56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP (Network Time Protocol) Referent: Tobias Kaboth, DG2DBT - ● Warum NTP? ● Grundlagen.

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1 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP (Network Time Protocol) Referent: Tobias Kaboth, DG2DBT - dg2dbt@darc.de ● Warum NTP? ● Grundlagen von NTP ● Netzarchitektur Zeitserver (Einzelsystem, Pool) ● Clientkonfiguration UNIX / Linux ● Clientkonfiguration Windows ● Literaturquellen ● Diskussion

2 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Warum NTP? Moderne digitale Betriebsarten benötigen für den Betriebsablauf und Synchronisierung bei Kodierung und Dekodierung digitaler Signale eine sehr genaue Zeitbasis.

3 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Grundlagen von NTP Das Network Time Protocol (NTP) ist ein Standard zur Synchronisierung von Uhren in Computersystemen.

5 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Beispiele einmaliger Triggerung Vorteile ● 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Beispiele stetiger NTP-Triggerung Vorteile ● 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP # 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 # 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 # Zugriff localhost gestatten (ntpq -p) restrict 127.0.0.1 restrict ::1 # Zugriff aus dem internen Netz gestatten restrict 192.168.123.0 mask 255.255.255.0 # allen anderen Rechnern Zugriff verwehren restrict default notrust nomodify nopeer Clientkonfiguration UNIX / Linux Konfiguration der Datei /etc/ntp.conf

9 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Statusabfrage mit 'ntpq -p' Nach dem Starten / Restarten des ntpd-Dienstes kann der Status mittels 'ntpq -p' abgefragt werden. root@dg2dbt:/etc# service ntp stop * Stopping NTP server ntpd [ OK ] root@dg2dbt:/etc# service ntp start * Starting NTP server ntpd [ OK ] root@dg2dbt:/etc# ntpq -p Remoterefid st twhen pollreach delayoffsetjitter ===================================================================== ntp.ubuntu.com193.79.237.142 u25641 55.464-2.1890.001 ptbtime3.ptb.de.PTB.1 u24641 52.8671.4060.001 0.de.pool.ntp.o192.53.103.1082 u2364 146.163-1.2150.001 1.de.pool.ntp.o134.34.3.182 u2264 164.7391.6550.001 2.de.pool.ntp.o212.82.32.152 u2164 150.9790.5560.001

10 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP remoterefidst twhenpollreach delayoffsetjitter ============================================================================== -europium.canoni193.79.237.142 u9925637754.888 -1.8610.214 *ptbtime3.ptb.de.PTB. 1 u9525637752.8931.095 0.562 -me.dguhl.org192.53.103.1042 u20225637745.747 -1.8630.505 +dexter.wzw.tum.134.34.3.182 u20825637764.027 -0.9140.227 +mail.as-compute212.82.32.152 u17525637751.311-0.197 0.303 remoterefidst twhenpollreach delayoffsetjitter ============================================================================== +europium.canoni193.79.237.142 u800102437754.002 -40.8905.085 *ptbtime3.ptb.de.PTB.1 u8651024377 53.765-43.1395.155 -netzwerkteufel.192.53.103.1082 u799102437758.110 -37.2025.150 +a.ntp.madduck.n130.149.17.212 u729102437756.556 -41.8203.602 +rt1.andreas-mue226.176.112.1582 u775102437750.379 -42.9105.404 StatusErläuterung abgelehnt da nicht gültig xabgelehnt vom Intersection Algorithmus.abgelehnt aufgrund Tabellenüberlauf (nicht gebraucht) -abgelehnt vom Cluster Algorithmus +aufgenommen vom Combine Algorithmus #Backup *System Referenz oPPS Referenz

11 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP 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 = 1 1 1 1 1 1 1 1 Zeit 0: die letzten acht Rückmeldungen wurden empfangen 376 = 1 1 1 1 1 1 1 0 Zeit 1: die letzte NTP Meldung wurde NICHT empfangen 375 = 1 1 1 1 1 1 0 1 Zeit 2: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 373 = 1 1 1 1 1 0 1 1 Zeit 3: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 367 = 1 1 1 1 0 1 1 1 Zeit 4: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 357 = 1 1 1 0 1 1 1 1 Zeit 5: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 337 = 1 1 0 1 1 1 1 1 Zeit 6: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 277 = 1 0 1 1 1 1 1 1 Zeit 7: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 177 = 0 1 1 1 1 1 1 1 Zeit 8: die letzte NTP Meldung wurde empfangen 377 = 1 1 1 1 1 1 1 1 Zeir 9: die letzte NTP Meldung wurde empfangen

12 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Über NTP kann auch eine einmalige Synchronisierung vorgenommen werden. Hierzu muß der NTP-Daemon ausgeschaltet sein. ntpdate -bs 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP 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 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Um eine kontinuierliche Synchronisation mit mehreren NTP-Servern zu erhalten wird zusätzliche Software (z.B. NTP Time Server Monitor by Meinberg) benötigt.

16 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP

17 Bild der GUI NTP Status

18 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Literaturquellen ● http://www.ntp.org/ ● Projektseite, incl. RFCs ● http://www.eecis.udel.edu/~mills/ntp.html ● allgemeine und weiterführende Infos über NTP ● http://de.wikipedia.org/wiki/Network_Time_Protocol ● NTP-Doku bei Wikipedia ● http://www.pool.ntp.org ● NTP Pool Projekt ● http://de.wikipedia.org/wiki/NTP-Pool ● NTP-Pool Doku bei Wikipedia ● http://www.pool.ntp.org ● Webseite des NTP-Pool Projekt ● http://www.ptb.de/de/org/q/q4/q42/_ntp_main.htm ● Infos über die NTP-Server bei der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt Braunschweig ● http://www.meinberg.de/german/info/ntp.htm ● Infos zum Windows-NTP-Programm von Meinberg ● http://support.microsoft.com/kb/223184 ● Registrierungseinträge für den W32Time-Dienst

19 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Diskussion

20 56. UKW-Tagung Weinheim 2011 Zeitsynchronisation mit NTP Vielen Dank für Ihr Interesse! Referent: Tobias Kaboth, DG2DBT - dg2dbt@darc.de