20160801 NTP

NTP(Network Time Protocol)

 

 

 

 

 

 

 

■ 윈도우(Windows XP) 시간 동기화

 

1	NTP 서버 필요성

 

많은 네트워크 프로그램들은 시간 동기화가 필요하게 된다. 네트워크 상에서 서로 연동하는 시스템들 간에 시간이 일치 하지 않게 된다면 다수의 시스템 장애처리, 성능카운트, 분석, 로깅등 수많은 문제점을 갖게된다.

■ 자원 공유 서버(NFS Server)

■ 데이터베이스 서버(DB Server)

■ 로그 서버(Logging Server)

■ NMS 프로그램(Network Management Solution)

■ 암호화(Encyption)

■ 기타

===== WebServerA ===== ===== NFS Server ==== Date: 12:00 12:10 /p/file1(12:10) /source/file1(12:10) ====================== ===================== A ===== WebServerB ===== | Date: 12:40 +---- file1 생성 /p/file1(12:10) ======================

[그림] 서버간의 시간 동기화 이유

 

 

[참고] 실무에서 많이 사용하고 있는 방법 예

실무에서는 rdate 명령어나 ntpdate 명령어를 통해 서버간의 시간을 동기화하는 방법이 많이 사용되고 있다.

 

실무에서 서버의 시간을 동기화 하기 위해서 가장 많이 사용하는 방법

￭ rdate 명령어 사용하는 방법 -> crontab

￭ ntpdate 명령어 사용하는 방법 -> crontab

 

# cat /etc/resolv.conf

nameserver 168.126.63.1

 

# rdate -s time.bora.net (# rdate -s 172.16.9.252)

Thu Apr 30 12:01:49 2009

[참고] rdate 서버: time-dgram, time-stream

or

# ntpdate -b time.bora.net (# ntpdate -b 172.16.9.252)

28 Oct 18:08:50 ntpdate[5833]: step time server 203.248.240.140 offset 2.706436 sec

[참고] NTP 서버 구축

 

위와 같이 rdate/ntpdate 명령어를 사용하는 방법을 실무에서는 가장 많이 사용하고 있으면, 명령어들 수행이 잘 된다면, crontab 파일에 등록하여 정기적으로 서버의 시간을 동기화 할 수 있도록 설정한다. crontab 파일에 등록할 때는 시간을 동기화 해야 하는 시간이 중요하며, 동기화 시점은 그날의 시작하는 시간으로 설정하는 것을 권장한다.

# crontab -e

1 0 * * * rdate -s time.bora.net (time.bora.net: 210.120.246.46)

or

1 0 * * * ntpdate -b time.kriss.re.kr

 

(결론)

rdate 명령어 보다는 ntpdate 명령어를 사용하는 것을 권장한다.

crontab 파일에 등록할 때 그날의 0시 1분에 수행하도록 하는 것을 권장한다.

 

 

# vi /root/bin/date.sh

#!/bin/bash   echo "=== Remote Time ===" rdate -p 172.16.9.252 echo "=== Local Time ===" date echo

 

# /root/bin/date.sh

-> 시간 정보 확인

 

 

 

 

 

2

NTP 서버 개요

 

■ NTP (network time protocol, 네트웍 시간 프로토콜)

NTP는 네트웍으로 연결되어 있는 컴퓨터들끼리 클록 시각을 동기화시키는데 사용되는 프로토콜이다. NTP는 미국 델라웨어 대학의 데이빗 밀스에 의해 처음 개발되었으나, 이제는 인터넷 표준이 되었다. NTP는 컴퓨터 클록 시간을 1/1000 초 이하까지 동기화시키기 위해 협정 세계시각(UTC)을 사용한다.

컴퓨터 네트웍 전반에 걸쳐 정확한 시각을 유지하는 것은 여러 가지 이유로 중요한데, 그 이유는 심지어 수십 분의 1초 정도의 차이만으로도 큰 문제가 발생될 수 있기 때문이다. 예를 들어 협정 세계시에 기반을 두면, 지역적으로 분산된 업무처리 환경에서도 작업 순서가 정확히 유지될 수 있다. 보안 메커니즘 역시 네트웍 전체에 걸쳐 협정 세계시에 기반을 두고 있다. 여러 대의 컴퓨터가 하나의 파일 시스템을 수정하는 것 역시 정확히 동기화된 클록 시각에 의존해야 한다. 항공기의 운항 궤적을 그림으로 표시해 주는 항공관제 시스템에도 매우 정확한 시간측정이 요구되는 것은 당연하다.

협정세계 시각은 무선이나 위성 시스템 등, 여러 가지 방법으로 얻어진다. GPS나 정부기관 등과 같은 특수한 수신자들은 보다 높은 수준의 서비스를 이용하는 것이 가능하지만,모든 컴퓨터에 수신기를 장착하는 것은 비경제적이며, 현실성이 없다. 그 대신에, 시각 서버로 지정된 컴퓨터들에만 수신기를 장착하고, 이 서버들과 네트웍으로 연결되어 있는 컴퓨터들의 클록 시각은 NTP와 같은 프로토콜을 사용하여 동기화하는 것이다.

협정세계시로부터 떨어져 있는 수준을 표시하기 위해 흔히 계층번호를 쓰는데, 0번 계층은 전용 송신기 또는 위성 위치추적 시스템으로부터 수신된 실제 시각인 무선 클록을, 1번 계층은 이 무선 클록과 직접 연결되어 있는 컴퓨터의 클록을, 2번 계층은 1번 계층으로부터 시각을 받은 컴퓨터 등으로 원천 협정 세계시로부터 멀수록 계층 번호가 커져 간다.

NTP라는 용어는, 프로토콜과 컴퓨터상에서 실행되는 클라이언트/서버 프로그램, 둘 모두에 대해 사용된다. 프로그램은 사용자에 의해 NTP 클라이언트, NTP 서버, 또는 둘 모두로 해석될 수 있다. NTP 클라이언트는 시각 서버에 정확한 현재 시각을 교환할 것을 요구한다. 이 교환의 결과를 통해, 클라이언트는 서버의 시각과의 차이를 이용하여 링크 지연시간을 계산할 수 있으며, 자신의 클록을 서버에 있는 클록과 일치하도록 조정할 수 있다. 하나의 규칙으로서, 처음 클록을 맞추기 위해서는 5~10분 동안 모두 6번의 시각 교환이 요구된다. 일단 시각 동기화가 끝나면, 클라이언트는 매 10분마다 메시지 교환을 통해 클록을 수정한다. 클록 동기화의 신뢰도 및 정확도를 높이기 위해, 여러 대의 서로 다른 서버와 다양한 네트웍 경로가 사용된다. 클라이언트/서버 동기화에 아울러, NTP는 브로드캐스트를 통한 컴퓨터 클록 동기화도 지원한다. NTP는 매우 높은 수준의 내고장성과 확장 가능성을 염두에 두고 설계되었다.

NTP 서버에서 사용되는 용어에 대해 알아보자.

(1). 기본적인 용어

■ Reference Clock - GMT, UTC과 같이 표준시간(기준시간) 또는 참고 시간

(예: 한국 : GMT/UTC + 9 시간)

■ Strata - NTP 서버의 계층적 구조

■ Stratum-1 Server - NTP 1계층 서버

Stratum-2 Server - NTP 2계층 서버

... -15 .... - NTP 15계층 서버(15까지 존재)

■ Drift File - PPM(Parts-Per-Million)단위로 오프셋에 일치하는 단일 부동 소수

점이 들어가 있다. (예: /var/ntp/ntp.drift)

■ xntpd - NTP 서버/클라이언트 데몬

■ ntp.conf - NTP 서버/클라이언트 주 설정 파일

(2). 추가적인 용어

■ Resolution - 시간 제공 장치에서 사용하는 시간의 최소 단위.

(예) 손목시계의 Resolution : 1초

■ Precision - 컴퓨터 프로그램에서 사용하는 시간의 최소 단위.

■ Accuracy - 시간의 정확성. 기준시간(UTC)과 얼마나 근접한가를 나타냄.

■ Jitter - 시간을 측정했을 때 생기는 오차 중 작은 값.

■ Wander - 시간을 측정했을 때 생기는 오차 중 큰 값.

[참고] UTC & GMT

UTC(Universal Time Coordinate) 협정 세계시, 그리니치 표준시 대신 방송에 사용되는 표준시. 협정 세계시는 국제 사회가 사용하는 과학적 시간의 표준입니다. 1972년1월1일부터시행된협정세계시에서는67년국제도량형총회가정한세슘원자의 진동수에 의거한 초의 길이가 그 기준(원자초)으로 쓰인다. 그 때까지 시간의 기준으로는 지구의 자전에 의한 평균태양시와 지구의 공전에 의한 태양년에서 산출한 초의 길이가 쓰였다. 그리니치표준시(GMT)는 원래 평균태양시를 기준으로 한 것이었다. 따라서 원자시계를 표준으로 하면서부터 GMT라는 명칭이 실체(實體)를 바르게 나타내지 못하는 불합리한 점이 생겼다. 이러한 문제를 없애기 위해서 1978년 국제무선통신자문위원회(CCIS) 총회는 통신분야에서는 금후 그리니치평균시를 협정세계시(UTC)로 바꾸어 쓰자는 권고안을 채택하였다. GMT(Greenwich Mean Time) 그리니치 표준시. 그리니치천문대를 지나는 본초자오선(그리니치자오선)을 기준으로 하는 시. 약호 GMT. 약칭하여 그리니치시라고도 한다. 1925년 이전의 그리니치시는 정오(正午)를0시로하여 시간을 재기 시작하는 방식의 천문학용 평균태양시의 명칭이었다. 이에 반해 일상생활에서는 자정을0시로하여시간을재는방식이사용되었으며,이것을그리니치상용시(GCT)라고 하였다. 1925년1월1일국제천문연합에서는그리니치시를12시간앞당겨그리니치 상용시와 일치시켰으며, 이를 세계시(世界時)라고 하여 전세계 공통의 표준시로 사용하였다. 그러나 지구의 자전을 근거로 한 이 세계시는 수정시계나 원자시계와 비교한 결과 지구 자전의 불규칙성에 의한 오차가 있으므로 1972년 이후에는 새로이 협정세계시가 세계표준시로 사용되었다. 협정세계시란 세계시와는 달리 원자 방사(放射)의 진동수를 기준으로 하고, 원자시의 초(秒)를 세분하여 세계시와의 차이가 0.9초 이내가 되도록 만든 것이다.

 

[참고] 참고 URL(시, 시간의 인식, 시의 척도, 시법, 하루의 시작, 보시등)

http://kr.dic.yahoo.com/search/enc/result.html?p=UTC&pk=15348300&subtype=&type=enc&field=id

[참고] Stratum 1 / Stratum 2

http://www.ntp.org

Stratum 1 Server : http://support.ntp.org/bin/view/Servers/StratumOneTimeServers

Stratum 2 Server : http://support.ntp.org/bin/view/Servers/StratumTwoTimeServers

3	NTP 서버 동작 원리(NTP Server Concept)

 

(1). 서비스 관리

(현재) # service ntpd restart

(부팅) # chkconfig ntpd on

(2). NTP Network Transfer Time Check

NTP Client NTP Server

| |

T1 | ------------------> | T2

| |

| |

T4 | <------------------ | T3

| |

| |

네트워크에서 보낸시간 = [(T2-T1)+(T4-T3)] / 2

(a). NTP Client는 NTP 서버에 현재 시간을 요구하는 요청을 보낼 때, 패킷에 클

라이언트의 현재 시간(T1)을 포함하여 보낸다.

(b). 클라이언트의 요청을 받은 NTP 서버는 요청을 받았을 때의 서버 시간(T2)을

패킷에 포함한다.

(c). NTP 서버는 현재 UTC 시간을 패킷에 포함하고, 클라리언트로 보내는 순가의

서버 시간(T3)도 패킷에 포함하여 클라이언트의 요청에 응답한다.

(d). 클라이언트는 서버의 응답을 받는 순간의 시간(T4)과 나머지 시간들을 이용

하여 네트워크에서 얼만큼의 시간을 보냈는지 판단하여 UTC 시간에 더한 후

시스템의 시간으로 설정한다.

4	NTP 서버/클라이언트 실습

 

 

■ NTP 서버/클라이언트 실습(CentOS 5.X on VMWare)

 

(실습 환경)

￭ NTP Main Server : (Bridge, eth0) 172.16.9.252   ￭ NTP Client : (Bridge, eth0) 172.16.9.2XX   ￭ NTP Client : (Bridge, eth0) 172.16.9.1XX

 

 

■ (NTP Main Server) 172.16.9.252

 

[참고] NTP 프로그램 설치

# rpm -qa | grep ntp

# yum -y install ntp

 

① NTP 주 설정 파일 설정

# vi /etc/ntp.conf

# Permit time synchronization with our time source, but do not # permit the source to query or modify the service on this system. restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery   # Permit all access over the loopback interface. This could # be tightened as well, but to do so would effect some of # the administrative functions. restrict 127.0.0.1 restrict -6 ::1   # Hosts on local network are less restricted. #---> #restrict 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 nomodify notrap restrict 172.16.0.0 mask 255.255.0.0 nomodify notrap   # Use public servers from the pool.ntp.org project. # Please consider joining the pool (http://www.pool.ntp.org/join.html). #---> server 0.centos.pool.ntp.org #---> server 1.centos.pool.ntp.org #---> server 2.centos.pool.ntp.org   #broadcast 192.168.1.255 key 42 # broadcast server #broadcastclient # broadcast client #broadcast 224.0.1.1 key 42 # multicast server #multicastclient 224.0.1.1 # multicast client #manycastserver 239.255.254.254 # manycast server #manycastclient 239.255.254.254 key 42 # manycast client   # Undisciplined Local Clock. This is a fake driver intended for backup # and when no outside source of synchronized time is available. server 127.127.1.0 # local clock #---> fudge 127.127.1.0 stratum 10   # Drift file. Put this in a directory which the daemon can write to. # No symbolic links allowed, either, since the daemon updates the file # by creating a temporary in the same directory and then rename()'ing # it to the file. driftfile /var/lib/ntp/drift   # Key file containing the keys and key identifiers used when operating # with symmetric key cryptography. keys /etc/ntp/keys   # Specify the key identifiers which are trusted. #trustedkey 4 8 42   # Specify the key identifier to use with the ntpdc utility. #requestkey 8   # Specify the key identifier to use with the ntpq utility. #controlkey 8

 

② 서비스 데몬 start 및 확인

# service ntpd restart (# chkconfig ntpd on)

Shutting down ntpd: [FAILED] Starting ntpd: [ OK ]

 

# pgrep -lf ntpd

5208 ntpd -u ntp:ntp -p /var/run/ntpd.pid -g

 

③ 설정 확인

# ntpq -p (# ntp -pn)

remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== LOCAL(0) .LOCL. 5 l 6 64 1 0.000 0.000 0.001

 

 

 

■ (NTP Client) 172.16.9.2XX

 

① NTP 메인 서버에 시간을 동기화 시킨다.

 

# vi /root/bin/date.sh

-------------------------------------------

#!/bin/bash

echo "=== Remote Time ==="

rdate -p 172.16.9.252

echo "=== Local Time ==="

date

-------------------------------------------

# chmod 755 /root/bin/date.sh

 

# rdate -s 172.16.9.252

# /root/bin/date.sh

-> 출력 내용 생략

 

② NTP 프로그램 설치 확인

# rpm -qa | grep ntp (# vi /etc/resolv.conf ; yum -y install ntp)

ntp-4.2.2p1-15.el5.centos

 

# rpm -ql ntp (# rpm -qi ntp)

/etc/ntp /etc/ntp.conf /etc/ntp/keys /etc/ntp/step-tickers /etc/rc.d/init.d/ntpd /etc/sysconfig/ntpd /sbin/ntpd /sbin/ntpdate /usr/bin/ntpstat /usr/sbin/ntp-keygen /usr/sbin/ntp-wait /usr/sbin/ntpd /usr/sbin/ntpdate /usr/sbin/ntpdc /usr/sbin/ntpq /usr/sbin/ntptime /usr/sbin/ntptrace /usr/sbin/sntp /usr/sbin/tickadj /usr/share/doc/ntp-4.2.2p1 /usr/share/doc/ntp-4.2.2p1/NEWS /usr/share/doc/ntp-4.2.2p1/TODO ..... (중략) ..... /usr/share/man/man5/ntp.conf.5.gz /usr/share/man/man5/ntp_acc.5.gz /usr/share/man/man5/ntp_auth.5.gz /usr/share/man/man5/ntp_clock.5.gz ..... (중략) ..... /var/lib/ntp /var/lib/ntp/drift

 

③ /etc/ntp.conf 파일 설정 및 변경 사항 적용

# vi /etc/ntp.conf

# Permit time synchronization with our time source, but do not # permit the source to query or modify the service on this system. restrict default kod nomodify notrap nopeer noquery restrict -6 default kod nomodify notrap nopeer noquery   # Permit all access over the loopback interface. This could # be tightened as well, but to do so would effect some of # the administrative functions. restrict 127.0.0.1 restrict -6 ::1   # Hosts on local network are less restricted. #restrict 192.168.1.0 mask 255.255.255.0 nomodify notrap   # Use public servers from the pool.ntp.org project. # Please consider joining the pool (http://www.pool.ntp.org/join.html). #---> server 0.centos.pool.ntp.org #---> server 1.centos.pool.ntp.org #---> server 2.centos.pool.ntp.org   #broadcast 192.168.1.255 key 42 # broadcast server #broadcastclient # broadcast client #broadcast 224.0.1.1 key 42 # multicast server #multicastclient 224.0.1.1 # multicast client #manycastserver 239.255.254.254 # manycast server #manycastclient 239.255.254.254 key 42 # manycast client   # Undisciplined Local Clock. This is a fake driver intended for backup # and when no outside source of synchronized time is available. #---> server 127.127.1.0 # local clock #---> fudge 127.127.1.0 stratum 10 server 172.16.9.252 prefer   # Drift file. Put this in a directory which the daemon can write to. # No symbolic links allowed, either, since the daemon updates the file # by creating a temporary in the same directory and then rename()'ing # it to the file. driftfile /var/lib/ntp/drift   # Key file containing the keys and key identifiers used when operating # with symmetric key cryptography. keys /etc/ntp/keys   # Specify the key identifiers which are trusted. #trustedkey 4 8 42   # Specify the key identifier to use with the ntpdc utility. #requestkey 8   # Specify the key identifier to use with the ntpq utility. #controlkey 8

 

④ 서비스 데몬 start 및 확인

# service ntpd restart (# chkconfig ntpd on)

Shutting down ntpd: [FAILED] Starting ntpd: [ OK ]

 

# pgrep -lf ntpd

5208 ntpd -u ntp:ntp -p /var/run/ntpd.pid -g

 

[참고] ntpd 데몬에 대해서

# man ntpd

-u user[:group]

Specify a user, and optionally a group, to switch to. This

option is only available if the OS supports to run the

server without full root privileges. Currently, this option

is supported under NetBSD (configure with --enable-

clockctl) and Linux (configure with —enable-linuxcaps).

 

-p pidfile

Specify the name and path of the file used to record the

ntpd process ID. This is the same operation as the pidfile

pidfile configuration command.

 

-g Normally, ntpd exits with a message to the system log if

the offset exceeds the panic threshold, which is 1000 s by

default. This option allows the time to be set to any value

without restriction; however, this can happen only once. If

the threshold is exceeded after that, ntpd will exit with a

message to the system log. This option can be used with the

-q and -x options. See the tinker command for other

options.

 

⑤ NTP Peer 서버 설정 확인

# ntpq -p

remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== 172.16.9.252 LOCAL(0) 6 u 14 64 1 2.450 0.964 0.001

 

[참고] ntpq 명령어

# man ntpq

-n Output all host addresses in dotted-quad numeric format

rather than converting to the canonical host names.

 

-p Print a list of the peers known to the server as well as a

summary of their state. This is equivalent to the peers

interactive command.

 

⑤ 시간 동기화 실습

# date

Fri Oct 28 18:13:06 KST 2011

 

# date 10281813

Fri Oct 28 18:13:00 KST 2011

-> 서버와 약간 시간을 틀리게 설정합니다.

-> 단, 1분 이내의 시간으로 설정하셔야 빠르게 테스트가 가능합니다.

 

(필요하면 명령어 수행)

# cd ~/.ssh

# ls

# ssh-keygen

<ENTER>

<ENTER>

<ENTER>

# scp id_ras.pub 172.16.9.252:/root/.ssh/authorized_keys

# ssh 172.16.9.252 date

-> 암호를 물어 보지 않는다.

 

# ssh 172.16.9.252 date

root@172.16.9.252's password: (암호입력)   Fri Oct 28 18:15:28 KST 2011

 

# date

Fri Oct 28 18:14:56 KST 2011

 

# ntpq -pn

remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== *172.16.9.252 LOCAL(0) 6 u 18 64 77 0.264 0.008 15055.0

 

■ 출력 결과 해석시

* 현재 NTP 서버와 동기화 중 + NTP 서버와 통신은 가능하지만 현재 동기화는 하고 있지 않음 - NTP 서버와 통신은 가능하지만 동기화 목록에서 제외된 경우 blank or INIT NTP 서버와 통신이 불가능   reach = reachability reach 값은 타임서버에 완전히 접속하기 위한 8진수로 377이어야 합니다. delay = delay delay 값은 양의 수여야 하며 가능한 작은 값이어야 합니다.

 

..... (10분 정도 후에(보통은 2 ~ 3분정도)) ......

 

(필요하면 명령어 수행)

# while true

> do

> echo "------------`date`--------------“

> ntpq –p

> sleep 2

> done

 

# ntpq –pn

remote refid st t when poll reach delay offset jitter ============================================================================== 172.16.9.252 LOCAL(0) 6 u 11 64 377 0.412 -0.002 25447.6

 

# ssh 172.16.9.252 date

root@172.16.9.252's password: (암호입력) Fri Oct 28 18:22:51 KST 2011

 

# date

Fri Oct 28 18:22:52 KST 2011

 

 

 

■ (NTP Client) 172.16.9.1XX

 

-> 같은 방법으로 설정하면 된다.

 

[실무예1]

 

외국에서 서버가 들어온 경우(EX: 이스라엘) 서버를 Power ON 하고 부팅이 된 이후에 시간을 확인하면

-> 항상 1시간 정도 빠른 경우

-> 썸머타임 설정

-> 로케일 설정(1시간 정도 차이가 나는 나라 UTC+8 or UTC+10)

 

 

 

[실무예2]

 

윈도우 서버가 TIME 서버(NTP 서버)인 경우 리눅스 서버가 시간 동기화를 하는 경우

-> rdate 명령어가 윈도우에는 없다. 리눅스 서버에서 NTP Client 설정을 통해 동기화 한다.

-> ntp.conf 통해서 윈도우서버 지정

 

 

 

[실무예3]

 

많은 서버를 통해 단일 서비스를 제공하는 서버의 경우에 시간 동기화는?

-> 많은 서버들은 외부와 통신이 되지 않는다.

-> ------ (공인IP) -- L4 -- (사설IP) ------ (사설IP) -- 많은서버

 

 

 

5

참고 사이트

 

 

■ 참고 사이트 1(NTP 자료 사이트)

http://www.ntp.org

http://www.kipt.co.kr/index.php?doc=bbs/gnuboard.php&bo_table=pds&page=1&wr_id=24

http://kr.dic.yahoo.com/search/enc/result.html?p=UTC&pk=15348300&subtype=&type=enc&field=id

http://support.ntp.org/bin/view/Servers/StratumOneTimeServers

http://support.ntp.org/bin/view/Servers/StratumTwoTimeServers

 

 

■ 참고 사이트 2(NTP 설정시 참고 사이트)

http://hook.tistory.com/275

http://blog.naver.com/junix?Redirect=Log&logNo=80087384442

 

 

■ 참고 사이트 3(NTP 서버 목록)

http://www.pool.ntp.org/zone/asia

server gps.bora.net

server ntp1.cs.pusan.ac.kr

server ntp.ewha.net

server ntp.bora.net

server time.bora.net

server time.nuri.net

server ntp1.gngidc.net

server ntp2.gngidc.net

server time.kriss.re.kr