Linux 同步時間詳解

一、時間同步概念

在計算機和網路上，時間同步指的是保證各個計算機的系統時間是相同或者相近的。時間同步是保證操作系統、應用程序、日誌信息等正確性的重要手段。

Linux系統的時間同步涉及硬體設備、系統內核、NTP服務以及時間格式等多方面內容，下面將進行詳細闡述。

二、硬體時鐘與系統時間

計算機硬體主要通過CMOS晶元來保存當前的系統時間，當我們開機時，系統會通過硬體時鐘讀取當前時間，然後將其保存到系統時間內。

因為硬體時鐘是獨立於操作系統的，所以即使斷電重啟，也不會影響硬體時鐘，因此它是非常重要的參考時間。同時操作系統內核也會保存一個系統時間，該時間是記錄在內存中的，由於內存沒有斷電保護，所以在斷電重啟的時候，系統時間會被重置，這就需要在啟動的時候，讀取硬體時鐘來更新系統時間。

三、時間格式及時區

在Linux系統上，時間格式默認為「格林威治標準時間（UTC）」並且默認為「Coordinated Universal Time（UTC）」，而時區則是由系統環境變數「TZ」來定義的。

時區的選擇對於時間同步非常重要，如果時區設置不正確，會引起時間差異，進而影響系統分散式環境中各個計算機之間的數據同步。

四、NTP服務

網路時間協議（NTP）是一種通過互聯網協調計算機時間的協議。在Linux系統上，ntpd（NTP daemon）是常用的NTP實現，它負責和其他NTP伺服器進行通信，獲取並更新系統時間。

ntpd支持兩種同步模式：伺服器模式和客戶機模式。伺服器模式下，ntpd將系統時鐘作為NTP伺服器，提供時間同步服務。客戶機模式下，ntpd通過和伺服器同步時間。

sudo apt-get install ntp
sudo systemctl enable ntp
sudo systemctl start ntp

五、時間同步的配置和更新

在Linux系統中，對於時間同步的配置和更新，需要依次從上述幾個方面進行處理。

首先是配置時區。我們可以使用「tzselect」命令來進行時區選擇。

$ tzselect
Please identify a location so that time zone rules can be set correctly.
1. Africa
2. America
3. Antarctica
4. Arctic Ocean
5. Asia
6. Atlantic Ocean
7. Australia
8. Europe
9. Indian Ocean
10. Pacific Ocean
11. none of the above
#? 5
Please select a country:
1. Afghanistan        18. Israel              35. Sri Lanka
2. Armenia            19. Japan               36. Syria
3. Azerbaijan         20. Jordan              37. Taiwan
4. Bahrain            21. Kazakhstan          38. Tajikistan
5. Bangladesh         22. Korea (North)       39. Thailand
6. Bhutan             23. Korea (South)       40. Turkmenistan
7. British Indian Ocean Territory 24. Kuwait    41. United Arab Emirates
8. Brunei             25. Kyrgyzstan          42. Uzbekistan
9. Cambodia           26. Laos                43. Vietnam
10. China             27. Lebanon             44. Yemen
11. Cyprus            28. Macau
12. Georgia           29. Malaysia
13. Hong Kong         30. Mongolia
14. India             31. Myanmar (Burma)
15. Indonesia         32. Nepal
16. Iran              33. Oman
17. Iraq              34. Pakistan
#? 10
Please select one of the following time zone regions.
1. Beijing Time
2. Xinjiang Time
#? 1
The following information has been given:

        China
        Beijing Time

Therefore TZ='Asia/Shanghai' will be used.
Local time is now:      Tue Dec 15 20:27:22 CST 2016.
Universal Time is now:  Tue Dec 15 12:27:22 UTC 2016.
Is the above information OK?
1. Yes
2. No
#? 1

然後是配置ntp。我們需要編輯「/etc/ntp.conf」文件，添加ntp伺服器的IP地址或域名。

sudo vi /etc/ntp.conf

# server
server 0.cn.pool.ntp.org
server 1.cn.pool.ntp.org
server 2.cn.pool.ntp.org
server 3.cn.pool.ntp.org

最後是更新系統時間。使用以下命令手動更新系統時間。

sudo ntpdate -q 0.cn.pool.ntp.org

六、手動調整時間和時鐘校準

有時候，我們可能需要手動調整系統時間或者時鐘校準。其中，手動調整系統時間是指令系統時間向前或向後調整指定的時間段，而時鐘校準是通過校準硬體時鐘來使系統時間同步到當前的硬體時鐘。

手動調整系統時間可以使用以下命令：

sudo date -s "2016-12-15 11:28:00"

而時鐘校準可以使用以下命令：

sudo hwclock --systohc

七、總結

時間同步在Linux系統中是非常重要的，它涉及到開機時間、應用程序日誌等許多方面，影響著整個系統的正確性和穩定性。在Linux環境中，我們可以使用ntpd等實現來進行時間同步，從硬體時鐘、系統時間、時間格式和時區等多個方面入手，配置和更新時間同步。同時，在需要的時候，我們也可以手動調整系統時間和進行時鐘校準。希望這篇文章能夠對您的Linux時間同步有所幫助！