闰秒模拟——Herman

一次很糙的闰秒复现

尝试写一下分享文章，主要从以下几个部分，其中第一部分多从搜索引擎中搜索总结而得，目前闰秒平滑过渡方案阿里和谷歌已经有了较为成熟的方案，并提供了公共NTP地址进行过渡。本篇旨在了解ntp和闰秒，通过几个小实验来窥探闰秒一角，在文末提供了几个链接，可做进一步参考。如果有不对的地方，欢迎各位指正。本人微信zh810216626

闰秒介绍
遇到的问题
处理闰秒
优雅的实现闰秒

闰秒介绍

闰秒是在协调世界时（UTC）中增加或减少一秒，使它与平太阳时贴近所做的调整。

1982年1月1日，国际电讯联盟（UIT）决定以UTC（协调世界时间）取代GMT，以修正由于地球在轴心上自转，故全年每天时长并不一样的世界时间。按国际惯例，UTC等同GMT，但它们的量度时间的方式不同∶ GMT从中午起量度，而UTC则由午夜起量度。UTC是法律上依据的世界时间。

UTC本身衍生自国际原子时（TAI），UTC与TAI的差距仅以整数秒计，现为32。加上闰秒的建议由国际地球自转服务提出，以确保历年来太阳平均在12:00:00 UTC至0.9秒之内经过格林尼治子午线

上面有几个时间，看起来很晕，自己的理解。

TAI 原子时，是200台原子钟的表现时间。不会因自然环境影响。

GMT 在格林尼治子午线上的平太阳时。会因为自转等自然环境出现偏差。

UTC 叫协调世界时，起一个协调作用，综合原子时，GMT，然后各种精密计算的出来的一个时间。国内时间是UTC +8。

当这个各种精密计算出来的时间误差值超过0.9的时候，就有了闰秒。

闰秒为啥不废除争议了很久，世界无线电会议在2015年11月决议继续沿用闰秒，2023年再行商讨。这时候在提一个GPS时间，万一没有了闰秒，这个GPS时间可能就是大家的以后的时间了，这个是由GPS地面控制站和GPS本身的卫星原子钟决定的时间，在1980年一月六日的时候开始，从1980年后没有做闰秒插入处理。也就是多了18s。

如果没有闰秒，在N个五千年左右，就会出现凌晨十二点的日出的景象。

闰秒的信息由公布在https://hpiers.obspm.fr/eoppc/bul/bulc/这个网站。

LI 闰秒标记位

00	No waring
01	Last minute of the day has 61 seconds
10	Last minute of the day has 59 seconds
11	Unknown (clock unsynchronized)

遇到的问题

闰秒时，运行java程序的服务器load值升高，机器无法提供服务。导致上层服务不可用，间接性大规模服务可用性故障。

处理闰秒（运行NTP or chrony的系统）

观察闰秒

通过模拟闰秒复现故障

通过重置时钟频率消除闰秒标记

通过-x方式忽略闰秒

模拟任意时间闰秒

使用软件：ntp-4.2.8p9-1.el6.x86_64

操作系统：Centos 6.3

闰秒前一天，NTP服务器会通知其客户端第二天发生闰秒。如果北京时间2018.1.1 日八点发生闰秒，则在2017.12.31 八点左右收到上一级的通知，闰秒标记位已经插入。

可以通过该命令进行检查是否对发出闰秒标记位。

[root@test tmp]# ntpq -c “lassoc” -c “mrv &1 &999 leap,srcadr,stratum”

当看到leap=01的时候，闰秒即将发生。

通过该命令验证闰秒标记位已经被设置：

[root@test tmp]# ntptime |egrep ‘INS|DEL’

闰秒出现：

闰秒复现：

服务A作为顶级源提供ntp服务，进行闰秒下发。在服务A

//获取最近一次闰秒，北京时间 2017.1.1 8:00

Wget https://hpiers.obspm.fr/eoppc/bul/bulc/ntp/leap-seconds.list

//拷贝到一个目录下

cp leap-second.list /var/lib/ntp/leap-seconds.list

//编辑ntp配置文件

Vim /etc/ntp.conf

driftfile /var/lib/ntp/drift

restrict default kod nomodify notrap nopeer

leapfile /var/lib/ntp/leap-seconds.list

server 127.127.1.0

fudge 127.127.1.0 stratum 0

//这时候可以把时间调整到闰秒前，如果想观察闰秒前一天下发的情况可以把时间调整到2016.12.31 7:00

date -s “20161231 7:00:00”

//设置硬件时间依赖系统时间

hwclock –systohc

//启动ntp服务

service ntpd start

这时候看/var/log/message

会有一个闰秒文件加载成功的提示。

大约三到四次poll循环后即可提供服务。

服务器B和服务器C作为二级ntp服务器。配置如下：

Vim /etc/ntp.conf

driftfile /var/lib/ntp/drift

server 服务器A的ip

这时候等服务器A服务起来后，ntpdate 服务器A的ip，时间保持一致后，启动ntp服务

Service ntpd start

大约在八点左右即可在/var/log/message观察到闰秒已经下发的标记。

业务服务器配置：

Vim /etc/ntp.conf

driftfile /var/lib/ntp/drift

server 服务器B的ip

server 服务器C的ip

这时候可以等到时间2017.1.1 7:59开始观察闰秒。

这个时间比较长，要等一天。可以把整体的测试时调整到闰秒发生前半个小时进行观察。

关于清除闰秒的两种方式，可以通过重置时钟频率在服务器A消除闰秒标记，也可以通过-x方式在服务器B和服务器C 进行忽略闰秒操作。可以根据不同的架构作出相应的调整。

方案一：

检测到闰秒标记已经下发后，

在服务器A

测试时需要注释掉/etc/ntp.conf 里的闰秒文件

Service ntpd stop

ntptime -s 0 -f 0 //重置内核状态和频率

service ntpd start

等同步完成后服务器BC上便没有了闰秒标记。

方案二：

闰秒发生前25小时，

在服务器B

[root@c3-cnc-lvs02-offline ~]# cat /etc/sysconfig/ntpd

# Drop root to id ‘ntp:ntp’ by default.

OPTIONS=”-u ntp:ntp -p /var/run/ntpd.pid -x -g” SYNC_HWCLOCK=yes

服务器A做下发闰秒操作，服务器B ntp以-x方式启动后，服务器BC均不会接受闰秒标记，大约需要33min左右完成追秒。

关于ntpd调整方式总结如下：

Offset	0-128ms	128ms-600s	600s-1000s	1000s以上
-x	慢慢调整	慢慢调整（速度大约是0.5ms/s，调整1秒要33min左右）	跳跃调整	退出（加-g参数可忽略）
不加-x	慢慢调整	跳跃调整	跳跃调整	退出（加-g参数可忽略）