15.2 NTP 服务器的安装与设定

NTP 服务器也是一个很容易就可以架设成功的玩意儿，不过这个软件在不同的 distribution 上面可能有不一样的名称， 你要作的其实就是将他安装起来之后，规定一部上层 NTP 服务器来同步化你的时间即可啊！ 如果你只是想要进行你自己单部主机的时间同步化，别架设 NTP ，直接使用 NTP 客户端软件即可喔！

15.2.1 所需软件与软件结构

在 CentOS 6.x 上头，你所需要的软件其实仅有 ntp 这个玩意儿而已，请自行使用 rpm 去找找看，若没有安装，请利用 yum install ntp 即可啊！不过，我们还需要时区相关的数据文件，所以你需要的软件有：

  • ntp： 就是 NTP 服务器的主要软件啦，包括配置文件以及执行档等等。
  • tzdata： 软件名称为『 Time Zone data 』的缩写，提供各时区对应的显示格式。

与时间及 NTP 服务器设定相关的配置文件与重要数据文件有底下几个：

  • /etc/ntp.conf： 就是 NTP 服务器的主要配置文件，也是唯一的一个；

  • /usr/share/zoneinfo/： 由 tzdata 所提供，为各时区的时间格式对应档。 例如台湾地区的时区格式对应档案在 /usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei 就是了！这个目录里面的档案与底下要谈的两个档案 (clock 与 localtime) 是有关系的喔！

  • /etc/sysconfig/clock： 设定时区与是否使用 UTC 时间钟的配置文件。 每次开机后 Linux 会自动的读取这个档案来设定自己系统所默认要显示的时间说！举个例子来说， 在我们台湾地区的本地时间设定中，这个档案内应该会出现一行『ZONE="Asia/Taipei"』的字样， 这表示我们的时间配置文件案『要取用 /usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei 那个档案』的意思！

  • /etc/localtime： 这个档案就是『本地端的时间配置文件』啦！刚刚那个 clock 档案里面规定了使用的时间配置文件 (ZONE) 为 /usr/share/zoneinfo/Asia/Taipei ，所以说这就是本地端的时间了，此时 Linux 系统就会将 Taipei 那个档案复制一份成为 /etc/localtime ，所以未来我们的时间显示就会以 Taipei 那个时间配置文件案为准。

至于在常用于时间服务器与修改时间的指令方面，主要有底下这几个啦：

  • /bin/date： 用于 Linux 时间 (软件时钟) 的修改与显示的指令；

  • /sbin/hwclock： 用于 BIOS 时钟 (硬件时钟) 的修改与显示的指令。 这是一个 root 才能执行的指令，因为 Linux 系统上面 BIOS 时间与 Linux 系统时间是分开的，所以使用 date 这个指令调整了时间之后，还需要使用 hwclock 才能将修改过后的时间写入 BIOS 当中！

  • /usr/sbin/ntpd： 主要提供 NTP 服务的程序啰！配置文件为 /etc/ntp.conf

  • /usr/sbin/ntpdate： 用于客户端的时间校正，如果你没有要启用 NTP 而仅想要使用 NTP Client 功能的话，那么只会用到这个指令而已啦！

例题：假设你的笔记本电脑安装 CentOS 这套系统，而且选择的时区为台湾。现在，你将有一个月的时间要出差到美国的纽约去， 你会带着这个笔电，那么到了美国之后，时间会不一致啊！你该如何手动的调整时间参数呢？答：因为时区数据文件在 /usr/share/zoneinfo 内，在该目录内会找到 /usr/share/zoneinfo/America/New_York 这个时区档。 而时区配置文件在 /etc/sysconfig/clock ，且目前的时间格式在 /etc/localtime ，所以你应该这样做：

[root@www ~]# date
Thu Jul 28 15:08:39 CST 2011  <==重点是 CST 这个时区喔！

[root@www ~]# vim /etc/sysconfig/clock
ZONE="America/New_York"       <==改的是这里啦！

[root@www ~]# cp /usr/share/zoneinfo/America/New_York /etc/localtime
[root@www ~]# date
Thu Jul 28 03:09:21 EDT 2011  <==时区与时间都改变了！

这个范例做完之后，记得将这两个档案改回来！不然以后你的时间都是美国时间啦！

接下来，我们先来谈一谈如何设计那个 /etc/ntp.conf 吧！

15.2.2 主要配置文件 ntp.conf 的处理

由于 NTP 服务器的设定需要有上游服务器的支持才行，因此请回头参考一下 15.1.4 及 15.1.5 的介绍，这样才能够理解为何底下的设定是这样呦！好了，我假设俺的 NTP 服务器所需要设定的架构如下：

  • 我的上层 NTP 服务器共有 tock.stdtime.gov.tw, tick.stdtime.gov.tw, time.stdtime.gov.tw 三部，其中以 tock.stdtime.gov.tw 最优先使用 (prefer)；
  • 不对 Internet 提供服务，仅允许来自内部网域 192.168.100.0/24 的查询而已；
  • 侦测一些 BIOS 时钟与 Linux 系统时间的差异并写入 /var/lib/ntp/drift 档案当中。

好了，先让我们谈一谈如何在 ntp.conf 里面设定权限控制吧！

  • 利用 restrict 来管理权限控制

在 ntp.conf 档案内可以利用『 restrict 』来控管权限，这个参数的设定方式为：

restrict [你的IP] mask [netmask_IP] [parameter]

其中 parameter 的参数主要有底下这些：

  • ignore： 拒绝所有类型的 NTP 联机；
  • nomodify： 客户端不能使用 ntpc 与 ntpq 这两支程序来修改服务器的时间参数， 但客户端仍可透过这部主机来进行网络校时的；
  • noquery： 客户端不能够使用 ntpq, ntpc 等指令来查询时间服务器，等于不提供 NTP 的网络校时啰；
  • notrap： 不提供 trap 这个远程事件登录 (remote event logging) 的功能。
  • notrust： 拒绝没有认证的客户端。

那如果你没有在 parameter 的地方加上任何参数的话，这表示『该 IP 或网段不受任何限制』的意思喔！一般来说，我们可以先关闭 NTP 的权限，然后再一个一个的启用允许登入的网段。

  • 利用 server 设定上层 NTP 服务器

上层 NTP 服务器的设定方式为：

server [IP or hostname] [prefer]

在 server 后端可以接 IP 或主机名，鸟哥个人比较喜欢使用 IP 来设定说！至于那个 perfer 表示『优先使用』的服务器啰～有够简单吧！

  • 以 driftfile 记录时间差异

设定的方式如下：

driftfile [可以被 ntpd 写入的目录与档案]

因为预设的 NTP Server 本身的时间计算是依据 BIOS 的芯片震荡周期频率来计算的，但是这个数值与上层 Time Server 不见得会一致啊！所以 NTP 这个 daemon (ntpd) 会自动的去计算我们自己主机的频率与上层 Time server 的频率，并且将两个频率的误差记录下来，记录下来的档案就是在 driftfile 后面接的完整档名当中了！关于档名你必须要知道：

  • driftfile 后面接的档案需要使用完整路径文件名；
  • 该档案不能是连结档；
  • 该档案需要设定成 ntpd 这个 daemon 可以写入的权限。
  • 该档案所记录的数值单位为：百万分之一秒 (ppm)。

driftfile 后面接的档案会被 ntpd 自动更新，所以他的权限一定要能够让 ntpd 写入才行。在 CentOS 6.x 预设的 NTP 服务器中，使用的 ntpd 的 owner 是 ntp ，这部份可以查阅 /etc/sysconfig/ntpd 就可以知道啦！

  • keys [key_file]

除了以 restrict 来限制客户端的联机之外，我们也可以透过密钥系统来给客户端认证， 如此一来可以让主机端更放心了。不过在这个章节里面我们暂不讨论这个部分，有兴趣的朋友可以参考 ntp-keygen 这个指令的相关说明喔！

根据上面的说明，我们最终可以取得这样的配置文件案内容喔 (底下仅修改部分数据，保留大部分的设定值喔)！

[root@www ~]# vim /etc/ntp.conf
# 1\. 先处理权限方面的问题，包括放行上层服务器以及开放区网用户来源：
restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery     <==拒绝 IPv4 的用户
restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery  <==拒绝 IPv6 的用户
restrict 220.130.158.71   <==放行 tock.stdtime.gov.tw 进入本 NTP 服务器
restrict 59.124.196.83    <==放行 tick.stdtime.gov.tw 进入本 NTP 服务器
restrict 59.124.196.84    <==放行 time.stdtime.gov.tw 进入本 NTP 服务器
restrict 127.0.0.1        <==底下两个是默认值，放行本机来源
restrict -6 ::1
restrict 192.168.100.0 mask 255.255.255.0 nomodify <==放行区网来源

# 2\. 设定主机来源，请先将原本的 [0|1|2].centos.pool.ntp.org 的设定批注掉：
server 220.130.158.71 prefer  <==以这部主机为最优先
server 59.124.196.83
server 59.124.196.84

# 3.预设时间差异分析档案与暂不用到的 keys 等，不需要更动它：
driftfile /var/lib/ntp/drift
keys      /etc/ntp/keys

这样就设定妥当了，准备来启动 NTP 服务吧！

15.2.3 NTP 的启动与观察

设定完 ntp.conf 之后就可以启动 ntp 服务器了。启动与观察的方式如下：

# 1\. 启动 NTP 
[root@www ~]# /etc/init.d/ntpd start
[root@www ~]# chkconfig ntpd on
[root@www ~]# tail /var/log/messages  <==自行检查看看有无错误

# 2\. 观察启动的埠口看看：
[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 这个埠口的啦！

这样就表示我们的 NTP 服务器已经启动了，不过要与上层 NTP 服务器联机则还需要一些时间， 通常启动 NTP 后约在 15 分钟内才会和上层 NTP 服务器顺利连接上。 那要如何确认我们的 NTP 服务器有顺利的更新自己的时间呢？你可以使用底下几个指令来查阅喔 (请自行等待数分钟后再以下列指令查阅)：

[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

这个指令可以列出我们的 NTP 服务器有跟上层联机否。由上述的输出结果可以知道，时间有校正约 538 * 10^(-3) 秒，且每隔 64 秒会主动去更新时间喔！

[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

这个 ntpq -p 可以列出目前我们的 NTP 与相关的上层 NTP 的状态，上头的几个字段的意义为：

  • remote：亦即是 NTP 主机的 IP 或主机名啰～注意最左边的符号
    • 如果有『 * 』代表目前正在作用当中的上层 NTP
    • 如果是『 + 』代表也有连上线，而且可作为下一个提供时间更新的候选者。
  • refid：参考的上一层 NTP 主机的地址
  • st：就是 stratum 阶层啰！
  • when：几秒钟前曾经做过时间同步化更新的动作；
  • poll：下一次更新在几秒钟之后；
  • reach：已经向上层 NTP 服务器要求更新的次数
  • delay：网络传输过程当中延迟的时间，单位为 10^(-6) 秒
  • offset：时间补偿的结果，单位与 10^(-3) 秒
  • jitter：Linux 系统时间与 BIOS 硬件时间的差异时间， 单位为 10^(-6) 秒。

事实上这个输出的结果告诉我们，时间真的很准了啦！因为差异都在 0.001 秒以内， 可以符合我们的一般使用了。另外，你也可以检查一下你的 BIOS 时间与 Linux 系统时间的差异， 就是 /var/lib/ntp/drift 这个档案的内容，就能了解到咱们的 Linux 系统时间与 BIOS 硬件时钟到底差多久？单位为 10^(-6) 秒啦！

要让你的 NTP Server/Client 真的能运作，在上述的动作中得注意：

  • 上述的 ntpstat 以及 ntpq -p 的输出结果中，你的 NTP 服务器真的要能够连结上层 NTP 才行喔！ 否则你的客户端将无法对你的 NTP 服务器进行同步更新的！重要重要！

  • 你的 NTP 服务器时间不可与上层差异太多。举例来说，鸟哥测试 NTP 服务器约在 2011/7/28 下午， 如果我的服务器时间原本是错误的 2010/7/28，足足差了一年，那么上层服务器恐怕就不会将正确的时间传给我！ 这时就会造成困扰了！

  • 服务器防火墙在 UDP port 123 有没有开啊？要特别注意的呢！

  • 等待的时间够不够长？鸟哥设定 NTP 等过最久的时间大约是一小时！你有等这么久过否？

15.2.4 安全性设定

NTP 服务器在安全的相关性方面，其实刚刚我们在 /etc/ntp.conf 里面的 restrict 参数中就已经设定了 NTP 这个 daemon 的服务限制范围了！不过，在防火墙 iptables 的部分，还是需要开启联机监听的啦！所以，在你的 iptables 规则的 scripts 当中，需要加入这一段 (我是以开放 192.168.100.0/24 这个网域作为范例的！)

[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

若还要开放其他的网段或者客户端主机，请自行修改 /etc/ntpd.conf 以及你的防火墙机制咯！