在上文Linux系统安装后的基础优化-基于CentOS（5.8/6.4）中 http://www.linuxidc.com/Linux/2013-11/92274.htm ，我们提到了如何定时自动更新服务器时间。同时也提到了，当内网机器数量巨大时，如果都去公网ntp服务器更新时间是会有延时。当然，这也不是仅仅是部署ntp服务器的唯一意义。

在生产环境中，当内网部署了集群时，我们会发现时间对于定位问题发生的先后和原因是非常重要的；而且很多时候，作为提供数据应用的服务器都不能直接连通互联网，此时，我们就需要在内网部署一台专用于时间同步的机器了，这样，服务器通过局域网对ntp进行时间同步即可。

本篇将带领大家先了解一下时间的相关概念和ntp的一些常识。

一、时间和时区
地球是自西向东自转，东边比西边先看到太阳，东边的时间也比西边的早。东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计，而且还要以分和秒来计算，这给人们带来不便。因此，为了克服时间上的混乱，在1884年华盛顿的一次国际经度会议上，把全球划为了24个时区(东、西各12个时区)，规定了格林威治时间(GMT)为0时区时间。而我国首都北京则为东8区，并且我国也将此时间作为全国统一时间，即为北京时间。因此，也就有了我们日常所说的时间的标准了。我们可以理解为，时间是基于时区给出的定义。
然而，我们在计算机中经常看到的是(UTC+08:00)。UTC是英文Coordinated Universal Time的缩写，翻译为协调世界时。而UTC+08:00则代表北京为东8区。因此可想而知UTC +00:00即为格林威治时间。
为什么要提这些呢？
第一，不论我们通过哪种渠道来更新系统的时间，通常公共ntp服务器只会给我们UTC +00:00的时间值，而不是我们当前时区的时间值，因为它也不知道我们在呢啊，所以当我们在安装系统的时候，选择时区那一步非常重要。
第二，我国是有夏令时的，也许哪天就会拨快1小时，让你从东8区变成东9区。当然，到时候还会再拨慢回来的。此时，如果我们设置了正确的时区，当需要改变时间的时候，系统就会自动替我们做出调整。

二、linux的时区
在安装linux的时候，有一步是让你选择时区的，还记得吧。那么如果我们想更改时区，或者说安装的时候设置错了，怎么办呢？不用担心！因为在linux下glibc已经提供给我们了许多编译好的timezone文件，并且把他们存放在了/usr/share/zoneinfo目录下，这里面基本涵盖了大部分的国家和城市。
[root@c64ntp ~]# ls /usr/share/zoneinfo/ 
Africa      Canada  GB        Indian    Mexico    ROC        Zulu 
America    Chile    GB-Eire    Iran      Mideast  ROK        iso3166.tab 
Antarctica  Cuba    GMT        Israel    NZ        Singapore  posix 
Arctic      EET      GMT+0      Jamaica    NZ-CHAT  Turkey    posixrules 
Asia        EST      GMT-0      Japan      Navajo    UCT        right 
Atlantic    EST5EDT  GMT0      Kwajalein  PRC      US        zone.tab 
Australia  Egypt    Greenwich  Libya      PST8PDT  UTC 
Brazil      Eire    HST        MET        Pacific  Universal 
CET        Etc      Hongkong  MST        Poland    W-SU 
CST6CDT    Europe  Iceland    MST7MDT    Portugal  WET

当我们想查看某个时区的时间时，我们可以用zdump命令
[root@c64-client ~]# zdump Cuba 
Sat Nov  2 08:42:13 CDT 2013    #古巴的时间已经出来了

可是当我们想更改时区的时候怎么办呢？
1、修改/etc/localtime文件
/etc/localtime文件定义了我们所在的本地时区，我们可以通过从/usr/share/zoneinfo/下复制我们需要的时区文件去替换/etc/localtime来达到更改时区的目的，例如，这里我们将时区更改为Cuba的时区
123 [root@c64-client ~]# /bin/cp /usr/share/zoneinfo/Cuba /etc/localtime 
[root@c64-client ~]# date 
Sat Nov  2 08:44:49 CDT 2013          #时区已经更改为了Cuba时区

当然，我们也可以用软连接的方法来进行时区更换，这次我们更换为Canada的时区
[root@c64-client ~]# ln -sf /usr/share/zoneinfo/Canada /etc/localtime 
[root@c64-client ~]# date 
Sat Nov  2 12:46:54 UTC 2013    #这样刚才Cuba的时区就又变成了Canada的时区了。

2、设置TZ环境变量的值
环境变量大家应该不陌生，时区也是有它自己的环境变量值的，并且很多程序和命令都要调用这个变量的值。这里我们通过tzselect命令来教大家如何设置TZ环境变量的值。本例以上海时间为例。
[root@c64-client ~]# tzselect 
Please identify a location so that time zone rules can be set correctly. 
Please select a continent or ocean.          #这里让你选择一个大陆或海洋 
 1) Africa 
 2) Americas 
 3) Antarctica 
 4) Arctic Ocean 
 5) Asia 
 6) Atlantic Ocean 
 7) Australia 
 8) Europe 
 9) Indian Ocean 
10) Pacific Ocean 
11) none - I want to specify the time zone using the Posix TZ format. 
#? 5 
Please select a country.              #接下来让你选择一个国家或者城市 
 1) Afghanistan          18) Israel                35) Palestine 
 2) Armenia              19) Japan                36) Philippines 
 3) Azerbaijan            20) Jordan                37) Qatar 
 4) Bahrain              21) Kazakhstan            38) Russia 
 5) Bangladesh            22) Korea (North)        39) Saudi Arabia 
 6) Bhutan                23) Korea (South)        40) Singapore 
 7) Brunei                24) Kuwait                41) Sri Lanka 
 8) Cambodia              25) Kyrgyzstan            42) Syria 
 9) China                26) Laos                  43) Taiwan 
10) Cyprus                27) Lebanon              44) Tajikistan 
11) East Timor            28) Macau                45) Thailand 
12) Georgia              29) Malaysia              46) Turkmenistan 
13) Hong Kong            30) Mongolia              47) United Arab Emirates 
14) India                31) Myanmar (Burma)      48) Uzbekistan 
15) Indonesia            32) Nepal                49) Vietnam 
16) Iran                  33) Oman                  50) Yemen 
17) Iraq                  34) Pakistan 
#? 9 
Please select one of the following time zone regions.      #现在让你从以下时间区区域中做出选择。 
1) east China - Beijing, Guangdong, Shanghai, etc.        #因为我们要选择上海时区，所以选择这个。 
2) Heilongjiang (except Mohe), Jilin 
3) central China - Sichuan, Yunnan, Guangxi, Shaanxi, Guizhou, etc. 
4) most of Tibet & Xinjiang 
5) west Tibet & Xinjiang 
#? 1 
The following information has been given: 
        China 
        east China - Beijing, Guangdong, Shanghai, etc. 
Therefore TZ='Asia/Shanghai' will be used. 
Local time is now:      Sat Nov  2 20:52:38 CST 2013. 
Universal Time is now:  Sat Nov  2 12:52:38 UTC 2013. 
Is the above information OK? 
1) Yes 
2) No 
#? 1 
You can make this change permanent for yourself by appending the line 
        TZ='Asia/Shanghai'; export TZ    #它会在这里生成你更改这个环境变量的命令，下面执行这个命令即可更改时区 
to the file '.profile' in your home directory; then log out and log in again. 
Here is that TZ value again, this time on standard output so that you 
can use the /usr/bin/tzselect command in shell scripts: 
Asia/Shanghai
[root@c64-client ~]# TZ='Asia/Shanghai'; export TZ 
[root@c64-client ~]# date 
Sat Nov  2 20:52:49 CST 2013        #可以看到我们的时间已经更改为了上海时间

我们知道如何设置linux的时区后，下面就是计算机的时间问题了。

三、计算机的时间
一台计算机上我们是有两个时钟的，一个是硬件时间时钟（Real Time Clock简称RTC），一个是系统时间（System Clock）。
硬件时钟是指嵌在主板上的特殊的电路。正因为有它存在，我们电脑在关机之后，还能保持正常进行计时。
系统时钟就是操作系统的kernel所用来计算时间的时钟。它是从1970年1月1日 00:00:00的UTC时间到目前为止的秒数总和之值。在Linux下，系统时间在开机的时候会和硬件时间进行同步(synchronization)，之后就开始各自独立运行了。
那么既然两个时钟各自独自运行,那么时间久了必然就会产生误差。下面我实时输出计算机的系统时间和硬件时间
[root@c64-client ~]# date      #查看系统时间 
Sat Nov  2 21:02:29 CST 2013 
[root@c64-client ~]# hwclock --show    #查看硬件时间 
Sun Nov  3 05:02:22 2013  -0.126978 seconds

我们可以看出，硬件时间和系统时间是不相等的。我们可以通过下面两个命令，灵活的进行时间同步。
[root@c64-client ~]# hwclock --hctosys    #将硬件时间设置成系统时间 
[root@c64-client ~]# hwclock --systohc    #将系统时间设置成硬件时间

知道了如何同步两个时间，那么如果如果想更改怎么做呢？
12 [root@c64-client ~]# hwclock --set --date="mm/dd/yy hh:mm:ss"  #修改硬件时间到指定时间 
[root@c64-client ~]# date -s "dd/mm/yyyy hh:mm:ss"      #修改系统时间到指定时间

现在我们知道了如何设置系统和硬件的时间，那么当两个时间都不准确了怎么办呢？
此时，我们就要用到文章开头提到的NTP服务器了。我们已经知道了NTP服务器是提供时间同步服务了。
那么NTP服务器是怎么工作的呢？
通过谷歌查阅文档，我们知道NTP服务器是基于NTP协议想客户端提供时间同步服务的。NTP（Network Time Protocol）是一种用来使系统和一个精确的时间源保持时间同步的协议。NTP协议是通过Server和Client的方式进行的。
下面我们引入网络设备中的NTP工作原理，来让大家理解。

Device A发送一个NTP报文给Device B，该报文带有它离开Device A时的时间戳，该时间戳为10:00:00am（T1）。
当此NTP报文到达Device B时，Device B加上自己的时间戳，该时间戳为11:00:01am（T2）。
当此NTP报文离开Device B时，Device B再加上自己的时间戳，该时间戳为11:00:02am（T3）。
当Device A接收到该响应报文时，Device A的本地时间为10:00:03am（T4）。
至此，Device A已经拥有足够的信息来计算两个重要的参数：
NTP报文的往返时延Delay=（T4-T1）-（T3-T2）=2秒。
Device A相对Device B的时间差offset=（（T2-T1）+（T3-T4））/2=1小时。
虽然NTP协议中有对往返时延的计算，但是在生产环境中还是会因为时延问题导致时间不同步，原因出在哪里呢？
时间延迟通常由2部分构成，一部分来自于外部网络传输上的延迟，一部分来自于内部协议层编解码时标的过程中。NTP协议本身的计算就加入了网络传输延迟的因素，因此只要NTP从钟有优秀的同步计算能力，传输延时并不会对同步精度产生很大影响，此时内部协议层编解码时标的过程中产生的时间延迟是影响网络同步精度的主要因素。传统的NTP网络中，如果NTP从钟和NTP服务器之间间隔了多个stratum，由于在每个节点编解码时标时都产生时延，因此这个NTP从钟所获得的时间精度较差。

综上所述，在生产环境中，我们受降低时延和解决后端数据应用服务器无法连接公网，却又必须进行时间同步这两方面的因素影响，促使我们必须在内网搭建一台或两台NTP服务器（实现负载均衡高可用）来实现我们企业内部的时间同步服务。
OK!本文就讲到这里了，该讲的原理都讲的差不多了。由于时间在我们生产环境应用中非常重要，所以此篇幅略有点长。下篇我将详细讲解，如何在企业内网部署NTP服务器。