Linux时间同步介绍

在Linux系统中，为了避免主机时间因为在长时间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服务来同步不同机器的时间。NTP 是网络时间协议（Network Time PRotocol）的简称，干嘛用的呢？就是通过网络协议使计算机之间的时间同步化。

系统时间与硬件时间

在展开Linux系统时间同步前，我们必须先了解一些概念：在一台计算机上我们有两个时钟:一个称之为硬件时间时钟(RTC Real Time Clock，又叫实时时钟),还有一个称之为系统时钟(System Clock)。

硬件时钟是指嵌在主板上的特殊的电路, 它的存在就是平时我们关机之后还可以计算时间的原因。RTC的英文全称是Real-Time Clock,翻译过来是实时时钟芯片. RTC是PC主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲主板上的晶振及相关电路组成的时钟电路的生成脉冲，RTC经过8254电路的变频产生一个频率较低一点的OS(系统)时钟TSC，系统时钟每一个cpu周期加一周期加一，每次系统时钟在系统初起时通过RTC初始化。8254本身工作也需要有自己的驱动时钟（PIT）

系统时钟就是操作系统的kernel所用来计算时间的时钟. 它从1970年1月1日00:00:00 UTC时间到目前为止秒数总和的值。在Linux下系统时间在开机的时候会和硬件时间同步(synchronization),之后也就各自独立运行了

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。这也是系统时间长时间运行时会产生时间偏差的原因，我小时候有买过电子手表，那个时候的电子产品还相当不靠谱，电子手表走着走着就和新闻联播里面的时间对不上了，总会查那么几分钟甚至几十分钟，那个时候最苦恼的事情就是需要手动调整电子手表的时间，这也算是时间同步的一种吧！系统时间可以通过date命令查看，硬件时间可以通过clock或hwclock命令查看。我们来看看系统时间和硬件时间吧。

[root@db-server ~]# date

Wed Jan 14 14:49:16 CST 2015

[root@db-server ~]# 

[root@db-server ~]# clock

Wed 14 Jan 2015 02:49:24 PM CST -0.473465 seconds

[root@db-server ~]# 

[root@db-server ~]# hwclock --show

Wed 14 Jan 2015 02:49:36 PM CST -0.625346 seconds

[root@db-server ~]# 

[root@db-server ~]# 

如下所示，我们修改了系统时间，将时间修改为2015-01-14 08:00:00,然后我们查看硬件时间就可以发现，系统时间和硬件时间是异步运行。互补干扰。

[root@db-server ~]# date -s "2015-01-14 08:00:00"

Wed Jan 14 08:00:00 CST 2015

[root@db-server ~]# date

Wed Jan 14 08:00:02 CST 2015

[root@db-server ~]# clock

Wed 14 Jan 2015 02:52:54 PM CST -0.045672 seconds

[root@db-server ~]# 

硬件时间的设置，可以用hwclock或者clock命令。其中，clock和hwclock用法相近，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。

设置硬件时间

[root@db-server ~]# clock

Wed 14 Jan 2015 03:24:09 PM CST -0.941272 seconds

[root@db-server ~]# hwclock --set --date="2015-01-15 15:24:00";

[root@db-server ~]# clock

Thu 15 Jan 2015 03:24:04 PM CST -0.476775 seconds

[root@db-server ~]# 

[root@db-server ~]# clock --help

hwclock - query and set the hardware clock (RTC)

Usage: hwclock [function] [options...]

Functions:

 --help show this help

 --show read hardware clock and print result

 --set set the rtc to the time given with --date

 --hctosys set the system time from the hardware clock

 --systohc set the hardware clock to the current system time

 --adjust adjust the rtc to account for systematic drift since 

 the clock was last set or adjusted

 --getepoch print out the kernel's hardware clock epoch value

 --setepoch set the kernel's hardware clock epoch value to the 

 value given with --epoch

 --version print out the version of hwclock to stdout

Options: 

 --utc the hardware clock is kept in coordinated universal time

 --localtime the hardware clock is kept inlocal time

 --directisa access the ISA bus directly instead of /dev/rtc

 --badyear ignore rtc's year because the bios is broken