北斗卫星时钟服务器是怎样保证其自身可靠性的？

 北斗卫星时钟服务器组合选用高精度GPS 接收机/北斗二代接收机/外部B码基准/NTP输入，提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号，并采用先进的时间频率测控技术驯服晶振，使守时电路输出的时间同步信号精密同步在GPS/北斗/外部B码/NTP输入时间基准上，输出短期和长期稳定度都十分优良的高精度同步信号。

     北斗卫星时钟服务器采用精准的测频与智能驯服算法，使振荡器时间频率信号与GPS卫星/北斗卫星/外部B码时间基准保持精密同步。由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出，同步于GPS/北斗信号但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响，相当于UTC时间基准的复现。采用了“智能学习算法”的GPS北斗时钟，在驯服晶振过程中能够不断“学习”晶振的运行特性，并将这些参数存入板载存储器中。当外部时间基准出现异常或不可用时，装置能够自动切换到内部守时状态，并依据板载存储器中的参数对晶体振荡器特性进行补偿，使守时电路继续提供高可靠性的时间信息输出，同时避免了因晶体振荡器老化造成的频偏对守时指标的影响。

NTP是时间服务器，遇到此类问题需要拨打客服10000，要求那里的社区经理上门设置一下就可以用了，自己是设置不了的。

NTPNetwork Time Protocol服务器是用来使计算机时间同步化的一种协议，它可以使计算机对其服务器或时钟源（如石英钟，GPS等等）做同步化，它可以提供高精准度的时间校正（LAN上与标准间差小于1毫秒，WAN上几十毫秒），且可介由加密确认的方式来防止恶毒的协议攻击。

特征计算机主机一般同多个时间服务器连接， 利用统计学的算法过滤来自不同服务器的时间，以选择最佳的路径和来源来校正主机时间。即使主机在长时间无法与某一时间服务器相联系的情况下，NTP服务依然有效运转。

出现时间NTP version 1 出现于1988年6月，在RFC-1059中描述了首个完整的NTP的规范和相关算法。这个版本已经采用了client/server模式以及对称操作，但是它不支持授权鉴别和NTP的控制消息。

（一）确认ntp的安装

1）确认是否已安装ntp

命令rpm –qa | grep ntp

若只有ntpdate而未见ntp，则需删除原有ntpdate。如：

ntpdate-426p5-22el7_0x86_64

fontpackages-filesystem-144-8el7noarch

python-ntplib-032-1el7noarch

2）删除已安装ntp

命令yum –y remove ntpdate-426p5-22el7x86_64

3）重新安装ntp

命令yum –y install ntp

（二）配置ntp服务

1）修改所有节点的/etc/ntpconf

命令vi /etc/ntpconf

内容

restrict 19216863 nomodify notrap nopeer noquery //当前节点IP地址

restrict 19216862 mask 2552552550 nomodify notrap //集群所在网段的网关（Gateway），子网掩码（Genmask）

2）选择一个主节点，修改其/etc/ntpconf

命令vi /etc/ntpconf

内容在server部分添加一下部分，并注释掉server 0 ~ n

server 12712710

Fudge 12712710 stratum 10

3）主节点以外，继续修改/etc/ntpconf

命令vi /etc/ntpconf

内容在server部分添加如下语句，将server指向主节点。

server 19216863

Fudge 19216863 stratum 10

===修改前===

image

===修改后===

节点1（19216863）：

image

节点2（19216864）：

image

节点3（19216865）：

image

（三）启动ntp服务、查看状态

1）启动ntp服务

命令service ntpd start

2）查看ntp服务器有无和上层ntp连通

命令ntpstat

image

查看ntp状态时，可能会出现如下所示情况

① unsynchronised time server re-starting polling server every 8 s

image

② unsynchronised polling server every 8 s

image

这种情况属于正常，ntp服务器配置完毕后，需要等待5-10分钟才能与/etc/ntpconf中配置的标准时间进行同步。

等一段时间之后，再次使用ntpstat命令查看状态，就会变成如下正常结果：

image

3）查看ntp服务器与上层ntp的状态

命令ntpq -p

image

remote：本机和上层ntp的ip或主机名，“+”表示优先，“”表示次优先

refid：参考上一层ntp主机地址

st：stratum阶层

when：多少秒前曾经同步过时间

poll：下次更新在多少秒后

reach：已经向上层ntp服务器要求更新的次数

delay：网络延迟

offset：时间补偿

jitter：系统时间与bios时间差

4）查看ntpd进程的状态

命令watch "ntpq -p"

终止按 Ctrl+C 停止查看进程。

image

第一列中的字符指示源的质量。星号 ( ) 表示该源是当前引用。

remote：列出源的 IP 地址或主机名。

when：指出从轮询源开始已过去的时间（秒）。

poll：指出轮询间隔时间。该值会根据本地时钟的精度相应增加。

reach：是一个八进制数字，指出源的可存取性。值 377 表示源已应答了前八个连续轮询。

offset：是源时钟与本地时钟的时间差（毫秒）。

（四）设置开机启动

命令chkconfig ntpd on

（五）从其他博客的一些参考摘录

===/etc/ntpconf 配置内容===

[

复制代码

](javascript:void(0); "复制代码")

<pre style="margin: 0px; padding: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word; font-family: "Courier New" !important; font-size: 12px !important;"># 1 先处理权限方面的问题，包括放行上层服务器以及开放局域网用户来源：

restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery <==拒绝 IPv4 的用户

restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery <==拒绝 IPv6 的用户

restrict 22013015871 <==放行 tockstdtimegovtw 进入本 NTP 的服务器

restrict 5912419683 <==放行 tickstdtimegovtw 进入本 NTP 的服务器

restrict 5912419684 <==放行 timestdtimegovtw 进入本 NTP 的服务器

restrict 127001 <==底下两个是默认值，放行本机来源

restrict -6 ::1 restrict 1921681000 mask 2552552550 nomodify <==放行局域网用户来源，或者列出单独IP

2 设定主机来源，请先将原本的 [0|1|2]centospoolntporg 的设定批注掉：

server 22013015871 prefer <==以这部主机为最优先的server

server 5912419683 server 5912419684 # 3默认的一个内部时钟数据，用在没有外部 NTP 服务器时，使用它为局域网用户提供服务：

server 12712710 # local clock

fudge 12712710 stratum 10 # 4预设时间差异分析档案与暂不用到的 keys 等，不需要更动它：

driftfile /var/lib/ntp/drift

keys /etc/ntp/keys </pre>

[

复制代码

](javascript:void(0); "复制代码")

===restrict选项格式===

restrict [ 客户端IP ] mask [ IP掩码 ] [参数]

“客户端IP” 和 “IP掩码” 指定了对网络中哪些范围的计算机进行控制，如果使用default关键字，则表示对所有的计算机进行控制，参数指定了具体的限制内容，常见的参数如下：

◆ ignore：拒绝连接到NTP服务器

◆ nomodiy： 客户端不能更改服务端的时间参数，但是客户端可以通过服务端进行网络校时。

◆ noquery： 不提供客户端的时间查询

◆ notrap： 不提供trap远程登录功能，trap服务是一种远程时间日志服务。

◆ notrust： 客户端除非通过认证，否则该客户端来源将被视为不信任子网 。

◆ nopeer： 提供时间服务，但不作为对等体。

◆ kod： 向不安全的访问者发送Kiss-Of-Death报文。

===server选项格式===

server host [ key n ] [ version n ] [ prefer ] [ mode n ] [ minpoll n ] [ maxpoll n ] [ iburst ]

其中host是上层NTP服务器的IP地址或域名，随后所跟的参数解释如下所示：

◆ key： 表示所有发往服务器的报文包含有秘钥加密的认证信息，n是32位的整数，表示秘钥号。

◆ version： 表示发往上层服务器的报文使用的版本号，n默认是3，可以是1或者2。

◆ prefer： 如果有多个server选项，具有该参数的服务器有限使用。

◆ mode： 指定数据报文mode字段的值。

◆ minpoll： 指定与查询该服务器的最小时间间隔为2的n次方秒，n默认为6，范围为4-14。

◆ maxpoll： 指定与查询该服务器的最大时间间隔为2的n次方秒，n默认为10，范围为4-14。

◆ iburst： 当初始同步请求时，采用突发方式接连发送8个报文，时间间隔为2秒。

===查看网关方法===

命令1route -n

命令2ip route show

命令3netstat -r

===层次（stratum）===

stratum根据上层server的层次而设定（+1）。

对于提供network time service provider的主机来说，stratum的设定要尽可能准确。

而作为局域网的time service provider，通常将stratum设置为10

image

0层的服务器采用的是原子钟、GPS钟等物理设备，stratum 1与stratum 0 是直接相连的，

往后的stratum与上一层stratum通过网络相连，同一层的server也可以交互。

ntpd对下层client来说是service server，对于上层server来说它是client。

ntpd根据配置文件的参数决定是要为其他服务器提供时钟服务或者是从其他服务器同步时钟。所有的配置都在/etc/ntpconf文件中。

[上传失败(image-f2dcb9-1561634142658)]

===注意防火墙屏蔽ntp端口===

ntp服务器默认端口是123，如果防火墙是开启状态，在一些操作可能会出现错误，所以要记住关闭防火墙。ntp采用的时udp协议

sudo firewall-cmd --zone=public --add-port=123/udp --permanent

===同步硬件时钟===

ntp服务，默认只会同步系统时间。

如果想要让ntp同时同步硬件时间，可以设置/etc/sysconfig/ntpd文件，

在/etc/sysconfig/ntpd文件中，添加SYNC_HWCLOCK=yes这样，就可以让硬件时间与系统时间一起同步。

允许BIOS与系统时间同步，也可以通过hwclock -w 命令。

===ntpd、ntpdate的区别===

下面是网上关于ntpd与ntpdate区别的相关资料。如下所示所示：

使用之前得弄清楚一个问题，ntpd与ntpdate在更新时间时有什么区别。

ntpd不仅仅是时间同步服务器，它还可以做客户端与标准时间服务器进行同步时间，而且是平滑同步，

并非ntpdate立即同步，在生产环境中慎用ntpdate，也正如此两者不可同时运行。

时钟的跃变，对于某些程序会导致很严重的问题。

许多应用程序依赖连续的时钟——毕竟，这是一项常见的假定，即，取得的时间是线性的，

一些操作，例如数据库事务，通常会地依赖这样的事实：时间不会往回跳跃。

不幸的是，ntpdate调整时间的方式就是我们所说的”跃变“：在获得一个时间之后，ntpdate使用settimeofday(2)设置系统时间，

这有几个非常明显的问题：

一这样做不安全。

ntpdate的设置依赖于ntp服务器的安全性，攻击者可以利用一些软件设计上的缺陷，拿下ntp服务器并令与其同步的服务器执行某些消耗性的任务。

由于ntpdate采用的方式是跳变，跟随它的服务器无法知道是否发生了异常（时间不一样的时候，唯一的办法是以服务器为准）。

二这样做不精确。

一旦ntp服务器宕机，跟随它的服务器也就会无法同步时间。

与此不同，ntpd不仅能够校准计算机的时间，而且能够校准计算机的时钟。

三这样做不够优雅。

由于是跳变，而不是使时间变快或变慢，依赖时序的程序会出错

（例如，如果ntpdate发现你的时间快了，则可能会经历两个相同的时刻，对某些应用而言，这是致命的）。

因而，唯一一个可以令时间发生跳变的点，是计算机刚刚启动，但还没有启动很多服务的那个时候。

其余的时候，理想的做法是使用ntpd来校准时钟，而不是调整计算机时钟上的时间。

NTPD在和时间服务器的同步过程中，会把BIOS计时器的振荡频率偏差——或者说Local Clock的自然漂移(drift)——记录下来。

这样即使网络有问题，本机仍然能维持一个相当精确的走时。

===国内常用NTP服务器地址及IP===

2107214544 (国家授时中心服务器IP地址)

133100118 日本 福冈大学

time-anistgov 12961528 NIST, Gaithersburg, Maryland

time-bnistgov 12961529 NIST, Gaithersburg, Maryland

time-atimefreqbldrdocgov 1321634101 NIST, Boulder, Colorado

time-btimefreqbldrdocgov 1321634102 NIST, Boulder, Colorado

time-ctimefreqbldrdocgov 1321634103 NIST, Boulder, Colorado

utcnistcoloradoedu 12813814044 University of Colorado, Boulder

timenistgov 1924324418 NCAR, Boulder, Colorado

time-nwnistgov 131107110 Microsoft, Redmond, Washington

nist1symmetricomcom 69259613 Symmetricom, San Jose, California

nist1-dcglasseycom 216200938 Abovenet, Virginia

nist1-nyglasseycom 208184499 Abovenet, New York City

nist1-sjglasseycom 20712698204 Abovenet, San Jose, California

nist1aol-catruetimecom 20720081113 TrueTime, AOL facility, Sunnyvale, California

nist1aol-vatruetimecom 642369653 TrueTime, AOL facility, Virginia

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ntpsjtueducn 2021202101 (上海交通大学网络中心NTP服务器地址）

s1atimeeducn 北京邮电大学

s1btimeeducn 清华大学

s1ctimeeducn 北京大学

s1dtimeeducn 东南大学

s1etimeeducn 清华大学

s2atimeeducn 清华大学

s2btimeeducn 清华大学

s2ctimeeducn 北京邮电大学

s2dtimeeducn 西南地区网络中心

s2etimeeducn 西北地区网络中心

s2ftimeeducn 东北地区网络中心

s2gtimeeducn 华东南地区网络中心

s2htimeeducn 四川大学网络管理中心

s2jtimeeducn 大连理工大学网络中心

s2ktimeeducn CERNET桂林主节点

s2mtimeeducn 北京大学</pre>

windows的时间矫正机制先天性不足，而Linux里面默认的ntpd服务可以实现非常完整的ntp功能，包括调整与上级时钟源的同步间隔，查看与上级时钟源的偏差，以及与哪几个时钟源同步等等，如果买不起带有铷原子钟，铯原子钟（一般一台要5w到20w，要看精度），一般都是用Linux来做ntp服务器，你用一台pc机，虚拟机都可以做，成本很低。