Алексей Стахнов - Linux

В качестве сетевого протокола используется протокол UDP, порт 123. Для увеличения надежности и точности получаемых данных применяется фильтрация, селекция и комбинация пакетов на принципах максимальной вероятности, а также несколько резервных серверов и путей передачи.

Для передачи и хранения времени используется беззнаковое 64-битовое число с фиксированной точкой, которое хранит число секунд в формате UTC. Старшие 32 бита – число секунд, младшие 32 бита – дробная часть секунд. Достижимая точность – 232 пикосекунды. О означает неопределенное время.

Классы обслуживания

Служба точного времени имеет несколько классов обслуживания клиентов:

• multicast – предназначен для использования в быстрой локальной сети со множеством клиентов, где отсутствует необходимость в высокой точности. Принцип действия – один или более NTP-серверов рассылают широковещательное сообщение, клиенты определяют время, предполагая, что задержка составляет несколько миллисекунд. Сервер не принимает ответных NTP-сообщений;

• procedure-call – предназначен для получения высокоточного времени. NTP-клиент посылает запрос на сервер точного времени, который обрабатывает запрос и немедленно посылает ответ. Сервер не синхронизируется с клиентом;

• symmetric – предназначен для использования серверами точного времени. Представляет собой динамически реконфигурируемую иерархию серверов точного времени. Каждый сервер точного времени синхронизирует своих соседей и синхронизируется своими соседями в соответствии с правилами выбора соседей. Активный режим используется серверами точного времени низшего уровня с заранее определенными адресами соседей, пассивный режим используется серверами точного времени, близкими к первому уровню, и взаимодействующими с соседями с заранее неизвестными адресами.

Обеспечение достоверности данных

Алгоритм функционирования сервера точного времени подразумевает несколько способов для обеспечения достоверности данных.

• Если в течение восьми последовательных интервалов опроса от соседнего сервера точного времени не было сообщений, то этот сервер считается недостижимым.

• Осуществляется проверка времени:

– если время передачи совпадает с временем предыдущего сообщения – дублированный пакет;

– если время отправки сообщения не совпадает с временем, содержащимся в пакете, сервер считает, что он получил фальшивый пакет.

• Имеется алгоритм защиты от очень старых сообщений.

• Аутентификатор состоит из ключа и шифрованной контрольной суммы, которая создается с использованием алгоритма шифрования DES.

Формат NTP-пакета

Пакет NTP включает следующие поля:

• LI (leap indicator) – в конце суток должна быть вставлена секунда для синхронизации атомных и астрономических часов;

• VN – номер версии протокола;

• mode – режим работы сервера точного времени;

• stratum – уровень сервера;

• precision – точность часов сервера;

• poll interval – интервал запросов. Используется наименьший интервал из своего сервера и сервера, отвечающего на запросы;

• synchronization distance – полный цикл обмена сообщениями до первичного источника;

• synchronization dispersion – дисперсия задержек синхронизации;

• reference clock identifier – тип источника времени;

• reference timestamp – время последнего изменения источника времени;

• originate timestamp – время соседа, когда было отправлено последнее NTP-сообщение;

• receive timestamp – местное время получения последнего NTP-сообщения;

• transmit timestamp – местное время отправки текущего сообщения;

• authenticator (96 bit) – ключ и шифрованная контрольная сумма сообщения.

Рекомендуемая конфигурация

Рекомендуемая конфигурация подразумевает наличие трех местных серверов точного времени, соединенных между собой, каждый из которых подключен к двум различным внешним серверам. Клиенты службы точного времени подключаются к каждому местному серверу точного времени.

Стандарты

Используемые для протокола NTP стандарты приведены в табл. 23.1.

Таблица 23.1. Стандарты протокола NTP

Сервер xntpd

Для UNIX-платформы, в том числе и Linux, существует сервер точного времени, носящий название xntpd. Этот сервер полностью реализует стандарт RFC 1305 и имеет расширенные возможности, которые планируется включить в следующую версию стандарта. Входит в стандартную поставку большинства дистрибутивов Linux. Установка тривиальна. Файл конфигурации – /etc/ntp.conf.

Конфигурация сервера

Поскольку варианты конфигурирования сервера зависят от класса обслуживания, сервер имеет достаточно много настроек, которые в основном содержатся в конфигурационном файле /etc/ntp.conf.

Класс symmetric

Этот класс предназначен для конфигурирования сервера точного времени в режиме symmetric.

peer address [key key ] [version version ] [prefer] [minpoll minpoll ] [maxpoll maxpoll ]

Здесь:

• address – адрес симметричного сервера;

• key – 32-битный ключ для поля аутентификации (по умолчанию отсутствует);

• prefer – предпочитать данный сервер при прочих равных условиях;

• minpoll – минимальный интервал запросов (секунды, 2 в степени minpoll в диапазоне от 4 (16 с) до 14 (16 384 с), по умолчанию 6 (64 с));

• maxpoll – максимальный интервал запросов (секунды, 2 в степени maxpoll, по умолчанию 10—1024 с).

Этот класс предназначен для конфигурирования сервера точного времени в режиме procedure-call.

• server address [key key ] [version version ] [prefer] [mode mode ]

• address – адрес сервера;

• key – 32-битный ключ для поля аутентификации (по умолчанию отсутствует);

• mode – режим.

Предназначен для настройки multicast-режима. Обычно используется в локальных сетях.

• broadcast address [key key ] [version version ] [ttl ttl]

– address – адрес симметричного сервера;

– key – 32-битный ключ для поля аутентификации (по умолчанию отсутствует);

– version – версия протокола;

– ttl – время жизни пакета.

• broadcast client [ address] address – адрес клиента, получающего информацию.

• broadcastdeiay секунд – позволяет самостоятельно указать задержку в распространении пакета.

Здесь описываются общие параметры настройки сервера xntpd/:

• driftfile driftfile – определяет файл, в котором хранится и извлекается при запуске сдвиг частоты местных часов;

• enable/disable auth/moni tor/pll/pps/stats — включить/выключить режим работы:

– auth — с неупомянутыми соседями общаться только в режиме аутентификации;