企业网D1Net  3月6日 在日常生活的工作、学习、会议中，我们都会与别人约定时间，在固定的时间做特定的事情，因此准确的时间对于我们非常重要。数据中心涉及多个重要的系统，时间对于数据中心更为重要，而且数据中心对时间精度要求很高，有的系统要求达到毫秒甚至纳秒级，一旦时间有误差就会引起系统运行异常。准确的时间对于数据中心正常运行、事故分析、故障排查都至关重要，所以在数据中心里为保持一致精准的时间，有着不少的时间同步技术。

数据中心里的所有电子设备自己都会有时钟芯片，所以任何设备都有自己的运行时钟，通过配置可以让设备的时间与实际时间即世界标准时间同步开始走。由于不同设备的时钟芯片精度、运行稳定性不同，就算最开始所有的设备设置的时间都完全一致，走着走着时间就出现了差距，有些设备甚至由于出现故障会失去时间，这就让整个数据中心很难正常运行。有些软件系统对时间误差做了考虑，但基本也是毫秒级、几秒，如果时间相差的太大将使软件无法正常工作，尤其是分布式系统、基于虚拟化技术的系统。这种采用电子设备自身时钟芯片运行的时间，适用于中小型的数据中心，业务对时间不敏感的地方。数据中心设备采用的时钟芯片类型有很多。比如服务器，主要采用廉价的震荡电路或石英钟作为基础，每天的误差就可达到数秒，经过一段时间的累积就会出现较大的误差，网络设备主要的是采用晶振芯片，相对误差小些，但也不够准确。这些芯片实际上并不向外提供我们日常看到的年月日时分秒的时间，而是提供一个震动的频率，设备软件还需要根据这个震动频率来换算成时间，由于软件计算存在时间延迟，也使得这类时钟芯片提供的时间精度不高。

为了能够让数据中心里的所有设备在同一个时间工作，设备运行时间相对准确，不可能将所有的设备都安装带有高精度的时钟芯片，但我们可以在数据中心里找到一个运行时间最准的设备，然后由这个设备提供时间，其它设备采用这个设备的时间，这样数据中心的所有设备运行时间都会一致，要实现这样的功能，就需要NTP（Network Time Protocol）技术，这是一种专用于数据中心的授时技术，精度在50毫秒以下。除此之外，在各行各业也都有时间同步技术，比如GPS授时、SDH传输网授时、电话拨号授时、长短波授时等等，时间同步俨然已经成为了一个相对独立的技术门类。NTP来自于RFC 1350标准，还有Time协议、Daytime协议也是数据中心时间同步技术，但远没有NTP使用广泛。

NTP技术其实非常简答，首先要在数据中心内选定一台时间最为准确的设备，用这台设备做时钟源，其它所有的设备都采用这台设备运行的时间。时间按距离时钟源的等级传播。按照离时钟源的远近将所有设备纳入不同的Stratun（层）中。Stratum-1在顶层，直接连接时钟源，而Stratum-2则从Stratum-1获取时间，Stratum-3从Stratum-2获取时间，以此类推，但Stratum层的总数限制在15以内，层数越多的地方时间精度越低，所有设备在逻辑上形成阶梯式的架构相互连接。数据中心内除了时钟源设备，其它都是NTP客户端，其会向时钟源发出时间请求，与时钟源交换时间，这样客户端口就能计算出时间的延迟，它的弥补值，并调整与时钟源同步，最终达到整个数据中心设备时间同步。NTP这种时间同步技术完全依赖数据中心网络的稳定，如果网络不稳定，客户端经常与时钟源失去联系，就会导致时间不准。NTP同步对客户端和时钟源的时间误差也有一定要求，如果两者时间差过大，将无法进行同步。在具体实现上，NTP支持三种模式：对称模式、客户/服务器模式、广播模式。这三种模式分别适用于点到点、点到多点的模式，广播模式精度最低。

近些年由于数据中心的各项业务对时间的依赖越来越高，对精度的要求也越来越高。NTP协议所能提供的时间精度仅在10MS，这样的精度无法满足测量仪器和工业控制所需的准确度，从而IEEE1588V2标准诞生。IEEE1588协议的全称是“网络测量和控制系统的精密时钟同步协议标准”，是通用的提升网络系统定时同步能力的规范，使分布式通信网络能够具有严格的定时同步，时间精度可达0.1MS。相比NTP，时间精度提升了100倍，不过目前支持IEEE 1588V2的设备很少，部署成本也很高，所以未能普及应用。

前面提到，要实现全局时间同步，需要精确的时钟源。若没有条件，可以选择一台时间相对准确的设备作为时钟源，如果有条件，可以引进一台专门的授时设备。这个设备可以向外提供准确的时间，并可以通过NTP/IEEE1588V2协议向外界提供时间同步。当然这个授时设备本身的时间也是从外界获得，比如从GPS地球同步卫星、1PPS秒脉冲、B码等，这些地方的时间精度最高，通过授时设备转换，然后就可以向其它设备提供时间同步服务。由于实现难度不大，做授时设备的厂家多如牛毛，很多企业的产品也没有形成品牌。包括IBM、HP这些服务器厂商也出售一些授时设备，考量一台授时设备的好坏的标准，首先当然是时间也准确，另外就是运行要非常稳定，一旦授时设备故障，整个数据中心的设备时间都会出现错乱，因此运行稳定非常重要。

随着不断增加的云计算、大数据应用，各种电子邮件系统、文件系统、C/S应用等等，对时间的准确性依赖越来越高，很多文件、程序都会用时间戳来标识其唯一性，若时间不准确，那么程序可能就会出错，从而引起异常。所以，拥有准确的时间系统对于数据中心非常重要。