ntpd против systemd-timesyncd – Как добиться надежной синхронизации NTP?

Когда я запрашиваю статус демона NTP с помощью ntpdc -c sysinfo, я получаю следующий вывод:

системный пир:          0.0.0.0
режим системного пира:  unspec
индикатор скачков:     11
страта:                16
точность:              -20
корневое расстояние:   0.00000 s
корневая дисперсия:    12.77106 s
идентификатор ссылки:  [73.78.73.84]
время ссылки:          00000000.00000000  Чт, 7 фев 2036  7:28:16.000
флаги системы:        auth monitor ntp kernel stats
дрожание:              0.000000 s
стабильность:          0.000 ppm
задержка передачи:      0.000000 s
задержка аутентификации: 0.000000 s

Это указывает на то, что синхронизация NTP не удалась. Однако системное время точно в пределах 1 секунды. Когда я запускал свою систему без сетевого подключения в тот же период, что и сейчас, системное время отклонялось примерно на 10 секунд.

Это поведение указывает на то, что у системы есть другой способ синхронизации времени. Я понял, что также существует systemd-timesyncd.service (с конфигурационным файлом в /etc/systemd/timesyncd.conf), и timedatectl status дает мне правильное время:

      Локальное время: Чт 2016-08-25 10:55:23 CEST
  Всемирное время: Чт 2016-08-25 08:55:23 UTC
        Время RTC: Чт 2016-08-25 08:55:22
       Часовой пояс: Европа/Берлин (CEST, +0200)
     NTP включен: да
NTP синхронизирован: да
 RTC в локальном TZ: нет
      DST активен: да
 Последнее изменение DST: DST начался в
                  Вс 2016-03-27 01:59:59 CET
                  Вс 2016-03-27 03:00:00 CEST
 Следующее изменение DST: DST заканчивается (часы возвращаются на один час назад) в
                  Вс 2016-10-30 02:59:59 CEST
                  Вс 2016-10-30 02:00:00 CET

Так что мой вопрос: в чем разница между двумя механизмами? Один из них устарел? Могут ли они использоваться параллельно? Кому я должен доверять, когда хочу узнать статус синхронизации NTP?

(Обратите внимание, что у меня есть другая система (в другой сети), для которой оба метода указывают на успешную работу и предоставляют правильное время.)

systemd-timesyncd – это, по сути, небольшой клиентский NTP, более или менее объединенный с новыми версиями systemd. Он легче, чем полноценный ntpd, но поддерживает только синхронизацию времени – то есть не может выступать в роли NTP-сервера для других машин. Он предназначен для замены ntpd для клиентов.

Не следует использовать оба метода параллельно, так как теоретически они могут выбирать разные временные серверы с небольшими задержками между ними, что может привести к тому, что ваши системные часы будут периодически “скакать”.

Чтобы получить статус, к сожалению, нужно использовать ntpdc, если вы используете ntpd, и timedatectl, если вы используете timesyncd; мне не известна утилита, которая может читать оба.

systemd-timesyncd не выполняет дисциплину часов: часы не обучаются и не компенсируются, а внутреннее дрейфование часов со временем не уменьшается. У него есть примитивная логика для корректировки интервала опроса, но без дисциплины хост в конечном итоге будет иметь нерегулярное время, поскольку systemd-timesyncd будет пытаться адаптироваться к дрейфу. Оно также не может оценить качество удаленного источника времени. Скорее всего, вы не получите точности больше 100 мс. Это достаточно для простых конечных устройств, таких как ноутбуки, но это определенно может вызвать проблемы для распределенных систем, которым требуется большая точность времени.

Чтобы прояснить различия между тремя наиболее часто используемыми демонами:

timesyncd и ntpd – это оба службы синхронизации времени, доступные в Linux, но они существенно различаются по функциональности, сложности и областям применения. Вот основные различия и рекомендации о том, какой из них может быть лучше в зависимости от ваших нужд.

1. Цель и области применения

– systemd-timesyncd:

• Цель: Простой NTP-клиент, встроенный в systemd для базовой синхронизации времени с удаленными серверами NTP.
• Область применения: Подходит для настольных пользователей, легких серверов или сред, где нужна надежная, точная синхронизация времени без необходимости в продвинутых функциях, таких как пользовательские настройки времени.

– ntpd (демон протокола сетевого времени):

• Цель: Полнофункциональная, автономная реализация NTP, которая предоставляет как синхронизацию времени, так и расширенные параметры конфигурации.
• Область применения: Идеально подходит для сред, где требуются высокая точность, пользовательские настройки или возможности сервера времени, таких как в дата-центрах, корпоративных системах или сетях с сложными требованиями к ведению времени.

2. Функциональность и особенности

– systemd-timesyncd:

• Простой NTP-клиент.
• Использует меньше системных ресурсов и имеет низкую нагрузку.
• В основном синхронизирует время с внешними серверами NTP, не предоставляя время другим системам.
• Не поддерживает продвинутые функции NTP, такие как аппаратная временная метка, точное ведение времени или уровни страты локальных часов.

– ntpd:

• Полная реализация NTP, поддерживающая как клиентский, так и серверный режимы.
• Может выступать в качестве NTP-сервера, распределяя время другим системам.
• Поддерживает сложные конфигурации (например, пиринг между серверами NTP, несколько источников времени, дисциплину часов, обработку скачков).
• Предоставляет более высокую точность, включая точность до микросекунд, в зависимости от оборудования и условий сети.
• Может быть настроен на использование аппаратных референсных часов (например, GPS-приемников) для высокоточного ведения времени.

3. Удобство использования и настройки

– systemd-timesyncd:

• Легок в использовании и настройке, требует минимальной настройки.
• Конфигурация осуществляется через базовый файл /etc/systemd/timesyncd.conf или автоматически через DHCP.
• Подходит для пользователей, которым просто нужна точная синхронизация времени без углубления в подробные настройки.

– ntpd:

• Сложнее настраивать и конфигурировать из-за широкого набора функций.
• Требует ручной настройки NTP-серверов в /etc/ntp.conf.
• Предлагает более детальный контроль над синхронизацией времени, но может потребовать более глубоких знаний о протоколах NTP и принципах синхронизации времени.

4. Использование ресурсов

– systemd-timesyncd:

• Легковесный, с очень низкой нагрузкой на ЦП и память.
• Предназначен для систем, где критично минимальное потребление ресурсов (например, встроенные устройства, легкие серверы).

– ntpd:

• Потребляет больше ресурсов, хотя и все еще довольно низко для большинства современных систем.
• Может быть избыточным для систем, которым нужна только базовая синхронизация времени, учитывая его сложность.

5. Точность

– systemd-timesyncd:

• Предоставляет достаточную точность для большинства некритических случаев использования (в пределах миллисекунд или десятков миллисекунд).

– ntpd:

• Предлагает более высокую точность (до микросекунд, в зависимости от оборудования и сети).
• Лучше подходит для приложений, где точное ведение времени имеет решающее значение, таких как финансовые системы, научные эксперименты или системы в реальном времени.

6. Что лучше?

– systemd-timesyncd лучше, если:

• Вам нужна простая, надежная синхронизация времени без каких-либо сложных требований.
• Вы используете легкий сервер, настольный компьютер или встроенное устройство, где важна эффективность ресурсов.
• Вы предпочитаете простоту и минимальные настройки.
• Требования к точности не слишком высоки (миллисекунды приемлемы).

– ntpd лучше, если:

• Вам требуется синхронизация времени с высокой точностью (точность в микросекундах или лучше).
• Вам нужно настроить сервер времени для предоставления времени другим устройствам в сети.
• Вам нужны продвинутые функции NTP, такие как синхронизация аппаратных часов, множественные источники времени или режим пиринга.
• Вы работаете в среде с жесткими требованиями к ведению времени, таких как научные исследования, финансы или системы реального времени.

7. Альтернативы:

chrony: Другой инструмент для синхронизации времени, который часто рассматривается как среднее решение между timesyncd и ntpd. Он легковесный, как timesyncd, но предлагает много продвинутых функций и более высокую точность, делая его популярным выбором для серверных сред.

Резюме:

• timesyncd: Идеален для большинства типичных пользователей и серверов, где важны простота и легковесная функциональность.

• ntpd: Идеален для сложных сред, где необходима точность ведения времени, конфигурация серверов и продвинутые функции NTP.

• chrony: Сильная альтернатива, объединяющая простоту timesyncd с некоторыми из продвинутых функций ntpd.