарушение клиентом правил доступа к нему, и обслуживание клиента будет прекращено. Клиент при его получении должен прекратить отсылку запросов и попытаться, если необходимо, найти другой NTP-сервер. Если клиент не сможет обнаружить другой доступный NTP-сервер, он должен уменьшить частоту запросов к прежнему серверу в соответствии с экспоненциально убывающим алгоритмом.
В документе также представлены рекомендованные принципы, в соответствии с которыми «правильным» NTP-клиентом должны формироваться интервалы времени, определяющие частоту запросов к серверу, использоваться элементы сетевой инфраструктуры (включая DNS и DHCP). Если во встроенном коде устройства планируется указание прямых адресов NTP-серверов, настоятельно рекомендуется делать это лишь после согласования с их владельцами.
В принципе, такие нововведения вполне разумны, однако сколько-нибудь ощутимая польза от них возможна будет лишь тогда, когда подавляющее количество NTP-серверов и клиентов в глобальной сети будут полностью соответствовать требованиям четвёртой версии протокола NTP. Увы, в ближайшее время надеяться на развитие событий таким образом не приходится (к слову, одним из «следов», благодаря которым Камп пришёл к выводу, что источником атак являются роутеры производства D-Link, было использование ими всеми протокола SNTP версии 1).
В качестве технического решения, позволяющего значительно уменьшить пиковую нагрузку на сервера точного времени, можно отметить проект pool.ntp.org . Он представляет собой большой виртуальный кластер географически распределённых ntp-серверов (на момент написания статьи в него входят 1742 сервера со всех континентов). Сам проект был запущен в 2003 году, явившись плодом дискуссии о значительных затратах, необходимых для содержания и эксплуатации надёжных серверов точного времени, способных постоянно обслуживать значительное количество запросов. Идея, положенная в его основу, очень напоминает рекурсивный механизм функционирования серверов DNS. Если в качестве сервера-поставщика точного времени будет указан просто сервер вида 0.pool.ntp.org , то реальный сервер, с которым будет осуществляться синхронизация времени, будет выбираться случайным образом при каждом запросе клиента из списка серверов, входящих в пул. Однако, пользователи пула могут самостоятельно выбирать региональные сервера точного времени, уточняя континентальную зону, или даже зону конкретной страны (как правило, чем ближе сервер, тем точнее выполняется синхронизация), например - 0.ru.pool.ntp.org для России. При этом необходимо помнить, что некоторые страны не представлены в пуле, а некоторые представлены одним - двумя серверами (например, Малайзия). Использование пула осуществляется бесплатно, кроме обслуживания компаний, производящих оборудование и программные продукты, NTP-запросы которых планируется обслуживать при помощи ресурсов pool.ntp.org .
Сама идея запуска публичного сервиса синхронизации с точными часами без обеспечения его стабильности и надёжности в условиях экстремальных нагрузок вряд ли имеет какой-либо смысл. История знает немало примеров почивших NTP-серверов с заявленным 1-м стратумом, "сообщавших" время, отличающееся от реального на десятки (!) секунд, или просто ставших недоступными для запросов. Сервис, позволяющий синхронизировать часы с точным источником времени - это именно тот случай, когда понятие надёжности является таким же важным, как и точность предоставляемых данных. Вот иллюстрация реальной работы NTP-сервера Mobatime Systems:
Статистика запросов NTP-сервера Mobatime Systems
Это достаточно яркий пример NTP-вандализма - 1 апреля 2009 года было заблокировано 75 хостов, отославших более 12 миллионов запросов в сутки. Схожая интенсивность атаки продолжалась в течение 3 суток, и её природу вряд ли можно объяснить банальными ошибками в коде устройств, или их неправильным конфигурированием. Для защиты от подобных атак на NTP-сервере Mobatime используются алгоритмы фильтрации входящего трафика. Такой механизм защиты позволяет отсечь лавинообразный поток "мусора", способный привести систему к полному отказу за короткое время.
Тем не менее, подобная защита станет практически бесполезной, в случае, если объем данных в канале передачи приблизится к его пропускной способности. При такой нагрузке отправка данных легитимным, незаблокированным клиентам станет просто невозможной из-за исчерпания ресурсов каналов связи. Единственным выходом из ситуации, гарантирующим почти полное исключение случаев NTP-вандализма, пожалуй, является создание непубличного сервера точного времени с ограничением доступа. Имея в своём распоряжении надёжный источник времени (например, приёмник данных, передаваемых системой GPS), такой NTP-сервер будет являться стабильным поставщиком сервиса точного времени.
Список материалов, использовавшихся при подготовке публикации (на английском языке):
- RFC 4330, описание протокола SNTP v4
- Flawed Routers Flood University of Wisconsin Internet Time Server - отчёт о инциденте в университете Мэдисона, опубликованный его сотрудником Dave Plonka.
- Network Devices Almost Take Down Atomic Clock - статья о инциденте в CSIRO
- When firmware attacks! (DDoS by D-Link) - статья Ричарда Клейтона, принимавшего участие в выяснении обстоятельств атаки на NTP-сервер Пола-Хёнинга Кампа
- Материалы веб-сайта организации pool.ntp.org
- Help save the endangered time servers - статья Энди Лестера о pool.ntp.org
Я не знаю! Я просто хочу,чтобы у меня не сбивалось время! Подскажите,пожалуйста,что делать?
Может быть, правильно выставить часовой пояс и вовремя получать обновления (в том числе, касающиеся времени)? Ну и батарейку на маме поменять, если старая... на всякий...
научиться задавать вопросы.
До вопроса дело так и не дошло:D
NTP использует для своей работы протокол UDP . Система NTP чрезвычайно устойчива к изменениям латентности среды передачи .
NTP использует алгоритм Марзулло (предложен Кейтом Марзулло (Keith Marzullo) из Университета Калифорнии, Сан-Диего), включая такую особенность, как учёт времени передачи. В версии 4 способен достигать точности 10 мс (1/100 с) при работе через Интернет , и до 0,2 мс (1/5000 с) и лучше внутри локальных сетей.
NTP - один из старейших используемых протоколов. NTP разработан Дэвидом Л. Миллсом (David L. Mills) из университета Дэлавера в 1985 году и в настоящее время продолжает совершенствоваться. Текущая версия - NTP 4.
NTP использует иерархическую систему «часовых уровней» (stratum). Уровень 1 синхронизирован с высокоточными часами, например, с системой GPS , ГЛОНАСС (Единая Государственная шкала времени РФ) или атомным эталоном времени. Уровень 2 синхронизируется с одной из машин уровня 1, и так далее.
Время представляется в системе NTP 64-битным числом (8 байт), состоящим из 32-битного счётчика секунд и 32-битного счётчика долей секунды, позволяя передавать время в диапазоне 2 32 секунд, с теоретической точностью 2 −32 секунды. Поскольку шкала времени в NTP повторяется каждые 2 32 секунды (136 лет), получатель должен хотя бы примерно знать текущее время (с точностью 50 лет). Также следует учитывать, что время отсчитывается с полуночи 1 января 1900 года, а не с 1970, поэтому из времени NTP нужно вычитать почти 70 лет (с учётом високосных лет), чтобы корректно совместить время с Windows или Unix-системами.
Наиболее широкое применение протокол NTP находит для реализации серверов точного времени. Для достижения максимальной точности предпочтительна постоянная работа программного обеспечения NTP в режиме системной службы . В семействе операционных систем Microsoft Windows , - это служба W32Time (модуль w32time.dll, выполняющийся в svchost.exe), Linux - сервис Ntpd .
Более простая реализация этого алгоритма известна как SNTP - простой синхронизирующий сетевой протокол. Используется во встраиваемых системах и устройствах, не требующих высокой точности, а также в пользовательских программах точного времени.
Подробная реализация протокола и системы в целом описана в:
NTP не следует путать с daytime protocol RFC 867 или time protocol RFC 868 (win программа FG Time Sync).
Часовые слои
NTP использует иерархическую, многоуровневую систему источников времени. Каждый уровень этой иерархии называется слоем, каждому слою присваивается номер, начиная с 0 (ноль) в верхней части. Уровень слоя определяет расстояние от эталонных часов и существует, чтобы предотвратить циклические зависимости в иерархии. Важно отметить, что слой не является показателем качества и надежности, это значит, что источник слоя 3 может дать сигнал более высокого качества, чем некоторые источники слоя 2 . В основном, слои служат для распределения нагрузки и обеспечения большей площади покрытия. Это определение слоя также отличается от понятия часовых слоёв, используемых в телекоммуникационных системах.
Слой 0
Слой 0 - это высокоточные приборы служащие эталоном времени, такие как атомные (молекулярные, квантовые) часы , радиочасы или их аналоги. Обычно эти устройства не подключены к сети; вместо этого они подключены к локальному компьютеру (например, через интерфейс RS-232) и передают сигналы PPS для синхронизации.
Слой 1
Это компьютер, к которому напрямую подключены эталонные часы. Он выступает в качестве сетевого сервера времени и отвечает на NTP-запросы посылаемые компьютерами слоя 2.
Слой 2
Это компьютеры, которые получают время от серверов первого слоя, используя для этого протокол NTP. Обычно, компьютеры второго слоя обращаются к нескольким серверам первого слоя, и используя NTP-алгоритм, получают наилучший образец данных, отсеивая сервера с очевидно неверным временем. Компьютеры могут сравнивать свои данные с другими компьютерами своего слоя для получения стабильных и непротиворечивых данных на всех компьютерах слоя. Компьютеры второго слоя в свою очередь выступают в качестве серверов для компьютеров третьего слоя и отвечают на NTP-запросы.
Слой 3
Компьютеры третьего слоя работают точно так же как и компьютеры второго слоя, с той лишь разницей, что серверами для них являются компьютеры вышележащего второго слоя. Они так же могут выступать в качестве серверов для нижележащего слоя. NTP (в зависимости от версии) поддерживает до 256 слоев.
См. также
Ссылки
- - список серверов NTP Государственного эталона времени и частоты (ГЭВЧ) Российской Федерации
- Network Time Protocol project - общественный проект по развитию протокола и служб NTP
- NTP Public Services Project - проект публичных серверов NTP и рабочей группы IETF по протоколу NTP
- pool.ntp.org - ресурс, представляющий большой виртуальный кластер NTP-серверов для миллионов пользователей. По состоянию на 29 декабря 2010 в pool.ntp.org зарегистрированно 2078 серверов. Есть возможность выбрать региональные сервера.
- ntp.mobatime.ru - с 2005 года публичный бесплатный NTP-сервер Mobatime первого стратума (Россия, Санкт-Петербург).
- time.bakulev.ru - публичный бесплатный NTP сервер первого стратума (Россия, Москва).
| Основные протоколы TCP/IP по уровням модели OSI (Список портов TCP и UDP) | |
|---|---|
| Физический | |
| Канальный | |
| Сетевой | |
| Транспортный | |
| Сеансовый | |
| Представления | |
| Прикладной | |
| Другие прикладные | |
Wikimedia Foundation . 2010 .
Смотреть что такое "NTP" в других словарях:
NTP - is a three letter initialism which may stand for: Contents 1 Computing 2 Politics 3 Science 3.1 Chemistry 3.2 Medicin … Wikipedia
NTP - abbrev. normal temperature and air pressure: former term for STP * * * NTP abbr. normal temperature and pressure. * * * … Universalium
NTP - NTP, Abk. für Network Time Protocol … Universal-Lexikon
NTP - (Network Time Protocol) (Internet) protocol that schedules the computer s internal clock with the atomic clocks or radio clocks on the Internet … English contemporary dictionary
NTP - abbrev. normal temperature and air pressure: former term for STP … English World dictionary
NTP - Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Sigles d’une seule lettre Sigles de deux lettres > Sigles de trois lettres Sigles de quatre lettres … Wikipédia en Français
NTP
Ntp - Die Abkürzung NTP steht für: Network Time Protocol, ein Protokoll zur Zeitsynchronisation zwischen Computern Normal Temperature and Pressure, die englische Bezeichnung für die physikalischen Normalbedingungen Nukleosidtriphosphat in der… … Deutsch Wikipedia
NTP - Abbreviation for nucleoside 5′ triphosphate. * * * narcotic treatment program; National Toxicology Program; nitroprusside; nonthrombopenic purpura; normal temperature and pressure; 5´ nucleotidase; sodium nitroprusside * * * NTP abbr normal… … Medical dictionary
Доброго дня, гости и постоянные читатели . Постепенно перехожу от основ к более углубленному изучению Linux. Сегодня хочу рассмотреть работу протокола ntp , а так же настройку сервера времени на Linux (ntp server) . Итак, начнем с теории.
Протокол NTP
Network Time Protocol (NTP) - сетевой протокол для синхронизации внутренних часов компьютера с использованием сетей с переменной латентностью (читай "шириной"/качеством канала).
NTP использует для своей работы протокол UDP и порт 123.
Текущая версия протокола - NTP 4 . NTP использует иерархическую систему «часовых уровней» (их так же называют Stratum ). Уровень 0 (или Stratum 0) - это, обычно, устройства представляющие собой атомные часы (молекулярные, квантовые), GPS часы или радиочасы. Данные устройства обычно не публикуются во всемирную сеть, а подключаются напрямую к серверам времени уровня 1 посредством протокола RS-232 (на иллюстрации обозначены желтыми стрелками). Уровень 1 синхронизирован с высокоточными часами уровня 0 , обычно работают в качестве источников для серверов уровня 2 . Уровень 2 синхронизируется с одной из машин уровня 1 , а так же возможна синхронизация с серверами своего уровня. Уровень 3 работает аналогично второму. Обычно в сеть публикуются сервера уровней от второго и ниже. Протокол NTP поддерживает до 256 уровней. Так же хочется отметить, что сервера уровней 1 и2, а иногда и 3 не всегда открыты для всеобщего доступа. Иногда, чтобы синхронизироваться с ними, необходимо послать запрос по почте - администраторам домена.
Для чего делается ограничение на доступ к серверам? С переходом на каждый уровень немного возрастает погрешность относительно первичного сервера, но зато увеличивается общее число серверов и, следовательно, .
Назначение сервера NTP в локальной сети
Для чего нам может понадобиться NTP server? Например, существуют службы в операционных системах, которые могут зависеть от синхронизированного времени. Наиболее ярким примером таких служб является протокол аутентификации Kerberos. Для его работы необходимо, чтобы на компьютерах, доступ к которым осуществляется с использованием этого протокола, системное время различалось не более чем на 5 минут. Кроме того, точное время на всех компьютерах значительно облегчает анализ журналов безопасности при расследовании инцидентов в локальной сети.
Режимы работы NTP сервера/клиента
Клиент/сервер
Этот режим на сегодняшний день наиболее часто используется в сети Интернет. Схема работы – классическая. Клиент посылает запрос, на который в течение некоторого времени сервер присылает ответ. Настройка клиента производится с помощью директивы server в конфигурационном файле, где указывается DNS имя сервера времени.
Симметричный активный/пассивный режим
Этот режим используется в том случае, если производится синхронизация времени между большим количеством равноправных машин. Помимо того, что каждая машина синхронизируется с внешним источником, она также осуществляет синхронизацию со своими соседями (peer), выступая для них в качестве клиента и сервера времени. Поэтому даже если машина «потеряет» внешний источник, она все еще сможет получить точное время от своих соседей. Соседи могут работать в двух режимах – активном и пассивном. Работая в активном режиме, машина сама передает свое время всем машинам-соседям, перечисленным в секции peers конфигурационного файла ntp.conf. Если же в этой секции соседи не указаны, то считается, что машина работает в пассивном режиме. Для того чтобы злоумышленник не смог скомпрометировать другие машины, представившись в качестве активного источника, необходимо использовать аутентификацию.
Режим Broadcast
Этот режим рекомендуется использовать в тех случаях, когда малое количество серверов обслуживает большое количество клиентов. Работая в этом режиме, сервер периодически рассылает пакеты, используя широковещательный адрес подсети. Клиент, настроенный на синхронизацию таким способом, получает широковещательный пакет сервера и производит синхронизацию с сервером. Особенностью этого режима является то, что время доставляется в рамках одной подсети (ограничение broadcast-пакетов). Кроме того, для защиты от злоумышленников необходимо использовать аутентификацию.
Режим Multicast
Данный режим во многом похож на broadcast. Отличие заключается в том, что для доставки пакетов используются multicast-адреса сетей класса D адресного пространства IP-адресов. Для клиентов и серверов задается адрес multicast-группы, которую они используют для синхронизации времени. Это делает возможным синхронизацию групп машин, расположенных в различных подсетях, при условии, что соединяющие их маршрутизаторы поддерживают протокол IGMP и настроены на передачу группового трафика.
Режим Manycast
Этот режим является нововведением четвертой версии протокола NTP. Он подразумевает поиск клиентом среди своих сетевых соседей manycast-серверов, получение от каждого из них образцов времени (с использованием криптографии) и выбор на основании этих данных трех «лучших» manycast-серверов, с которыми клиент будет производить синхронизацию. В случае выхода из строя одного из серверов клиент автоматически обновляет свой список.
Для передачи образцов времени клиенты и серверы, работающие в manycast-режиме, используют адреса multicast-групп (сети класса D). Клиенты и серверы, использующие один и тот же адрес, формируют одну ассоциацию. Количество ассоциаций определяется количеством используемых multicast-адресов.
Время в Linux
Кратко расскажу, какое время существует в Linux и как его задать. В Linux, как и в другой ОС, существует 2 времени. Первые - аппаратные , иногда называемые Real Time Clock , сокращенно (RTC ) (они же - часы BIOS) обычно они связаны с колеблющимся кварцевым кристаллом, имеющим точность хода до нескольких секунд в день. Точность зависит от различных колебаний, например, окружающей температуры. Вторые часы - внутренние программные часы , которые идут непрерывно, в том числе и при перерывах в работе системы. Они подвержены отклонениям, связанным с большой системной нагрузкой и задержкой прерываний. Однако система обычно считывает показания аппаратных часов при загрузке и потом использует системные часы.
Дата и время операционной системы устанавливается при загрузке на основании значения аппаратных часов , а так же настроек часового пояса . Настройки часового пояса берутся из файла /etc/localtime . Данный файл - есть ссылка (но чаще - копия) одного из файлов в структуре каталога /usr/share/zoneinfo/ .
Аппаратные часы Linux могут хранить время в формате UTC (аналог GMT), либо текущее территориальное время. Общая рекомендация в том, какое время устанавливать (?) следующая: если на компьютере установлено несколько ОС и одна из них - Windows, то необходимо использовать текущее время (т.к. Windows берет время из BIOS/CMOS и считает его локальным). Если используются только операционные системы UNIX семейства, то желательно хранить время в BIOS в UTC формате.
После загрузки операционной системы, часы операционной системы и BIOS полностью независимы. Ядро системы раз в 11 секунд синхронизирует системные часы с аппаратными.
Через некоторое время между аппаратными и программными часами может быть разница в несколько секунд. Какие же часы содержат правильное время? Ни те, ни другие, пока мы не настроим синхронизацию времени.
Примечание:
Ядро Linux"а всегда хранит и вычисляет время, как число секунд прошедших с полночи 1-го января 1970 года , в независимости от того, установлены ваши часы на локальное или всемирное время. Преобразование в локальное время производится в процессе запроса.
Поскольку количество секунд с 1-го января 1970 года всемирного времени сохраняется как знаковое 32-битное целое (это справедливо для Linux/Intel систем), ваши часы перестанут работать где-то в 2038 году. Linux не имеет проблемы 2000-го года, но имеет проблему 2038 года. К счастью, к тому времени все linux"ы будут запущены на 64-х разрядных системах. 64-х битное целое будет содержать наши часы приблизительно до 292271-миллионного года.
NTP Server Linux
Введение
Существует масса реализаций для синхронизации времени для ОС Linux. Наиболее известными являются Xntpd (NTP версия 3), ntpd (NTP версия 4), Crony и ClockSpeed. В нашем примере мы будем использовать ntp-сервер ntpd.
Демон ntpd является одновременно и сервером времени и клиентом, в зависимости от настроек конфигурационного файла /etc/ntpd.conf (иногда /etc/ntp.conf), демон может и "принимать" время с уделенных серверов и "раздавать" другим хостам время.
Общая схема синхронизации времени в локальной сети следующая: необходимо иметь 1 или 2 сервера, имеющие доступ в глобальную сеть, которые будут получать время из интернет. Все компьютеры локальной сети синхронизировать с указанными серверами, получающими время из интернет.
Установка ntpd
Собственно, установка демона сводится к установке следующих пакетов: ntp (пакет включающий самого демона), ntpdate (утилита для ручной синхронизации времени - устарела), ntp-doc (документация по пакету), в некоторых дистрибутивах нужно будет установить так же ntp-utils (утилиты для диагностики), в некоторых они включены в пакет ntp. Как производить установку программ в Linux , я описывал в . После установки пакета, в большинстве дистрибутивов, демон будет уже сконфигурирован как как ntp-клиент (например в Debian было так). Соответственно, автоматически были созданы основные конфигурационные файлы: /etc/ntp.conf и /var/lib/ntp/ntp.drift и автоматом запущен демон.
Перед настройкой демона на синхронизацию с внешним миром я бы посоветовал установить текущую системную дату на значение, максимально приближенное к реальному времени. Установка даты в Linux производится командой: date MMDDhhmmCCYY.ss, где MM - месяц, DD - день месяца, hh - часы, mm - минуты, CCYY - 4 цифры года, ss - секунды. При этом, значения CCYY.ss указывать не обязательно.
Как видно, указанная команда установит текущие дату и время на 27 декабря 2010года, 20:06:30. Команда date без параметров, выводить текущее системное время. У данной команды есть куча параметров, с которыми можно ознакомиться в man date.
Так же, необходимо правильно настроить аппаратные часы и часовой пояс. Как говорилось выше, часовой пояс настраивается копированием необходимого файла зоны из каталога /usr/share/zoneinfo/
в файл
/etc/localtime
:
Ntp-server:~# cp /usr/share/zoneinfo/Europe/Moscow /etc/localtime
Аппаратные часы я настроил на UTC :
# cat /etc/sysconfig/clock | grep UTC # UTC=true indicates that the clock is set to UTC; UTC=true ntp2-server:~# cat /etc/default/rcS | grep UTC UTC=yes
В первом примере указан конфигурационный файл, определяющий использование UTC для RH, второй - для Deb-дистрибутивов.
Кроме установки настроек на использование времени в формате UTC, необходимо задать аппаратное время . (в большинстве случаев в этом нет необходимости, потому что заданное системное время неизбежно синхронизируется с аппаратным, силами ядра). Но все же, если у вас есть желание это сделать... Команда hwclock читает и устанавливает аппаратные часы на основании переданных ему параметров. Доступные параметры описаны в странице руководства команды. Вот несколько примеров использования hwclock:
Ntp-server# hwclock # считывает время из аппаратных часов ntp-server# hwclock --systohc --utc # устанавливает время аппаратных часов равным # UTC на основании системного времени ntp-server# hwclock --systohc # устанавливает время аппаратных часов # равным местному на основании системного времени ntp-server# hwclock --set --date "22 Mar 2002 13:17" # устанавливает время аппаратных часов # равным указанной строке
Другим вариантом изменения времени в аппаратных часах - это доступ в BIOS при загрузке системы. Поскольку время ОС независимо от аппаратных часов, любые изменения в BIOS будут учтены при следующей загрузке.
Теперь, когда у нас все подготовлено и установлено, приступим к настройке .
Управление демоном ntpd
Управление демоном ntpd ничем не отличается от управления любыми другими демонами. Запуск или перезапуск службы ntpd:
#/etc/init.d/ntp start #/etc/init.d/ntp restart
Остановка:
#/etc/init.d/ntp stop
#/bin/kill `cat /var/run/ntpd.pid`
Демон имеет следующие параметры запуска:
P - PID-файл,
-g - разрешить переход на большой скачек времени
-c - конфиг файл
-q - принудительная ручная синхронизация
Настройка сервера ntpd
Первым делом, посоветую изменить параметры запуска демона в следующем конфигурационном файле:
Ntp-server:~# cat /etc/default/ntp NTPD_OPTS="-g"
# cat /etc/sysconfig/ntpd # Parameters for NTP daemon. # See ntpd(8) for more details. .... # Specifies additional parameters for ntpd. NTPD_ARGS="-g"
Данный параметр позволит синхронизировать часы, даже если образовалась очень большая разница во времени.
Итак, как я уже говорил, информация о конфигурации демона ntpd лежит в файле /etc/ntp.conf. Синтаксис файла стандартен, как и во многих других конфигах: пустые строки и строки, начинающиеся с символа "#" игнорируются. Вот простой пример:
Ntp-server:~# cat /etc/ntp.conf server ntplocal.example.com prefer server timeserver.example.org server ntp2a.example.net driftfile /var/db/ntp.drift
Параметр server задает, какие серверы будут использоваться для синхронизации, по одному в каждой строке. Если сервер задан с аргументом prefer , как ntplocal.example.com , то этому серверу отдается предпочтение перед остальными. Ответ от предпочтительного сервера будет отброшен, если он значительно отличается от ответов других серверов, в противном случае он будет использоваться безотносительно к другим ответам. Аргумент prefer обычно используется для серверов NTP, о которых известно, что они очень точны, такими, на которых используется специальное оборудование точного времени.
Параметр driftfile задает файл, который используется для хранения смещения частоты системных часов. На сколько я понял, данный файл постоянно хранит какое-то значение, которое формируется на основании анализа прошедших корректировок времени и если внешние источники времени становятся недоступны, то корректировка времени происходит по значению из файла drift. Он не должен изменяться никакими другими процессами. И перед указанием данного файла в конфигурации - файл должен быть создан.
По умолчанию сервер NTP будет доступен всем хостам в Интернет. Параметр restrict в файле /etc/ntp.conf позволяет вам контролировать, какие машины могут обращаться к вашему серверу. Если вы хотите запретить всем машинам обращаться к вашему серверу NTP , добавьте следующую строку в файл /etc/ntp.conf :
restrict default ignore
Если вы хотите разрешить синхронизировать свои часы с вашим сервером только машинам в вашей сети , но запретить им настраивать сервер или быть равноправными участниками синхронизации времени, то вместо указанной добавьте строчку:
restrict 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 nomodify notrap
где 192.168.1.0 является IP адресом вашей сети, а 255.255.255.0 её сетевой маской. /etc/ntp.conf может содержать несколько директив restrict.
Для корректной и более точной работы демона, желательно выбрать сервера уровня - от stratum 2 (можно конечно stratum1, но придется убить время на поиски такого сервера) и из выбранных stratum 2 те, до которых минимальное "расстояние". Обычно такие сервера могут предоставляться вашим провайдером. Количество выбираемых серверов желательно - более 2-х 3-х, чем больше тем лучше, но в разумных пределах. Если Вам лень выбирать лучшие сервера, то можно взять список открытых серверов второго уровня отсюда: http://support.ntp.org/bin/view/Servers/StratumTwoTimeServers.
Выбираем список эталонных NTP серверов
Идем по указанному адресу (http://support.ntp.org/bin/view/Servers/StratumTwoTimeServers) и подбираем список начальных серверов. Из данного списка выбираем удовлетворяющий нашим требованиям серверы, с помощью анализа вывода команды ntpdate . При выполнении команды, применяется следующий синтаксис:
ntpdate параметры серверы_через_пробел
Для того чтобы наш запрос не вносил изменения в систему, необходимо использовать параметр -q, который указывает на использование запроса без внесения изменений. Так же, возможно использовать ключ -d, указывающий, что команда будет выполняться в отладочном режиме, с выводом дополнительных сведений, без внесения реальных изменений (при данном ключе выводится куча другого мусора:), который нам в данный момент не нужен). Остальные параметры можно посмотреть в man 8 ntpdate . Из указанной ссылки я выбрал все сервера Open Access, расположенные в России (RU) + тот, который предоставил провайдер и запустил команду, получилось примерно следующее:
Ntp-server:~# ntpdate -q ntp2.ntp-servers.net ntp1.vniiftri.ru ntp2.vniiftri.ru ntp4.vniiftri.ru ntp0.ntp-servers.net ntp1.ntp-servers.net ntp3.vniiftri.ru ntp.corbina.net server 88.147.255.85, stratum 1, offset 0.006494, delay 0.09918 server 62.117.76.142, stratum 1, offset 0.002552, delay 0.06920 server 62.117.76.141, stratum 1, offset 0.003147, delay 0.06918 server 62.117.76.140, stratum 1, offset 0.004823, delay 0.07350 server 88.147.254.228, stratum 1, offset -0.002355, delay 0.12030 server 88.147.254.229, stratum 1, offset -0.000922, delay 0.10577 server 62.117.76.138, stratum 1, offset 0.005331, delay 0.07401 server 195.14.40.141, stratum 2, offset 0.002846, delay 0.07188 13 Jan 19:14:09 ntpdate: adjust time server 62.117.76.141 offset 0.003147 sec
В примере наши сервера удачно выдали уровень stratum1, что не может не радовать (кроме сервера провайдера ), offset - это расхождение во времени с этим сервером в секундах, delay - задержка синхронизации в секундах. Обычно, бО льшая точность получается при использовании серверов, которые имеют низкую задержку передачи пакетов по сети. Для выявления этого, возможно воспользоваться . Соответственно, выбрав сначала те, у которых время ответа меньше, а из них - те, до которых меньше хопов. Я же, чтобы не терять время, воспользуюсь всем указанными серверами и впишу их в конфигурационный файл. Итого, зная все вышеперечисленное, опишу свой получившийся файл /etc/ntp.conf :
Ntp-server:~# cat /etc/ntp.conf # Сервера локальной сети (закомментированы, не используются - в сети один сервер) #server 192.168.0.2 #server 192.168.0.5 # интернет-сервера server ntp2.ntp-servers.net server ntp1.vniiftri.ru server ntp2.vniiftri.ru server ntp4.vniiftri.ru server ntp0.ntp-servers.net server ntp1.ntp-servers.net server ntp3.vniiftri.ru server ntp.corbina.net # Файлы сервера driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift logfile /var/log/ntpstats # ограничение доступа к серверу: # по умолчанию игнорируем все restrict default ignore # локалхост без параметров - значит разрешено все. Параметры идут только на запреты. restrict 127.0.0.1 # далее описываются сервера с которыми мы синхронизируемся в локальной сети. # Разрешаем им все кроме трапов и запросов к нам restrict 192.168.0.2 noquery notrap restrict 192.168.0.5 noquery notrap # для локалки так же разрешаем все, кроме трапов и модификаций restrict 192.168.0.1 mask 255.255.255.0 nomodify notrap nopeer # разрешаем внешним источникам времени доступ: restrict ntp2.ntp-servers.net restrict ntp1.vniiftri.ru restrict ntp2.vniiftri.ru restrict ntp4.vniiftri.ru restrict ntp0.ntp-servers.net restrict ntp1.ntp-servers.net restrict ntp3.vniiftri.ru restrict ntp.corbina.net # а этот хак, который выставляет уровень доверия серверу (strata) самому себе равный 3 # в двух словах чем выше уровень-тем меньше число. 0 - это атомные часы, # 1 - это синхронизированные с ними, 2 - с первым, и так далее. server 127.127.1.1 fudge 127.127.1.1 stratum 3
Для более углубленного понимания и настройки сервера, опишу некоторые параметры конфигурации ntpd, о которых не упоминал::
- enable/disable
auth/monitor/pll/pps/stats
- включить/выключить
режим работы
:
- auth - с неупомянутыми соседями общаться только в режиме аутентификации;
- monitor - разрешить мониторинг запросов;
- pll - разрешить настраивать частоту местных часов по NTP;
- stats - разрешить сбор статистики;
- statistics loopstats - при каждой модификации локальных часов записывает строчку в файл loopstats ;
- statistics peerstats - каждое общение с соседом записывается в журнал, хранящийся в файле peerstats ;
- statistics clockstats - каждое сообщение от драйвера локальных часов записывается в журнал, хранящийся в файле clockstats ;
- statsdir {имя_каталого_со_статистикой} - задает имя каталога, в котором будут находится файлы со статистикой сервера;
- filegen
- определяет алгоритм генерации имен файлов, которые состоят из:
- префикс - постоянная часть имени файла, задается либо при компиляции, либо специальными командами конфигурации;
- имя файла - добавляется к префиксу без косой черты, две точки запрещены, может быть изменена ключем file;
- суффикс - генерируется в зависимости от typename;
- restrict
numeric-address
- задает ограничение доступа: пакеты сортируются и маскам, берется исходный адрес и последовательно сравнивается, от последнего удачного сравнения берется флаг
доступа:
- нет флагов - дать доступ;
- ignore - игнорировать все пакеты;
- noquery - игнорировать пакеты NTP 6 и 7 (запрос и модификация состояния);
- nomodify - игнорировать пакеты NTP 6 и 7 (модификация состояния);
- limited - обслуживать только ограниченное количество клиентов из данной сети;
- nopeer - обслуживать хост, но не синхронизироваться с ним;
- clientlimit limit - для флага limited определяет максимальное количество обслуживаемых клиентов (по дефолту 3);
Итого, мы получили ntpd-server
, который синхронизируется с внешним миром, позволяет получать время для клиентов из локальной сети 192.168.0.1 с маской 255.255.255.0, а так же может синхронизироваться с локальным сервером (если раскомментировать несколько строк). Нам осталось настроить клиентов и узнать, как наблюдать за нашим сервером.
Наблюдение за сервером ntpd и за синхронизацией
Когда у вас все настроено. NTP будет держать время в синхронизированном состоянии. Этот процесс можно наблюдать при помощи команды NTP Query (ntpq):
Ntp-server:~# ntpq -p remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== -n3.time1.d6.hsd .PPS. 1 u 34 64 177 70.162 2.375 8.618 +ntp1.vniiftri.r .PPS. 1 u 33 64 177 43.479 -0.020 10.198 *ntp2.vniiftri.r .PPS. 1 u 6 64 177 43.616 -0.192 0.688 +ntp4.vniiftri.r .PPS. 1 u 4 64 177 43.623 0.440 0.546 -n1.time1.d6.hsd .PPS. 1 u 53 64 77 92.865 -11.358 38.346 -ns1.hsdn.org .GPS. 1 u 40 64 177 78.057 -3.292 35.083 -ntp3.vniiftri.r .PPS. 1 u 44 64 77 47.667 2.292 2.611 -scylla-l0.msk.c 192.43.244.18 2 u 62 64 77 41.565 -1.564 28.914
Данная команда с ключом -p выводит на стандартный вывод список источников времени с их характеристиками (остальные параметры команды в man ntpq). Значение каждой колонки следующее:
Имя удаленного NTP-сервера. Если указать ключ -n, вы получите IP-адреса серверов вместо имён.
Указывает, откуда каждый сервер получает время в данный момент. Это может быть имя хоста или что-то вроде.GPS., указывающее на источник глобальной системы позиционирования (Global Positioning System).
Stratum (уровень) это число от 1 до 16, указывающее на точность сервера. Единица означает максимальную точность, 16 -- сервер недоступен. Ваш уровень будет равен уровню наименее точного удаленного сервера плюс 1.
Интервал между опросами (в секундах). Значение будет изменяться между минимальной и максимальной частотой опросов. В начале интервал будет маленьким, чтобы синхронизация происходила быстро. После того как часы синхронизируются, интервал начинает увеличиваться, чтобы уменьшить трафик и нагрузку на популярные сервера времени.
Восьмеричное представление массива из 8 бит, отражающего результаты последних восьми попыток соединения с сервером. Бит выставлен, если удаленный сервер ответил.
Количество времени (в секундах) необходимого для получения ответа на запрос "который час? ".
Наиболее важное поле. Разница между временем локального и удаленного серверов. В ходе синхронизации это значение должно понижаться (приближаться к нулю), указывая на то, что часы локальной машины идут все точнее.
Дисперсия (Jitter) -- это мера статистических отклонений от значения смещения (поле offset) по нескольким успешным парам запрос-ответ. Меньшее значение дисперсии предпочтительнее, поскольку позволяет точнее синхронизировать время.
Значение знаков перед именами серверов
x - фальшивый источник по алгоритму пересечения;
. - исключён из списка кандидатов из-за большого расстояния;
- - удалено из списка кандидатов алгоритмом кластеризации;
+ - входит в конечный список кандидатов;
# - выбран для синхронизации, но есть 6 лучших кандидатов;
* - выбран для синхронизации;
o - выбран для синхронизации, но используется PPS;
пробел - слишком большой уровень, цикл или явная ошибка;
Служба ntpd "умная" и сама отсеивает источники времени слишком выбивающиеся за рамки разумного. Через некоторое время после запуска ntpd выберет наиболее достоверные источники данных и будет синхронизироваться с ними. Представленный нами список эталонных NTP серверов регулярно пересматривается службой.
Проверить возможность синхронизации локально на сервере возможно командой:
Ntp-server:~# ntpdate -q localhost server 127.0.0.1, stratum 2, offset -0.000053, delay 0.02573 server::1, stratum 2, offset -0.000048, delay 0.02571 14 Jan 14:49:57 ntpdate: adjust time server::1 offset -0.000048 sec
Из вывода команды видно, что наш сервер уже стал уровня stratum 2. Для достижения данного уровня, необходимо некоторое время. Возможно, в первые 10-15 минут уровень сервера будет выше.
О корректной работе сервера ntp можно так же судить по логам демона ntpd:
Ntp-server:~# cat /var/log/ntpstats/ntp 13 Jan 20:13:16 ntpd: Listening on interface #5 eth0, fe80::a00:27ff:fec1:8059#123 Enabled 13 Jan 20:13:16 ntpd: Listening on interface #6 eth0, 192.168.0.8#123 Enabled 14 Jan 14:31:00 ntpd: synchronized to 62.117.76.142, stratum 1 14 Jan 14:31:10 ntpd: time reset +10.291312 s 14 Jan 14:31:10 ntpd: kernel time sync status change 0001 14 Jan 14:34:31 ntpd: synchronized to 88.147.255.85, stratum 1 14 Jan 14:36:04 ntpd: synchronized to 62.117.76.141, stratum 1 14 Jan 15:04:36 ntpd: synchronized to 62.117.76.142, stratum 1 14 Jan 15:10:58 ntpd: synchronized to 62.117.76.140, stratum 1 14 Jan 15:17:54 ntpd: no servers reachable 14 Jan 15:31:49 ntpd: synchronized to 62.117.76.140, stratum 1 14 Jan 15:32:14 ntpd: time reset +13.139105 s
Настройка netfilter (iptables) для NTP сервера
Настроив работу сервера, неплохо было бы его защитить. Мы знаем, что сервер работает на 123/udp порту, при этом запросы так же отправляются с порта 123/udp. Ознакомившись со статьей, и ознакомившись с практическими , можно создать правила фильтрации сетевого трафика:
Ntp ~ # iptables-save # типовые правила iptables для DNS *filter:INPUT DROP :FORWARD DROP :OUTPUT DROP -A INPUT -i lo -j ACCEPT -A INPUT -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT -A INPUT -m conntrack --ctstate INVALID -j DROP # разрешить доступ локальной сети к NTP серверу: -A INPUT -s 192.168.1.1/24 -d 192.168.1.1/32 -p udp -m udp --dport 123 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT -A OUTPUT -o lo -j ACCEPT -A OUTPUT -p icmp -j ACCEPT -A OUTPUT -p udp -m udp --sport 32768:61000 -j ACCEPT -A OUTPUT -p tcp -m tcp --sport 32768:61000 -j ACCEPT -A OUTPUT -m conntrack --ctstate RELATED,ESTABLISHED -j ACCEPT # разрешить доступ NTP серверу совершать исходящие запросы -A OUTPUT -p udp -m udp --sport 123 --dport 123 -m conntrack --ctstate NEW -j ACCEPT COMMIT
Это типовой пример! Для задания правил iptables под Ваши задачи и конфигурацию сети, необходимо понимать принцип работы netfilter в Linux, почитав вышеуказанные статьи.
Настройка клиентских машин
Для синхронизации времени на UNIX-машинах локальной сети целесообразно использовать утилиту ntpdate, запуская ее при помощи несколько раз в сутки, например каждый час. Для этого, в необходимо добавить следующую строку:
0 * * * * /usr/sbin/ntpdate -s
Ключ -s направляет вывод команды . Если на клиентских машинах есть пару лишних мегабайт оперативки, то можно запустить демон ntpd, как и на сервере со следующим конфигом:
Server
Думаю, в данном конфиге все понятно: источник времени (server) - локальный ntpd-сервер, доступ всем запретить, разрешить только локальному ntpd-серверу.
Так же, на клиентах необходимо правильно указать в каком формате хранить время и выбрать правильный часовой пояс, .
Для настройки NTP клиента Windows , необходимо выполнить в консоли следующие команды:
C:\>net time /setsntp:
Заключение
Ну вроде все! Объем статьи получился громадным... Даже сам не ожидал. Подведу маленький итог изложенному. В данной статье нам, надеюсь, стало понятно что есть и как работает NTP-сервер. Научились настраивать сервер и клиентов на UNIX и Windows машинах. В нескольких словах, структура синхронизации времени в локальной сети следующая: Имеется 1,2 или более серверов точного времени в локальной сети, они синхронизируют свое время с внешними источниками в глобальной сети. Настройки сервера и клиентов основаны на файлах /etc/ntp.conf (основной конфигурационный файл демона ntpd), /etc/localtime (файл текущего часового пояса), а так же /etc/sysconfig/ntp (для RH) и /etc/default/ntp (для Deb) - файлы параметров запуска демона. Для локального ntp-сервера в конфигурационном файле указываются внешние сервера для получения времени и разрешается доступ для этих серверов параметром restrict, а так же для компьютеров локальной сети, для клиентов указывается источник времени - локальные сервера в локальной сети, а так же запрещается доступ для всех, кроме источника времени в локальной сети. Все. Всем спасибо за внимание! Буду рад комментариям!
- (архив статьи) описано, как подключить GPS к серверу для организации своего сервера точного времени уровня Stratum1.
- описано, как настроить авторизацию на ntp-сервере.
Network Time Protocol — сетевой протокол для синхронизации внутренних часов компьютера с использованием сетей с переменной латентностью, основанных на коммутации пакетов.
Хотя традиционно NTP использует для своей работы протокол UDP, он также способен работать и поверх TCP. Система NTP чрезвычайно устойчива к изменениям латентности среды передачи.
Время, представляется в системе NTP 64-битным числом, состоящим из 32-битного счетчика секунд и 32-битного счетчика долей секунды, позволяя передавать время в диапазоне 2 32 секунд, с теоретической точностью 2 -32 секунды. Поскольку шкала времени в NTP повторяется каждые 2 32 секунды (136 лет), получатель должен хотя бы примерно знать текущее время (с точностью 68 лет). Также следует учитывать, что время отсчитывается с полуночи 1 января 1900 года, а не с 1970, поэтому из времени NTP нужно вычитать почти 70 лет (с учетом високосных лет), чтобы корректно совместить время с Windows или Unix-системами.
Как это работает
NTP-серверы работают в иерархической сети, каждый уровень иерархии называется ярусом (stratum). Ярус 0 представлен эталонными часами. За эталон берется сигнал GPS (Global Positioning System) или службы ACTS (Automated Computer Time Service). На нулевом ярусе NTP-серверы не работают.
NTP-серверы яруса 1 получают данные о времени от эталонных часов. NTP-серверы яруса 2 синхронизируются с серверами яруса 1. Всего может быть до 15 ярусов.
NTP-серверы и NTP-клиенты получают данные о времени от серверов яруса 1, хотя на практике NTP-клиентам лучше не делать этого, поскольку тысячи индивидуальных клиентских запросов окажутся слишком большой нагрузкой для серверов яруса 1. Лучше настроить локальный NTP-сервер, который ваши клиенты будут использовать для получения информации о времени.
Иерархическая структура протокола NTP является отказоустойчивой и избыточной. Рассмотрим пример его работы. Два NTP-сервера яруса 2 синхронизируются с шестью различными серверами яруса 1, каждый — по независимому каналу. Внутренние узлы синхронизируются с внутренними NTP-серверами. Два NTP-сервера яруса 2 координируют время друг с другом. В случае отказа линии связи с сервером яруса 1 или с одним из серверов уровня 2 избыточный сервер уровня 2 берет на себя процесс синхронизации.
Аналогично узлы и устройства яруса 3 могут использовать любой из серверов яруса 2. Что еще более важно, так это то, что наличие избыточной сети серверов NTP гарантирует постоянную доступность серверов времени. Синхронизируясь с несколькими серверами точного времени, NTP использует данные всех источников, чтобы высчитать наиболее точное временя.
Стоит отметить, что протокол NTP не устанавливает время в чистом виде. Он корректирует локальные часы с использованием временного смещения, разницы между временем на NTP-сервере и локальных часах. Серверы и клиенты NTP настраивают свои часы, синхронизируясь с текущим временем постепенно либо единовременно.