56. UKW Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP (Network Time Protocol)

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1 (Network Time Protocol) Warum NTP? Grundlagen von NTP Netzarchitektur Zeitserver (Einzelsystem, Pool) Clientkonfiguration UNIX / Linux Clientkonfiguration Windows Literaturquellen Diskussion Referent: Tobias Kaboth, DG2DBT

2 Warum NTP? Moderne digitale Betriebsarten benötigen für den Betriebsablauf und Synchronisierung bei Kodierung und Dekodierung digitaler Signale eine sehr genaue Zeitbasis.

3 Selbst moderne PCs haben keine genaue und stabile Uhrzeit, bzw. Zeitreferenz. Dies hat verschiedene Gründe: Quarzstabilität (Mutteroszillator) nicht ausreichend Temperaturdrift Latenzzeit in der PC Hardware / Software (Jitter)

4 Grundlagen von NTP Das Network Time Protocol (NTP) ist ein Standard zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen.

5 NTP Pool (pool.ntp.org) großer virtueller Cluster aus Zeitservern Die Rechner im Pool sind Teil der pool.ntp.org Hostnamen beinhalten Subdomains, welche nach geografischen Zonen benannt sind Beispiel für deutsche NTP Server im Pool server 0.de.pool.ntp.org server 1.de.pool.ntp.org server 2.de.pool.ntp.org server 3.de.pool.ntp.org

6 Vorteile Beispiele einmaliger Triggerung Unverzügliche Zeitkorrektur Nachteile Es muß immer wieder getriggert werden Harte Zeitkorrekturen / große Zeitsprünge Ggf. große Zeitsprünge in Logs Programme kommen mit Zeitsprung nicht klar Basierend auf einer Referenz fehlerträchtig Für mehr Referenzen kein Algorithmus existent

7 Vorteile Beispiele stetiger NTP Triggerung Mehrere Quellen für Algorithmus Qualitätsbewertung der Quellen / Zeit Langsame Zeitkorrektur bei hohen Abweichungen keine Probleme mit zeitkritischen Programmen Sehr hohe Genauigkeit (anvisiert ca. 232 Picosek.) Sehr hohe Langlaufstabilität Unverzügliche Zeitkorrektur (falls notwendig) Nachteile Basierend auf einer Referenz fehlerträchtig Benötigt mindestens drei Quellen

8 Clientkonfiguration UNIX / Linux # Abweichungen driftfile /var/lib/ntp/ntp.drift # NTP Server server ntp.ubuntu.com server ptbtime3.ptb.de server 0.de.pool.ntp.org server 1.de.pool.ntp.org server 2.de.pool.ntp.org Konfiguration der Datei /etc/ntp.conf # Zugriff localhost gestatten (ntpq p) restrict restrict ::1 # Zugriff aus dem internen Netz gestatten restrict mask # allen anderen Rechnern Zugriff verwehren restrict default notrust nomodify nopeer # NTP Kommunikation erlauben restrict ntp.ubuntu.com restrict ptbtime3.ptb.de restrict 0.de.pool.ntp.org restrict 1.de.pool.ntp.org restrict 2.de.pool.ntp.org

9 Statusabfrage mit 'ntpq p' Nach dem Starten / Restarten des ntpd Dienstes kann der Status mittels 'ntpq p' abgefragt werden. service ntp stop * Stopping NTP server ntpd [ OK ] service ntp start * Starting NTP server ntpd [ OK ] ntpq p Remote refid st t when poll reach delay offset jitter ===================================================================== ntp.ubuntu.com u ptbtime3.ptb.de.ptb. 1 u de.pool.ntp.o u de.pool.ntp.o u de.pool.ntp.o u

10 remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== europium.canoni u *ptbtime3.ptb.de.ptb. 1 u me.dguhl.org u dexter.wzw.tum u mail.as compute u remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== +europium.canoni u *ptbtime3.ptb.de.ptb. 1 u netzwerkteufel u a.ntp.madduck.n u rt1.andreas mue u Status Erläuterung abgelehnt da nicht gültig x abgelehnt vom Intersection Algorithmus. abgelehnt aufgrund Tabellenüberlauf (nicht gebraucht) abgelehnt vom Cluster Algorithmus + aufgenommen vom Combine Algorithmus # Backup * System Referenz o PPS Referenz

11 Für die qualitative Bewertung der Erreichbarkeit eines NTP Servers wird ein 8 Bit Schieberegister benutzt dessen Wertigkeit oktal angegeben wird (Feld reach bei ntpq). erreichter Wert (oktal) Erläuterung ================================================================== 377 = Zeit 0: die letzten acht Rückmeldungen wurden empfangen 376 = Zeit 1: die letzte NTP Meldung wurde NICHT empfangen 375 = Zeit 2: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 373 = Zeit 3: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 367 = Zeit 4: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 357 = Zeit 5: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 337 = Zeit 6: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 277 = Zeit 7: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 177 = Zeit 8: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 377 = Zeir 9: die letzte NTP Meldung wurde empfangen

12 Über NTP kann auch eine einmalige Synchronisierung vorgenommen werden. Hierzu muß der NTP Daemon ausgeschaltet sein. ntpdate bs <ntp server> Aufgrund bekannter Probleme mit großen Zeitsprüngen und Software sollte diese Triggerung zeitnah zum Bootvorgang geschehen, wenn nicht sogar vermieden und durch eine stetige Zeitsynchronisierung ersetzt werden.

13 Die Zeitsynchronisation unter Windows geschieht alle acht Stunden über einen einmaligen Aufruf eines NTP Servers. Eine kontinuierliche Synchronisation mit mehreren NTP Servern findet nicht statt.

14 Auszug aus der Microsoft Registry (Registrierungseinträge für den W32Time Dienst) Period : REG_DWORD oder REG_SZ 0 = Einmal täglich 65535, "BiDaily" = Einmal alle 2 Tage 65534, "Tridaily" = Einmal alle 3 Tage 65533, "Weekly" = Einmal wöchentlich (alle 7 Tage) 65532, "SpecialSkew" = Einmal alle 45 Minuten, bis drei erfolgreiche Synchronisierungen erfolgen, dann einmal alle acht Stunden (dreimal pro Tag) [Standard] 65531, "DailySpecialSkew" = Einmal alle 45 Minuten, bis eine erfolgreiche Synchronisierung erfolgt, dann einmal pro Tag X = Häufigkeit (X mal pro Tag)

15 Um eine kontinuierliche Synchronisation mit mehreren NTP Servern zu erhalten wird zusätzliche Software (z.b. NTP Time Server Monitor by Meinberg) benötigt.

16

17 Bild der GUI NTP Status

18 Projektseite, incl. RFCs 56. UKW Tagung Weinheim 2011 Literaturquellen allgemeine und weiterführende Infos über NTP NTP Doku bei Wikipedia NTP Pool Projekt Pool NTP Pool Doku bei Wikipedia Webseite des NTP Pool Projekt Infos über die NTP Server bei der Physikalisch Technischen Bundesanstalt Braunschweig Infos zum Windows NTP Programm von Meinberg Registrierungseinträge für den W32Time Dienst

19 Diskussion

20 Vielen Dank für Ihr Interesse! Referent: Tobias Kaboth, DG2DBT

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