GPS时钟服务器（北斗授时设备）助某数据中心项目部署

1.1 项目概述

本次某数据中心时间同步项目中，设计目标是为了满足该数据中心同一区域数万台设备的时间高精度同步要求，保证系统正常运行，按照 PTP精密授时的特点，在各个机房专门建立多套属于自己的北斗卫星时间同步系统。该系统建成后能为阿里巴巴这一区域所有服务器器网络设备提供PTP服务。

PTP网络时间服务器分别部署在各个机房，系统内所有节点的网络设备、服务器等设备均配有支持PTP的网卡。

1.2 项目目标

本项目是为满足数据中心一区域所有设备高精度同步需求，系统内时间偏差小于10us；各数据中心客户端同时指向郑州上海分配的地址以主备模式提供时钟参考，规避时间跳变风险；各中心的网络设备、服务器、工作站时间参考源可同时指向各中心二级时间服务器，在各节点中配置NTP服务器的缓慢调整模式。

1.3 设备指标

1）时间取源于卫星，即支持单北斗模式；

2）NTP时间服务器自身实时卫星同步精度1us；

3）用户终端同步授时精度:0.5~2ms(局域网典型值)，广域网内实现优于30ms的授时精度;

4）NTP服务支持V2、V3、V4版本;

5）支持NTP请求8000次/秒以上,同时支持客户端访问10000台以上;

6）使用铷钟守时，提供10年误差优于1秒的守时精度，年偏差优于20ms；

7）支持两路220V，两路电源互为备份。

本项目配备2台铷钟型NTP时间服务器，符合两地冗余架构模型，当一台其中时间参考设备出现问题时，NTP可根据算法自动切换另一台在线可用的上级时间服务器，保证了数据中心时间的稳定与可靠。

NTP网络时间服务器配有GPS北斗卫星接收装置和铷钟，卫星作为长期稳定的授时时间源，在卫星失锁或天线断开的情况下，铷原子钟可作为长期守时时间源，保证了一级时间参考源时间的可靠与稳定。

2、时钟服务系统部署参数

1.1.1 服务器安装参数

铷钟型NTP时间服务器重约8kg，机箱为2U标准机箱，安装时只需机架螺丝固定即可。

需安装天线的机房，需满足由楼顶到机房的弱电井，将天线从楼顶延伸到时间服务器安装位置。

1.1.2 网络连接参数

1）每台时间服务器器需分配一个IP地址，以向外提供时间服务。

2）注意Windows防火墙要双向开放UDP 123端口，

1.1.3 标签命名

设备标签采用本行统一命名规则，命名如下：

主机网络标签

NTP1

Fr:ntp-eth0

To:switch-eth0

NTP2

Fr:ntp-eth0

To:switch-eth0

1.1.4 机房硬件要求

建议值

电源

标准市电220V，三插国标

1.2 授时策略

1.2.1 NTP授时原理和时延

图 C/S模式

NTP C/S授时原理

网络时延:

delay=(T4-T2)+(T3-T1)

客户端计算机时间偏差：

offset = ((T3-T1)-(T4-T2) )/2

客户机修正时间为T+offset

（Device A为客户端，Device B为NTP服务器）

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。

1.2.2 服务器配置实施

服务器在出厂时已经完成对NTP服务器的所有配置，在机房只需完成时钟校正，IP地址和网关的配置工作。

1.2.3 客户端配置实施

大部分服务器在出厂时都安装了NTP协议，在NTP实施时只需将NTP源指向现有NTP服务即可。

AIX、Solaris、HP-UNIX等UNIX 和Linux系统使用系统自带的NTP服务。在原有配置文件（/etc/ntp.conf），增加如下语句，重新启动NTP进程即可。

server XXXXNTP1 minpoll 4 maxpoll 4 prefer

server XXXXNTP2 minpoll 4 maxpoll 4

tinker step 0 #linux使用

其中，XXXXNTP1、XXXXNTP2为NTP服务器的IP地址。Linux使用tinker step 0配置缓慢调整，Aix使用slewalways yes配置缓慢调整，缓慢调整可规避闰秒时间调整对系统产生的影响。