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工作总结之服务器时间不同步导致平台验证失败及Linux系统时间同步方法

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背景

公司领导反馈:无权限登录系统,临近下班无奈只能吃过晚饭后回工位排查问题,一直排查到20:30多无法查出问题根源。

需求

恢复正常访问

解决

1.查看日志报错

org.springframework.security.authentication.InsufficientAuthenticationException: Full authentication is required to access this resource 说是springsecurity登录验证失败

2.寻找前同事帮助

最后发现是时间不同步导致的。 date -s 强制同步时间问题解决。

date -s "20140225 20:16:00"  #yyyymmdd hh:mm:ss

在Windwos中,系统时间的设置很简单,界面操作,通俗易懂,而且设置后,重启,关机都没关系。系统时间会自动保存在BIOS时钟里面,启动计算机的时候,系统会自动在BIOS里面取硬件时间,以保证时间的不间断。但在Linux下,默认情况下,系统时间和硬件时间并不会自动同步。在Linux运行过程中,系统时间和硬件时间以异步的方式运行,互不干扰。硬件时间的运行,是靠BIOS电池来维持,而系统时间,是用CPU Tick来维持的。在系统开机的时候,会自动从BIOS中取得硬件时间,设置为系统时间。

Linux系统时间同步方法

1. Linux系统时间的设置

在Linux中设置系统时间,可以用date命令:

//查看时间
[root@node1 ~]# date
Tue Feb 25 20:15:18 CST 2014
//修改时间
[root@node1 ~]# date -s "20140225 20:16:00"  #yyyymmdd hh:mm:ss
Tue Feb 25 20:16:00 CST 2014
//date 有多种时间格式可接受,查看date --help
1234567

2. Linux硬件时间的设置

硬件时间的设置,可以用hwclock或者clock命令。两者基本相同,只用一个就行,只不过clock命令除了支持x86硬件体系外,还支持Alpha硬件体系。

//查看硬件时间可以是用hwclock ,hwclock --show 或者 hwclock -r
[root@node1 ~]# hwclock --show
Tue 25 Feb 2014 08:21:14 PM CST -0.327068 seconds
//设置硬件时间
[root@node1 ~]# hwclock --set --date "20140225 20:23:00"
[root@node1 ~]# hwclock
Tue 25 Feb 2014 08:23:04 PM CST -0.750440 seconds
1234567

3. 系统时间和硬件时间的同步

同步系统时间和硬件时间,可以使用hwclock命令。

//以系统时间为基准,修改硬件时间
[root@node1 ~]# hwclock --systohc <== sys(系统时间)to(写到)hc(Hard Clock)
//或者
[root@node1 ~]# hwclock -w
//以硬件时间为基准,修改系统时间
[root@node1 ~]# hwclock --hctosys
//或者
[root@node1 ~]# hwclock -s
12345678

4. 不同机器之间的时间同步

为了避免主机时间因为长期运行下所导致的时间偏差,进行时间同步(synchronize)的工作是非常必要的。Linux系统下,一般使用ntp服务器来同步不同机器的时间。一台机器,可以同时是ntp服务端和ntp客户端。在生产系统中,推荐使用像DNS服务器一样分层的时间服务器来同步时间。

不同机器间同步时间,可以使用ntpdate命令,也可以使用ntpd服务。

4.1 ntpdate命令

使用ntpdate比较简单。格式如下:

1 [root@node1 ~]# ntpdate [NTP IP/hostname]
2 [root@node1 ~]# ntpdate 192.168.0.1
3 [root@node1 ~]# ntpdate time.ntp.org
123

但这样的同步,只是强制性的将系统时间设置为ntp服务器时间。如果CPU Tick有问题,只是治标不治本。所以,一般配合cron命令,来进行定期同步设置。比如,在crontab中添加:

0 12 * * * /usr/sbin/ntpdate 192.168.0.1
1

这样,会在每天的12点整,同步一次时间。ntp服务器为192.168.0.1。

或者将下列脚本添加到/etc/cron.hourly/,这样就每小时会执行一次同步:

#!/bin/bash
#
# $Id: sync-clock,v 1.6 2009/12/23 15:41:29 jmates Exp $
#
# Use ntpdate to get rough clock sync with department of Genome Sciences
# time server.

NTPDATE=/usr/sbin/ntpdate
SERVER="192.168.0.1 "

# if running from cron (no tty available), sleep a bit to space
# out update requests to avoid slamming a server at a particular time
if ! test -t 0; then
  MYRAND=$RANDOM
  MYRAND=${MYRAND:=$$}

  if [ $MYRAND -gt 9 ]; then
    sleep `echo $MYRAND | sed 's/.*\(..\)$/\1/' | sed 's/^0//'`
  fi
fi

$NTPDATE -su $SERVER
# update hardware clock on Linux (RedHat?) systems
if [ -f /sbin/hwclock ]; then
  /sbin/hwclock --systohc
fi
1234567891011121314151617181920212223242526

4.2 ntpd服务

使用ntpd服务,要好于ntpdate加cron的组合。因为,ntpdate同步时间会造成时间的突变和跳跃,对一些依赖时间的程序和服务会造成影响。比如sleep,timer等。而且ntpd服务可以在修正时间的同时,修正CPU Tick。因此理想的做法为,在开机的时候,使用ntpdate强制同步时间,在其他时候使用ntpd服务来同步时间。

要注意的是,ntpd 有一个自我保护的机制:如果本机与上源时间相差太大,ntpd 不会运行时间同步操作,所以新设置的时间服务器一定要先 ntpdate 从上源取得时间初值, 然后启动 ntpd服务。ntpd服务运行后,先是每64秒与上源NTP服务器同步一次,根据每次同步时测得的误差值经复杂计算逐步调整自己的时间,随着误差减小,逐步增加同步的间隔。每次跳动,都会重复这个调整的过程。

4.3. ntpd服务的设置

ntpd服务的相关设置文件如下:

(1)/etc/ntp.conf:这个是NTP daemon的主要设文件,也是 NTP 唯一的设定文件。

(2)/usr /share/zoneinfo/:在这个目录下的文件其实是规定了各主要时区的时间设定文件,例如北京地区的时区设定文件在 /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai 就是了。这个目录里面的文件与底下要谈的两个文件(clock 与localtime)是有关系的。

(3)/etc/sysconfig/clock:这个文件其实也不包含在NTP 的 daemon 当中,因为这个是 Linux 的主要时区设定文件。每次开机后,Linux 会自动的读取这个文件来设定自己系统所默认要显示的时间。

(4)/etc /localtime:这个文件就是"本地端的时间配置文件"。刚刚那个clock 文件里面规定了使用的时间设置文件(ZONE) 为 /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai ,所以说,这就是本地端的时间了,此时, Linux系统就会将Shanghai那个文件另存为一份 /etc/localtime文件,所以未来我们的时间显示就会以Beijing那个时间设定文件为准。

下面重点介绍 /etc/ntp.conf文件的设置。在 NTP Server 的设定上,建议不要对Internet 无限制的开放,尽量仅提供局域网内部的 Client 端联机进行网络校时。此外,NTP Server 总也是需要网络上面较为准确的主机来自行更新自己的时间啊,所以在我们的 NTP Server 上面也要找一部最靠近自己的 Time Server 来进行自我校正。事实上, NTP 这个服务也是 Server/Client 的一种模式。

[root@linux ~]# vi /etc/ntp.conf 
# 1. 关于权限设定部分 
#  权限的设定主要以 restrict 这个参数来设定,主要的语法为: 
#   restrict IP mask netmask_IP parameter 
#   其中 IP 可以是软件地址,也可以是 default ,default 就类似 0.0.0.0 
#  至于 paramter 则有: 
#   ignore :关闭所有的 NTP 联机服务 
#   nomodify:表示 Client 端不能更改 Server 端的时间参数,不过Client 端仍然可以透过 Server 端来进行网络校时。

#   notrust :该 Client 除非通过认证,否则该 Client 来源将被视为不信任网域 
#   noquery :不提供 Client 端的时间查询

#   notrap :不提供trap这个远程事件登入

#  如果 paramter 完全没有设定,那就表示该 IP (或网域)"没有任何限制"

restrict default nomodify notrap noquery # 关闭所有的 NTP 要求封包

restrict 127.0.0.1    #这是允许本机查询

restrict 192.168.0.1 mask 255.255.255.0 nomodify

#在192.168.0.1/24网段内的服务器就可以通过这台NTP Server进行时间同步了 
# 2. 上层主机的设定 
#  要设定上层主机主要以 server 这个参数来设定,语法为:
#  server [IP|HOST Name] [prefer]
#  Server 后面接的就是上层 Time Server,而如果 Server 参数

# 后面加上 perfer 的话,那表示我们的 NTP 主机主要以该部主机来

# 作为时间校正的对应。另外,为了解决更新时间封包的传送延迟动作,

#  所以可以使用 driftfile 来规定我们的主机 
#  在与 Time Server 沟通时所花费的时间,可以记录在 driftfile  
#  后面接的文件内,例如下面的范例中,我们的 NTP server 与  
#  cn.pool.ntp.org联机时所花费的时间会记录在 /etc/ntp/drift文件内 
server 0.pool.ntp.org

server 1.pool.ntp.org

server 2.pool.ntp.org

server cn.pool.ntp.org prefer

#其他设置值,以系统默认值即可

server  127.127.1.0     # local clock

fudge   127.127.1.0 stratum 10

driftfile /var/lib/ntp/drift
broadcastdelay  0.008

keys /etc/ntp/keys
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354

总结一下,restrict用来设置访问权限,server用来设置上层时间服务器,driftfile用来设置保存漂移时间的文件。

4.4 ntpd服务的启动与查询

在启动NTP服务前,先对提供服务的这台主机手动的校正一次时间(因为启动服务器,端口会被服务端占用,就不能手动同步时间了)。

[root@node1 ~]# ntpdate cn.pool.ntp.org
25 Feb 21:10:52 ntpdate[9549]: adjust time server 202.112.31.197 offset 0.000101 sec
12

然后,启动ntpd服务:

[root@node1 ~]# /etc/init.d/ntpd start
Starting ntpd: [ OK ]
[root@node1 ~]# date
Tue Feb 25 21:11:07 CST 2014
1234

查看端口(ntpd服务使用UDP的123端口):

[root@node1 ~]# netstat -ln |grep :123
udp 0 0 12.12.12.100:123 0.0.0.0:*
udp 0 0 192.168.0.100:123 0.0.0.0:*
udp 0 0 172.18.226.174:123 0.0.0.0:*
udp 0 0 10.10.10.100:123 0.0.0.0:*
udp 0 0 127.0.0.1:123 0.0.0.0:*
udp 0 0 0.0.0.0:123 0.0.0.0:*
udp 0 0 fe80::225:90ff:fe98:61ff:123 :::*
udp 0 0 fe80::225:90ff:fe98:61fe:123 :::*
udp 0 0 fe80::202:c903:1b:afa1:123 :::*
udp 0 0 ::1:123 :::*
udp 0 0 :::123 :::*
123456789101112

如何确认我们的NTP服务器已经更新了自己的时间呢?

[root@node1 ~]# ntpstat
synchronised to NTP server (202.120.2.101) at stratum 4
time correct to within 557 ms
polling server every 64 s
# 该指令可列出NTP服务器是否与上层联机。由上述输出结果可知,时间校正约
# 为557*10(-6)秒,且每隔64秒会主动更新时间。
123456

常见的错误:

unsynchronized time server re-starting polling server every 64 s
// 或者
25 Apr 15:30:17 ntpdate[11520]: no server suitable for synchronization found
123

其实,这不是一个错误。而是由于每次重启NTP服务器之后大约要3-5分钟客户端才能与server建立正常的通讯连接。当此时用客户端连接服务端就会报这样的信息。一般等待几分钟就可以了。

[root@node1 ~] # ntptrace –n
127.0.0.1:stratum 11, offset 0.000000,synch distance 0.950951
222.73.214.125:stratum 2,offset –0.000787,synch distance 0.108575
209.81.9.7:stratum 1,offset 0.000028,synch distance 0.00436,refid 'GPS'
# 这个指令可以列出目前NTP服务器(第一层)与上层NTP服务器(第二层)
# 彼此之间的关系,注意:该命令需要安装ntp-perl包
123456

ntpq命令:

[root@node1 ~]# ntpq -p
1

指令"ntpq -p"可以列出目前我们的NTP与相关的上层NTP的状态,以上的几个字段的意义如下:

remote:即NTP主机的IP或主机名称。注意最左边的符号,如果由"+“则代表目前正在作用钟的上层NTP,如果是”*"则表示也有连上线,不过是作为次要联机的NTP主机。

refid:参考的上一层NTP主机的地址 st:即stratum阶层 when:几秒前曾做过时间同步更新的操作 poll:下次更新在几秒之后 reach:已经向上层NTP服务器要求更新的次数 delay:网络传输过程钟延迟的时间 offset:时间补偿的结果 jitter:Linux系统时间与BIOS硬件时间的差异时间

最后提及一点,ntp服务默认只会同步系统时间。如果想要让ntp同时同步硬件时间,可以设置/etc/sysconfig/ntpd 文件。

在/etc/sysconfig/ntpd文件中,添加 SYNC_HWCLOCK=yes 这样,就可以让硬件时间与系统时间一起同步。

5. HPC集群中时间同步示例 5.1 集群环境简介

管理节点:192.168.0.100,192.168.0.101 计算节点:192.168.0.1~192.168.0.50 I/O节点:192.168.0.51~192.168.0.54 Internet NTP服务器:cn.pool.ntp.org

5.2 时间同步方案设计

方案详细解释:

(1)管理节点1作为主NTP服务器,跟互联网NTP服务器进行时间同步;管理节点2作为备用NTP服务器,也跟互联网NTP服务器进行时间同步。两个管理节点做Heartbeat,设置一个漂移IP地址192.168.0.103,并对ntpd服务进行双机高可用; (2)集群计算节点和IO节点,跟管理节点的虚拟IP地址192.168.0.103通过ntpd服务做时间同步; (3)所有节点,在ntp时间同步的同时,设置硬件时间跟系统时间一致; (4)所有计算节点和IO节点开机时,通过ntpdate跟192.168.0.103进行时间同步,然后再开启ntpd服务。

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