LPIC102/108.1 Systemzeit

Die Dienste eines Systems müssen kontrolliert und gepflegt werden. Um sich die Arbeit so weit wie möglich zu erleichtern, können Sie hier einiges automatisieren. Und zur Vereinfachung der Kontrolle können Sie die Protokollierung auf Ihre Bedürfnisse zuschneiden.

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Wichtigste Wissensgebiete:

1. Systemzeit und -datum setzen
2. die Hardwareuhr auf die korrekte Zeit in UTC setzen
3. die korrekte Zeitzone einstellen
4. grundlegende NTP-Konfiguration unter Verwendung von ntpd und chrony
5. Wissen über den Gebrauch von pool.ntp.org
6. Kenntnis des ntpq-Kommandos
   

Liste wichtiger Dateien, Verzeichnisse und Anwendungen:

• /usr/share/zoneinfo
• /etc/timezone
• /etc/localtime
• /etc/ntp.conf
• /etc/chrony.conf
• date
• hwclock
• timedatectl
• ntpd
• ntpdate
• chronyc
• pool.ntp.org
  

Manuelle Konfiguration der Systemzeit

Die manuelle Konfiguration der Systemzeit erfolgt über das Kommando date. Wenn Sie date ohne Parameter starten, werden das aktuelle Datum und die Uhrzeit ausgegeben.

archangel:~ # date
Di 24. Apr 17:54:52 CEST 2018

Hierbei ist zu beachten, dass es sich tatsächlich um die Systemzeit handelt. Wenn Sie die Uhrzeit mittels date ändern wollen, dann gehen Sie folgendermaßen vor:

archangel:~ # date -s 1755
Di 24. Apr 17:55:00 CEST 2018

Die Uhr wird auf 17.55 Uhr eingestellt. Es ist aber auch möglich, date zu verwenden, um recht elegante Uhrzeitausgaben zu generieren. Das kann etwa in eigenen Skripten verwendet werden. Wenn date auf ein + trifft, wird die darauf folgende Zeichenkette von date ausgegeben und die enthaltenen Variablen entsprechend ergänzt.

Das sieht z. B. so aus:
# date "+Heute ist der %d.%m.%Y. Das ist der %j. Tag des Jahres."
Heute ist der 24.04.2018. Das ist der 118. Tag des Jahres.

Mit dem Befehl date --help werden dir weitere Variablen anzeigt.

Die RTC-Uhr einstellen

Mit dem Kommando hwclock können Sie die Systemzeit in die Hardwareuhr schreiben oder umgekehrt. Folgendes Kommando schreibt die Systemzeit in die Echtzeituhr:

archangel:~ # hwclock --systohc

Umgekehrt holt folgender Befehl die Zeit bei der RTC ab und stellt danach die Systemzeit ein:

archangel:~ # hwclock --hctosys

Interessant ist es auch zu beobachten, wie die Uhrzeiten zwischen der Hardwareuhr und der Systemzeit driften. Die Differenz lässt sich mit hwclock ermitteln, indem Sie folgendes Kommando verwenden:

archangel:~ # hwclock --show
Di 24 Apr 2018 17:58:13 CEST -0.020712 Sekunden

Die Genauigkeit, mit der die Abweichung ermittelt wird, ist eine millionstel Sekunde. Das sollte für die meisten Anwendungsgebiete ausreichen.

Zeitzonen

Es gibt grundsätzlich zwei Arten, wie eine Linux-Uhr eingestellt werden kann. Entweder Sie stellen sie der Einfachheit halber auf die Zeit der Zone ein, in der Sie sich befinden, oder Sie verwenden UTC. Das Kürzel UTC leitet sich ursprünglich von Coordinated Universal Time ab. Die UTC löst die MEZ inzwischen auch in Europa weitestgehend ab. UTC+1 entspricht der MEZ.

Damit der Computer dem Benutzer die lokale Zeit anzeigt, muss dem System noch mitgeteilt werden, dass die BIOS-Uhr (RTC) auf UTC eingestellt ist. Das kann über folgende Konfigurationsdateien geschehen:

• /usr/share/zoneinfo – in diesem Verzeichnis befinden sich Binärdateien, die mit allen existierenden Zeitzonen korrespondieren.
• /etc/localtime – diese Datei ist die mit der aktuellen Zeitzone übereinstimmende
• Binärdatei aus /usr/share/zoneinfo. Es kann sich hier um eine Kopie oder einen Softlink zur Originaldatei handeln.
• /etc/timezone ist eine textbasierte Konfigurationsdatei. Sie können die richtige Zeitzone in dieser Datei einfach eintragen.

Um einen Überblick über die verfügbaren Zeitzonen zu bekommen, können Sie tzselect verwenden.

timedatectl

systemd hat zur Verwaltung der Systemzeit ein eigenes Werkzeug parat. Das Kommando timedatectl vereint und erweitert die Funktionalitäten der Befehle date und hwclock. Alleine die Verwendung von timedatectl ohne Optionen gibt Ihnen eine Menge hilfreicher Informationen:

[root@scientific ~]# timedatectl
Local time:       Sa 2018-04-21 13:49:47 CEST
Universal time:   Sa 2018-04-21 11:49:47 UTC
RTC time:         Sa 2018-04-21 11:49:47
Time zone:        Europe/Berlin (CEST, +0200)
NTP enabled:      no
NTP synchronized: no
RTC in local TZ:  no
DST active:       yes
Last DST change:  DST began at
                  So 2018-03-25 01:59:59 CET
                  So 2018-03-25 03:00:00 CEST
Next DST change:  DST ends (the clock jumps one hour backwards) at
                  So 2018-10-28 02:59:59 CEST
                  So 2018-10-28 02:00:00 CET

timedatectl unterstützt auch die Ansteuerung von Remotemaschinen und lokalen Containern. Die manuelle Zeiteinstellung einer Remotemaschine geschieht mit dem Kommando:

[root@scientific ~]# timedatectl set-time "2018-03-24 14:24:16" -H archangel

Zeitsynchronisation über das Netzwerk

Zeitsynchronisation über das Netzwerk heißt in den meisten Fällen Synchronisation über das Internet. Zu diesem Zweck kommt das Network Time Protocol (NTP) zum Einsatz

Es folgt ein Beispiel mit einem Zugriff auf einen Server:

root@archangel:~# ntpdate pool.ntp.org
24 Apr 18:03:14 ntpdate[30836]: adjust time server 131.234.137.24
offset -0.000341 sec

Wie Sie sehen, können Sie mit ntpdate einfach durch Angabe eines Zeitservers die Uhrzeit des Systems aktualisieren. Es wird allerdings empfohlen, bei der Synchronisation mehrere Server gleichzeitig zurate zu ziehen, damit die Richtigkeit der übermittelten Uhrzeit gegengeprüft werden kann.

Zeitsynchronisation mit ntpd

Wenn die Systemzeit automatisch synchronisiert werden soll, könnten Sie natürlich einfach ntpdate regelmäßig von cron ausführen lassen. Komfortabler und genauer funktioniert dies allerdings mit dem Daemon ntpd. Die Verwendung von ntpd hat vor allem den Vorteil, dass der Computer selbst als Zeitserver fungieren kann. Sie können ohne Schwierigkeiten einen Windows-Computer von einem Linux-Host synchronisieren. Dazu müssen Sie auf dem Windows-Computer lediglich einen Doppelklick mit der seriellen Zeigereinheit (Maus o. Ä.) auf der Uhr ausführen. Auf der Registerkarte Internetzeit können Sie den Zeitserver festlegen. Diese Methode funktioniert nicht, wenn der Windows-Computer Mitglied einer Domäne ist.

Die Hauptkonfigurationsdatei für den ntpd ist /etc/ntp.conf. Hier findet der Daemon vor allem die Adressen mit den zur Aktualisierung vorgesehenen Servern und einen Verweis auf den Driftfile. Dieser liegt, unter /etc/ntp.drift. Der tatsächliche Speicherort hängt von der verwendeten Distribution ab. Die Mindestausstattung der ntp.conf könnte etwa so aussehen:

server de.pool.ntp.org
server ptbtime1.ptb.de
driftfile /var/lib/ntp/drift/ntp.drift

Mit diesen Einträgen ist der Server schon lauffähig. Starten Sie den Server wie üblich mit /etc/init.d/ntpd start. Er wird sofort eine erste Synchronisation durchführen. In Abhängigkeit von der verwendeten Distribution wurde ntpd bereits durch xntpd ersetzt. Die Konfigurationsdateien sind jedoch identisch.

Die Driftdatei wird von ntpd verwendet, um Ungenauigkeiten der Systemuhr festzuhalten. Die Abweichung von der tatsächlichen Zeit wird auf eine millionstel Sekunde ermittelt und in die Driftdatei geschrieben.

Sie können den Daemon ntpd mithilfe des Programms ntpq abfragen. Wenn Sie wissen wollen, welche Server Ihr ntpd kontaktiert, können Sie z. B. dieses Kommando verwenden:

root@archangel:~# ntpq -p

remote          refid   st t when poll reach delay offset jitter

===================================================================

arcturos.gr     213.239.239.166 3 u 4 64 1 27.057 -1.371  0.000

pyxis.my-rz.de  212.82.32.15    2 u 3 64 1 23.226  1.645  0.000

bytesink.de     131.188.3.223   2 u 2 64 1 32.562  3.667  0.000

ntp1.wtnet.de   10.129.40.211   2 u 1 64 1 29.028  1.428  0.000

golem.canonical 192.93.2.20     2 u - 64 1 32.256  0.875  0.000

Es gibt mehrere Bordwerkzeuge, um den ntpd oder auch xntpd zu untersuchen. Die beiden wichtigsten sind wohl ntpq und ntpdc. Beide Programme unterstützen einen interaktiven Modus, der nach Eingabe eines Fragezeichens Aufschluss über die Möglichkeiten der beiden Programme liefert.

Das Beispiel zeigt eine Abfrage nach sysinfo mit ntpdc im interaktiven Modus:

archangel:/ # ntpdc
ntpdc> sysinfo         
system peer:        ptbtime1.ptb.de
system peer mode:   client
leap indicator:     00
stratum:            2
precision:          -18
root distance:      0.02992 s
root dispersion:    0.02531 s
reference ID:       [192.53.103.108]
reference time:     de60cef4.ac5938de Sat, Mar 24 2018 14:19:48.673
system flags:       auth monitor ntp kernel stats
jitter:             0.004898 s
stability:          236.358 ppm
broadcastdelay:     0.003998 s
authdelay:          0.000000 s
ntpdc>

Beide Diagnoseprogramme geben große Informationsmengen aus, weshalb es hier auch bei diesem einen Beispiel bleiben soll. Sehr interessant sind sicherlich noch Abfragen nach peers und monlist. Probieren Sie diese doch einfach einmal aus.

Eine andere Implementierung des NTP ist chrony. Dieser Daemon gilt als unempfindlich und ist deshalb besonders geeignet für virtuelle Maschinen oder Systeme, die nicht permanent laufen. Die Einstellung der RTC ist in chrony integriert und muss deshalb nicht von einem zusätzlichen Programm durchgeführt werden. Die Zeitsynchronisation ist gegenüber ntpd schneller und genauer.

Nach der Installation von chrony durch das Paketmanagement haben Sie den Daemon chronyd, der über die Konfigurationsdatei chrony.conf konfiguriert wird und das Kommandozeilenwerkzeug chronyc. In der Datei /etc/chrony /chrony.conf können ähnliche Parameter festgelegt werden, wie in der Datei ntpd.conf. Wenn Sie chrony nicht nur als Client verwenden wollen, müssen Sie über ein allow-Statement den Zugriff erlauben. In der Standardeinstellung fungiert chrony nicht als Server. Sie müssen den Zugriff auf den Zeitserver aus bestimmten Netzen erlauben. Um den Zugriff aus allen privaten C-Klasse-Netzen zu erlauben, können Sie einen solchen Eintrag erstellen:

allow 192.168/16

Wenn der Zugriff von überall her erlaubt werden soll, reicht ein Eintrag wie dieser:

allow 0/0

Das Kommandozeilenwerkzeug chronyc kann direkt als Kommandozeile oder interaktiv verwendet werden.

Hier ein interaktives Beispiel:

root@uvm1:~# chronyc
chronyc> sources -v
210 Number of sources = 4 
  .-- Source mode '^' = server, '=' = peer, '#' = local clock.
  / .- Source state '*' = current synced, '+' = combined , '-' = not combined,
   | / '?' = unreachable, 'x' = time may be in error, '~' = time too variable.
||                                                  .- xxxx [ yyyy ] +/- zzzz
||       Reachability register (octal) -.           | xxxx = adjusted offset,
||       Log2(Polling interval) --.      |          | yyyy = measured offset,
||                                 \     |          | zzzz = estimated error.
||                                  |    |           \
MS Name/IP address          Stratum Poll Reach LastRx Last sample
===========================================================================
^- b.fu110.de                   3  6   377   36  +5041us[+5041us] +/-  92ms
^+ public-dns-a.primawebtool    2  6   377   37  +1762us[+1889us] +/-  47ms
^+ scrollout.family-adam.de     2  6   377   35  -3393us[-3393us] +/-  36ms
^* stratum2-3.NTP.TechFak.Un    2  6   377   37  +710us[ +837us]  +/-  17ms