Linux中DCHP与时间同步-编程知识

一、DHCP

（一）工作原理

1.获取

2.续约

（二）分配方式

（三）服务器配置

1.随机地址分配

2.固定地址分配

二、时间同步

（一）ntpdate

（二）chrony

1.检测所有源及其状态

2.检查当前系统的时钟误差

3.搭建本地时间同步服务器

一、DHCP

DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）是一种网络管理协议，用于自动分配和管理TCP/IP网络中的IP地址、子网掩码、默认网关、DNS服务器等参数。DHCP使得网络管理员能够集中并自动地管理网络中计算机的TCP/IP配置信息，减少手动设置的工作量，同时确保了网络资源的有效利用

（一）工作原理

1.获取

①DHCP客户端请求：

当一台新的设备加入到网络中时，它会广播一个DHCP Discover报文，请求DHCP服务器为其提供网络参数。

②DHCP服务器响应：

DHCP服务器接收到Discover报文后，会选择一个未被使用的IP地址，然后向DHCP客户端发送一个包含该IP地址和其他网络参数的DHCP Offer报文。

③DHCP客户端确认：

DHCP客户端收到Offer报文后，会选择其中一个DHCP服务器的offer，并向该服务器发送一个DHCP Request报文，请求使用提供的IP地址。

④DHCP服务器确认：

DHCP服务器收到Request报文后，会向DHCP客户端发送一个DHCP Ack报文，确认IP地址的分配。

2.续约

在整个过程中，如果DHCP客户端希望续约其租期，将在租期快结束时发送DHCP Renew或DHCP Rebind请求来更新租约；如果DHCP服务器同意续约，则发送DHCP Acknowledgment进行确认。当客户端不再需要IP地址时，可以发送DHCP Release消息释放IP地址资源

（二）分配方式

DHCP的分配方式有三种

1.自动分配：分配到一个IP地址后永久使用

2.手动分配：由DHCP服务器管理员专门指定IP地址

3.动态分配：使用完后释放该IP，供其它客户机使用

（三）服务器配置

1.随机地址分配

首先第一步：yum install dhcp -y 安装dhcp程序

安装完之后直接使用systemd服务是无法打开的

可以看到，这个配置文件类似于手册一样，所以读取这个文件是无法开启的

现在来修改一下这个配置文件

先将/usr/share/doc/dhcp-4.2.5/dhcpd.conf.example文件内容内容复制到/etc/dhcp/dhcod.conf中，然后再去修改它

设置全局DNS为114.114.114.114（8.8.8.8），租约单位为秒

注意：要以封号结尾

保存退出后，重新启动一下服务就可以打开了

这个时候我们去验证一下

使用Linux系统验证

将客户机的网址获取方式改为dhcp

保存退出后重启网卡 systemctl restart network

如果你是使用远程服务，如Xshell连接的，此时会直接断开，因为IP地址改变，远程登录服务匹配不到IP地址

使用Windows系统验证

修改获取地址方式为dhcp

2.固定地址分配

首先获取客户机的MAC地址

将客户机的MAC地址写到配置文件中

重启dhcpd服务后，再去客户机查看

二、时间同步

在Linux系统中，时间同步是一个关键的系统维护任务，确保所有系统时钟与世界协调时间（UTC）保持一致。

（一）ntpdate

是一个基于 Network Time Protocol (NTP) 的命令行工具，用于手动将本地系统时间与远程 NTP 服务器的时间进行同步。它通过一次性获取并设置当前系统时间来快速调整系统时钟，但并不提供持续性的时间同步服务。

在较早的 Linux 发行版中，ntpdate常被用来一次性同步时间。然而，现代系统更推荐使用如ntpd 或chrony这样的完整 NTP 守护进程，它们不仅可以实现精确的时间同步，还可以逐步调整系统时钟，以减少对系统的潜在冲击，并且能更好地处理网络延迟和抖动带来的影响。

上述命令会从 NTP 公共池（pool.ntp.org）中的一个服务器同步时间，但请注意，不建议在运行了ntpd 或chronyd的系统上直接使用ntpdate，因为它可能会干扰这些守护进程正在进行的精细时间调整工作。如果需要在已安装了 NTP 守护进程的系统上进行时间同步，应使用相应守护进程提供的管理命令或配置文件来进行操作。

（二）chrony

Chrony是一个现代的网络时间同步服务，它提供了更高的精确度和更快的时间同步速度，并且在各种网络环境（包括间歇性连接、高延迟网络以及虚拟机）下表现出色。通常情况下，Chrony会以平滑的方式逐渐调整系统时钟以减少对系统的潜在影响，例如避免引起正在运行的应用程序或服务出现问题。然而，在某些特殊场景下，如果需要立即纠正系统时间，可以使用chronyc makestep命令。不过请注意，频繁使用此命令可能会影响系统的稳定性，应当谨慎操作，并尽量依赖Chrony自动的、渐进式的时间同步机制

首先确保chronyd服务已经开启，系统应该是默认开启，如果没有开启则需要手动

1.检测所有源及其状态

输入：chronyc sources

210 Number of sources = 4：表示当前有4个时间源（NTP服务器）。

每一行代表一个NTP服务器的信息，各列含义如下：

^*、^+、^- 和 ^? 符号分别代表不同的状态：

^* 表示当前首选或活跃的时间源。

^+ 表示良好的时间源，但并非首选。

^- 表示源不可达或者错误，当前未用于时间同步。

^? 表示源未知，通常意味着它尚未被Chrony成功查询过。

139.199.215.251 139.199.214.202 ntp.wdc2.us.leaseweb.net 和 ntp6.flashdance.cx 是各个NTP服务器的名称或IP地址。

Stratum 列表示服务器在NTP层次结构中的层级，数值越小表示距离UTC标准时间越近。例如，Stratum 2服务器是从Stratum 1服务器获取时间的。

Poll 列是Chrony向该服务器请求时间更新的频率。

Reach 列用二进制位表示该服务器可达性及最新样本的质量。这里的数字和符号（如377、61等）表示在过去8次尝试中联系到服务器的次数。

LastRx 列显示最后一次从该服务器接收到响应的时间（以秒为单位）。

Last sample 列提供了关于最后接收到的时间样本的详细信息，包括偏移量（相对于本地时钟）、抖动以及精度估计。例如 -2009us[-2130us] +/- 107ms 表示本地时钟比这个NTP服务器慢约2.009微秒至2.130微秒，并且这个测量值的误差范围大约在±107毫秒内。

2.检查当前系统的时钟误差

输入：chronyc tracking

Reference ID：标识参考时钟源的ID（这里为139.199.215.251）。
Stratum：表示系统的层级，这里是3，意味着该系统的时间来源于一个Stratum 2级别的NTP服务器。
Ref time (UTC)：显示了参考时钟最后一次更新的时间，这里的日期是2024年1月11日02:43:22（请注意这是一个示例数据，并非实际日期）。
System time：描述本地系统时间与NTP服务器时间的偏差，这里是慢了0.000316353秒。
Last offset：上一次同步后的偏移量，此处为-0.000121256秒，即本地时间略快于NTP服务器时间。
RMS offset：所有样本平均偏移量的标准差，这里是0.065495297秒，表示平均误差水平。
Frequency：频率偏差，10.391 ppm（百万分之一）慢，说明本地时钟运行速度略慢于准确值。
Residual freq：残余频率，-0.005 ppm，进一步细化频率误差。
Skew：时钟偏差斜率，0.438 ppm，反映时钟速率随时间的变化程度。
Root delay：从本地系统到参考时钟源之间网络延迟的时间，这里是0.038137767秒。
Root dispersion：由于网络抖动和服务器处理时间导致的时间不确定性，这里是0.021367520秒。
Update interval：Chrony与NTP服务器之间的更新间隔，这里是1030.2秒。
Leap status：闰秒状态，显示为“Normal”，表示目前不存在即将发生的闰秒事件