NTP PROTOKOL VZPOSTAVITEV NTP STREŽNIKA

1. NTP PROTOKOLVZPOSTAVITEV NTP STREŽNIKA

2. Agenda • Uvod • Splošni pregled NTP protokola ter njegov zgodovinski razvoj • Zahteve po natančnem času • Različice ter opis NTP programskega paketa ter podprti operacijski sistemi • Delovanje NTP protokola • DEMO • Izmenjava paketov • Vzpostavitev NTP strežnika • Strojna oprema • Programska oprema • Zunanji vir točnega časa • Konfiguracija NTP strežnika • Osnovne predispozicije • Priprava serijskih vrat • Konfiguracijska datoteka ntp.conf • Omrežne nastavitve • Objava strežnika v svetovni grozd NTP • Statistika • Izpis tcpdump • Statistika napake • Statistika zahtevkov

3. Uvod • Protokol razvit v začetku osemdesetih let prejšnjega stoletja • David L. Mills – oče NTP protokola • V zadnjem času se pojavlja vedno večja potreba po časovni vsklajenosti sistemov • Banke • Borze • IDS • ...

4. Splošni pregled NTP protokola ter njegov zgodovinski razvoj • NTP se razvija že dobrih 25 let • Uvrščamo ga med starejše internetne protokole s tem, da za razliko od ostalih pridobiva na popularnosti in uporabnosti • Trenutno smo na prelomnici med uporabo NTPv3 oziroma najnovejšega NTPv4 protokola • NTP v omogoča sinhronizacijo urgostiteljev ter usmerjevalnikov v internetu • V WAN omrežjih govorimo o natančnosti nekaj sto milisekund v LAN oziroma omrežjih hitrejših od 10Mb/s pa le nekaj milisekund. • NTP protokol je bil v zadnjem času preveden in pripravljen za delovanje na praktično vseh platformah

5. Zahteve po natančnem času • Uporaba NTP protokola • razpršene podatkovne baze – beleženje transakcij (transaction logs) • borzne prodaje in nakupi • varno podpisovanje oziroma elektronsko žigosanje • kontrola zračnega prometa ter lokacijska poročila • natančno izvajanje radijskih in televizijskih programov • sinhronizacija multimedijskih naprav pri videokonferencah • Interaktivne simulacije • nadzor omrežij – Intrusion detection sistemi • zgodnji detekciji okvar na mrežni infrastrukturi

6. Različice, opis NTP programskega paketa ter podprti opercijski sistemi • Danes v osnovi uporabljamo dve med seboj združljivi različici in sicer NTPv3 ter NTPv4 • Prednosti NTPv4 • cross/platform podpora za delovanje na različnih operacijskih sistemih • implementirani varnostni sistemi • Poleg klasičnega NTP sistema poznamo še S(imple)NTP, ki pa zaradi preprostejšega algoritma ponuja omejeno natančnost • Podprti operacijski sistemi • NTPjev “matični” operacijski sistem je UNIX • Danes se NTP pojavlja na vseh platformah tako UNIX (Linux, FreeBSD, OpenBSD, Solaris ...) kot tudi na Microsoftovih odjemalcih in strežnikih • Večji “odjemalci točnega časa” (banke, borze ...) pa se poslužujejo integriranih rešitev, ki združujejo NTP strežnik ter referenčno uro.

7. Delovanje NTP protokola • Hierarhija NTP strežnikov • Strežniki se po natančnosti razvrščajo v hierarhijo • Stratum-0 – referenčne ure (atomske ure, GPS sateliti z atomskimi urami ...) • Stratum-1 – najnatančnejši zemeljski NTP strežnik (sinhronizira se z referenčnimi urami) – navadno se nanje ne priključujejo končni uporabniki temveč ponudniki internetnih storitev, ki nato čas posredujejo dalje • Stratum-2 – NTP strežnik (navadno takšne strežnike posedujejo ponudniki internetnih storitev), ki kot referenco uporablja več Stratum-1 NTP strežnikov. • Stratum-3 – NTP strežnik nižje natančnosti ali končni odjemalec

8. Hierarhija NTP strežnikov

9. Delovanje NTP protokola • Integrirana redundanca • NTP odjemalec ali nižji strežnik lahko kot vir točnega časa uporablja več referenčnih NTP strežnikov • V osnovi teži k sinhronizaciji s tistim, ki ima najnižji stratum nivo ter najmanjšo zakasnitev • V primeru odpovedi NTP odjemalec izbere naslednji strežnik, ki ustreza kriterijem

10. Delovanje NTP protokola • Izračunavanje natančnosti

11. DEMO Izmenjava paketov NTP

12. Vzpostavitev NTP strežnika • Strojna oprema • V osnovi se potrebuje x86 (64 bitna tehnologija še ni dokončno podprta na področju NTP) kompaktibilen strežnik • V primeru ntp.mostovna.com se uporablja Compaq Deskpro Celeron 400Mhz s 128 MB spomina • Nekateri strokovnjaki celo svetujejo starejše računalnike zaradi natančnejše notranje “lokalne” ure • Programska oprema • NTP strežnik lahko teče na poljubnem linux operacijskem sistemu (MS Windows platformo se za Stratum-1 strežnike odsvetuje zaradi zakasnitev pri procesiranju). • V primeru ntp.mostovna.com smo izbrali Debian Linux operacijski sistem ter NTPv4 programski paket • Zunanji vir točnega časa • Tukaj imamo nekaj izbire na (tujem) tržišču • V primeru ntp.mostovna.com smo se odločili za preverjeno rešitev (uporabljajo jo na IJS) in sicer paket Accutime 2000 Synchronization kit ameriškega podjetja Trimble • Paket je sestavljen iz modula za pretvorbo oziroma komunikacijo med anteno ter računalnikom (serijski prenos ter paralelni prenos) • Multicord kabla za povezavo med anteno in modulom • Antenske kupole

13. Vzpostavitev NTP strežnika

14. Vzpostavitev NTP strežnika

15. Konfiguracija NTP strežnika • Osnovne predispozicije • Antena mora imeti čim večji “vidni” kot • Sprejemnik ntp.mostovna.com sočasno vidi med 8-10 satelitov preko katerih dobiva točen čas • Nastavitev serijskih vrat • Kreirati moramo virtualno povezavo na naša serijska vrata za gonilnik Palisade (najpogosteje uporabljen) uporabimo sledečo sintakso: • ln –s /dev/ttyS0 /dev/palisade0 • Za hitro preverjanje ali z zunanjega referenčnega sprejemnika sprejemamo uporabimo ukaz: • hexdump -C /dev/palisade0

16. Konfiguracija NTP strežnika • Nastavitev konfiguracijske datoteke ntp.conf • Z urejevalnikom besedila npr. joe ali nano popravljamo nastavitve zapisane v datoteki ntp.conf – datoteka se nahaja v imeniku /etc • joe /etc/ntp.conf • Omrežne nastavitve • Če želimo objaviti NTP strežnik skozi požarni zid moramo odpreti TCP in UDP vrata 123, ki so rezervirana za NTP protokol

17. Konfiguracija NTP strežnika • Svetovni grozd NTP strežnikov ali pool.ntp.org v osnovi združuje vse javno dostopne NTP strežnike • Za zelo enostaven in učinkovit load balancing pa se uporablja preprost DNS trik in sicer round-robin • si.pool.ntp.org združuje vse slovenske javne NTP strežnike • da odjemalci nebi vedno obremenjevali samo enega strežnika se poslužujemo DNS round-robin funkcije ki definira, da se za A DNS zapisom si.pool.ntp.org skriva več IP naslovov javnodostopnih NTP strežnikov tako, vsak odjemalec čisto naključno izbere enega od strežnikov

18. DEMO Konfiguracijska datoteka ntp.conf Kako deluje pool.ntp.org?

19. Statistika • Izpis tcpdump – ododje za “omrežno prisluškovanje” 16:14:42.511465 IP 194.251.60.131.ntp > 10.0.1.3.ntp: NTPv3 sym_act, strat 0, poll 4, prec -6 16:14:42.511555 IP 10.0.1.3.ntp > 194.251.60.131.ntp: NTPv3 sym_pas, strat 1, poll 4, prec -19 16:14:42.525907 IP ip5993425f.bp-1031.rubicom.hu.36799 > 10.0.1.3.ntp: NTPv4 client, strat 0, poll 0, prec 0 16:14:42.526040 IP 10.0.1.3.ntp > ip5993425f.bp-1031.rubicom.hu.36799: NTPv4 server, strat 1, poll 0, prec -19 16:14:42.536274 IP 177.235.176.60.broad.hz.zj.dynamic.cndata.com.4223 > 10.0.1.3.ntp: NTPv3 client, strat 0, poll 8 16:14:42.536367 IP 10.0.1.3.ntp > 177.235.176.60.broad.hz.zj.dynamic.cndata.com.4223: NTPv3 server, strat 1, poll 8 16:14:42.543912 IP d219109.upc-d.chello.nl.3801 > 10.0.1.3.ntp: NTPv3 client, strat 0, poll 8, prec 0 16:14:42.543998 IP 10.0.1.3.ntp > d219109.upc-d.chello.nl.3801: NTPv3 server, strat 1, poll 8, prec -19 16:14:42.792129 IP cpe-24-58-150-16.twcny.res.rr.com.ntp > 10.0.1.3.ntp: NTPv4 client, strat 2, poll 10, prec -19 16:14:42.792383 IP 10.0.1.3.ntp > cpe-24-58-150-16.twcny.res.rr.com.ntp: NTPv4 server, strat 1, poll 10, prec -19 16:14:42.792485 IP p508A6A3E.dip.t-dialin.net.4229 > 10.0.1.3.ntp: NTPv3 client, strat 0, poll 8, prec 0 16:14:42.792578 IP 10.0.1.3.ntp > p508A6A3E.dip.t-dialin.net.4229: NTPv3 server, strat 1, poll 8, prec -19 16:14:42.820248 IP host81-138-0-88.in-addr.btopenworld.com.4195 > 10.0.1.3.ntp: NTPv3 client, strat 0, poll 8, prec 0

20. Statistika Slika 4: Grafični prikaz napake skozi čas Slika 5: Dnevni graf – kaže aktivnost zadnjih 24 ur

21. Statistika Slika 7: Mesečni graf – kaže aktivnost v zadnjem mesecu Slika 8: Letni graf – kaže aktivnost v zadnjem letu

22. DEMO tcpdump