Linux操作系统时间与BIOS硬件时间

注：以Ubuntu为例说明

在Linux计算机上，有两个时间，一个是硬件时间（BIOS中记录的时间，称为hwclock），另一个是操作系统时间（osclock）。硬件时钟由BIOS电池供电，

当计算机关机后，会继续运行，BIOS电池一般可使用几年，如果没电了，那BIOS中的数据会恢复出厂设置。

1. 硬件时间

时间是有时区的，无论硬件时间还是操作系统时间。hwclock的时区在/etc/default/rcS文件中设置，里面有一个参数UTC，默认值为True，表示使用UTC时

区，如果设置为no，那表示使用osclock的时区。建议hwclock与osclock设置相同的时区。注：由于我的osclock也是UTC时间，所以这里UTC=yes还是

UTC=no都是一样的。

# assume that the BIOS clock is set to UTC time (recommended)
UTC=yes

查看硬件时间

njsqrt3@test:~$ sudo hwclock -r
Sun  Dec  :: AM UTC  -1.044336 seconds
njsqrt3@test:~$

将osclock写入hwclock

zhj@test:~$ sudo hwclock -w
zhj@test:~$

2.操作系统时间

osclock的时区配置文件为/etc/timezone，如果你想修改，那最好使用sudo dpkg-reconfigure tzdata来修改时区，不建议直接修改/etc/timezone文件，

如果你想修改为UTC时间，那执行sudo dpkg-reconfigure tzdata命令时，选择None of the above->UTC 即可

zhj@test:~$ cat /etc/timezone
Etc/UTC
zhj@test:~$

查看osclock

zhj@test:~$ date
Sun Dec  :: UTC
zhj@test:~$

修改osclock

#修改时/分/秒
sudo date -s hh:mm:ss

#修改年/月/日
sudo date -s MM/DD/YY

我们一般会使用ntp同步osclock，这一点是非常重要的，无论你是单台主机还是集群，你要保证你的时间必须与国际原子时同步，如果你不同步，那你主机的时

间与国际原子时相差几秒甚至几分钟都是有可能的，想象一下，如果新浪微博的服务器没有同步时间，假设当前国际原子时间为2014-12-28T14:20:00Z，而新

浪微博服务器的时间为1989-06-04T10:00:00Z，那我发的微博就穿越了到了1989年6月4日，那天在天安门发生了大动乱，如果新浪微博的应用服务器集群之间

也没有时间同步，假定server1为2014-12-28T09:00:00Z，server2为2014-12-27T09:00:00Z，两者相差一天。我发微博时用的是server1，我的一个朋

友评论了我的微博，评论使用的是server2，这他妈奇迹就出现了，他的评论时间比我发微博的时间还早。

如果是单台主机，那我们的主机当ntp客户端就行了，找一个ntp服务器（如0.ubuntu.pool.ntp.org）直接使用ntpdate命令就可以同步，一般我们将它做成

cron定时任务，该任务将osclock与国际原子时同步后，还要将osclock写入hwclock（后面会讲为何将osclock刷入hwclock）。那如果是集群呢？我们一般是将其

中一台主机做成ntp服务器，安装ntpd软件（该软件就叫ntp，为了与ntp协议区分，这里用它的守护进程名ntpd代替），通过sudoapt-get install ntp安装，这

个软件既可以做服务端也可以做客户端。做为客户端，它从上层的ntp server那里获取到国际原子时；做为服务端，它为集群内中的客户机提供国际原子时

间。这样做可以节约外网网络带宽。

注：ntpd软件与ntpdate软件不能同时运行。对于集群中的ntp server服务器，要安装ntpd，配置好ntpd后，它会自动定时同步上层ntp server的时间到

osclock，不过它没有写入hwclock的配置项，所以我们还要手动在cron添加定时任务，将osclock写入hwclock。对于集群中的客户机，编写cron任务，用

ntpdate命令（一般的，在安装好Ubuntu后，就有该命令了）从集群ntp server的那里获取标准时间，更新osclock，同时更新后，也要将osclock写入hwclock。

3.硬件时间与操作系统时间的交互

下面说一下硬件时间与操作系统时间的交互流程

1、开机时，操作系统从BIOS中读取硬件时间+时区，然后根据osclock的时区，转换为对应的时间。然后操作系统时间与硬件时间就独立运行，相互不影响，我们

通过应用程序获取的时间用的都是操作系统时间。这一步是开机时os自动完成的。

2、主机运行过程中，通过ntp保证osclock与国际原子时同步，再将osclock同步到hwclock。这一步需要自己配置实现

3、关机时，osclock写入hwclock。这一步是关机时os自动完成的。不过我们要考虑异常关机的情况，当异常关机时，osclock可能没有写入hwclock，这就是为什

么在第2步中将osclock定时刷入hwclock的原因。如果不定时刷入，那osclock与hwclock差距比较大时，若异常关机，osclock就丢掉了，再开机时，osclock就是

错误的，在第一个ntp同步到来时，osclock就一直是错误的。而且如果使用的是ntpd，ntpd是渐进调整，要经过多个ntp同步周期后才会将osclock调整为国际原子

时，另外，如果osclock与ntp server的时间差超过1000秒，那ntp server就不会更新osclock了。（别，如果你安装了Ubuntu GUI，并设置了

System Settings->Time&Date->Automatically from the Internet，那它会自动同步时间）

4、ntpd与ntpdate

参见https://help.ubuntu.com/10.04/serverguide/NTP.html

ntpd当发现ntp client与ntp server时间不相同时，使用渐进同步，如果ntp server与client之间的差距超过1000秒，那就直接不同步了；ntpdate是跃迁式

同步，一步到位。ntpd与ntpdate是不能同时运行的，如下，在ntpd运行的情况下，执行ntpdate时会出错。ntpd和ntpdate使用的都是123号端口，然后我们把

ntpd停掉，再执行ntpdate，就可以了。

zhj@test:~$ sudo ntpdate .ubuntu.pool.ntp.org
 Dec :: ntpdate[]: the NTP socket is in use, exiting
zhj@test:~$

zhj@test:~$ sudo service ntp stop
 * Stopping NTP server ntpd                                                                                    [ OK ]
zhj@test:~$ date
Sun Dec  :: UTC
zhj@test:~$ sudo ntpdate .ubuntu.pool.ntp.org
 Dec :: ntpdate[]: adjust time server 202.112.31.197 offset 0.018119 sec
zhj@test:~$

一般的，在集群的ntp server主机上，考虑到该主机时间与国际原子时可能超过1000秒，一般先停止ntpd，然后用ntpdate同步一下时间，然后再开启ntpd

服务，自动定时同步。而集群中的ntp客户机，就在cron定时执行ntpdate和hwclock -w任务就行了。当然，如果你不嫌麻烦，也可以在客户机上安装ntpd服务，

前面我们提到ntpd既可以做服务端，又可以做客户端，这个在ntpd的配置文件/etc/ntp.conf中配置一下就行，restrict项只保留默认的下面四项即可，其它

restrict项注释掉，另外，你还是要在cron中设置定时任务hwclock -w

# By default, exchange time with everybody, but don't allow configuration.
restrict - default kod notrap nomodify nopeer noquery
restrict - default kod notrap nomodify nopeer noquery

# Local users may interrogate the ntp server more closely.
restrict 127.0.0.1
restrict ::

参考：

linux系统时间和硬件时钟问题(date和hwclock)

鸟哥的 Linux 私房菜 -- 服务器架设篇目录    NTP 时间服务器