Linux系统时间偏差的纠正

实际上，linux系统有两个时钟：一个是由主板电池驱动的“Real Time Clock”也叫做RTC或者叫CMOS时钟，硬件时钟。当操作系统关机的时候，用这个来记录时间，但是对于运行的系统是不用这个时间的。另一个时间是 “System clock”也叫内核时钟或者软件时钟，是由软件根据时间中断来进行计数的，内核时钟在系统关机的情况下是不存在的，所以，当操作系统启动的时候，内核时钟是要读取RTC时间来进行时间同步（有些情况下，内核时钟也可以通过ntp服务器来读取时间）
这两个时钟通常会有一些误差，所以长时间可以导致这两个时钟偏离的比较多，最简单的保持两个时间同步的方法是用软件测出他们之间的误差率，然后用软件进行修正。在每次重新启动系统的时候，系统都会用hwclock命令对时间进行同步。如果内核时钟在每一个时间中断都快或者慢的话，可以用adjtimex命令进行调整，使得RTC和内核时间走的快慢一致。
linux的内核时间实际上是记录从1970年1月1日距离现在的秒数，并且以GMT（格林尼治时间)（或者叫UTC- Coordinated Universal Time）为标准,UTC是不随着DST（夏令时）变换，需要有变化的是由应用程序自身来完成时间的转换。
通常，本地时间=UTC时间+时区
在安装linux系统的时候，可能正确设置了时区，但由于某些原因需要调整的时候，请参考以下方法
利用tzselect命令可以修改系统的当前时区，配置文件储存在/etc/sysconfig/clock文件中（Redhat As3）

linux发行版本中会带有clock（老版本）和hwclock命令，有些还可能安装adjtimex程序，系统在启动的时候会有脚本自动调用 hwclock命令，hwclock命令在设置RTC的时候，可以自动进行时钟偏移校正。注意：如果同时运行其他设置RTC的程序有可能会干扰 hwclock命令的校正功能，因此，运行这些命令的时候请只选择其中一个来运行。
adjtimex 允许用户来调整内核的时间参数，因此可以改变内核时间的速度，可以用hwclock命令来比较出内核时间和RTC时间的偏移率，然后利用adjtimex 命令根据偏移率来对内核时间进行校正，使得内核时间走的快些或者慢些，当经过调整的内核时间跟RTC时间走的同样快的时候，可以把这个命令行写到启动脚本里面，让每次机器启动的时候都可以把内核的时间参数调整正确。

 

因此应该已经清楚，计算机是有两个时钟的，RTC(Real Time Clock)和系统时钟，RTC由电池驱动，始终工作，系统时钟只存在于系统启动后，系统时钟通常比较精确，可以精确到微妙(usec)，而RTC时间是始终存在的，可以长期稳定的运行。

通常调整linux系统时间和RTC时间走的一致有很多方法，在存在时间服务器的网络内，可以利用linux系统带的NTP服务来定时同步系统时间，这是个很简便的方法,但当不具备这些条件的时候，利用系统内部提供的时间修正工具同样可以完成这项工作

Redhat linux 系统下有一个工具adjtimex便可以完成此工作

adjtimex是用来显示或者修改linux内核的时间变量的工具，他提供了对与内核时间变量的直接访问功能，可以实现对于系统时间的漂移进行修正。
任何用户都可以用adjtimex命令察看时间变量，但只有root用户才可以更改这些参数


在对系统时间进行调整之前，首先应该知道系统时间和RTC时间到底差了多少，也就是决定系统时间的漂移率，可以通过简单命令来实现

#adjtimex --compare

--- current --- -- suggested --
cmos time system-cmos 2nd diff tick freq tick freq
1124251642 -0.658092 -0.658092 10000 0
1124251652 -0.659612 -0.001520 10000 0
1124251662 -0.661111 -0.001499 10000 0 10001 3271400
1124251672 -0.662609 -0.001498 10000 0 10001 3263588
1124251682 -0.664108 -0.001499 10000 0 10001 3269838
1124251692 -0.665607 -0.001499 10000 0 10001 3269838
1124251702 -0.667104 -0.001497 10000 0 10001 3257338
1124251712 -0.668605 -0.001501 10000 0 10002 -3269700

结果显示出两个时钟的差别，第一可以看出2nd diff表示系统时间在10秒周期内快了还是慢了几秒种
这里可以看出系统时间在10秒钟内慢了0.001498秒（注意，这里系统会连续测试出好几个连续的差别，一般可以参考平均值）
第二可以看到两个内核参数 tick 和freq 另外，系统也有一个对tick和freq的推荐值，用这个值可以对系统时间进行校正

从上面结果看系统时钟每10秒慢了-0.001xxx秒（相对于RTC时间），利用-t参数可以重新定义系统时间10秒的长度，由于比实际时间（RTC）慢了1微秒多，因此可以
把系统10秒（10000微秒）的长度定义成实际时间的10001微秒，也就是说让系统时间走的快点，也可以说每系统时间走10秒（10000微秒）就快1微秒，从而系统时间跟上
了RTC时间，达到了时间校正的目的

#adjtimex --tick 10001

#adjtimex -c

--- current --- -- suggested --
cmos time system-cmos 2nd diff tick freq tick freq
1124251994 -0.710396 -0.710396 10001 0
1124252004 -0.710913 -0.000517 10001 0
1124252014 -0.711411 -0.000498 10001 0 10001 3264062
1124252024 -0.711910 -0.000499 10001 0 10001 3270312
1124252034 -0.712413 -0.000503 10001 0 10001 3296875
1124252044 -0.712911 -0.000498 10001 0 10001 3262500
1124252054 -0.713409 -0.000498 10001 0 10001 3264062
1124252064 -0.713908 -0.000499 10001 0 10001 3270312

请注意，时钟的差别已经不到1微秒了，但是还存在大约0.4--0.5微秒的差别，要修正更高单位的差别，-t参数就无能为力了,需要用到偏移量参数-f

请用如下公式决定-f的修正值

f=差值*100000*65536
这里 f=0.000499*100000*65536=3270246.4

#adjtimex -f 3270246

#adjtimex -c

--- current --- -- suggested --
cmos time system-cmos 2nd diff tick freq tick freq
1124252365 -0.728704 -0.728704 10001 3270246
1124252375 -0.728723 -0.000019 10001 3270246
1124252385 -0.728721 0.000002 10001 3270246 10001 3256184
1124252395 -0.728722 -0.000001 10001 3270246 10001 3278058
1124252405 -0.728721 0.000001 10001 3270246 10001 3262434
1124252415 -0.728723 -0.000002 10001 3270246 10001 3284308
1124252425 -0.728719 0.000004 10001 3270246 10001 3243684
1124252435 -0.728721 -0.000002 10001 3270246 10001 3282746

可以看到两个时间已经非常接近了大约10秒种，会相差大约1-3豪秒(usec)

有关tick 和freq的数值，在suggested列里面已经由程序算出推荐值了，也可以参考推荐值

reference：http://blog.mcuol.com/User/arborchina/Article/2751_1.htm