时钟边界守护进程

概述

clockbound 守护进程通过与 chronyd 和操作系统时钟接口，为客户端提供系统时钟误差的边界。该 clockbound 守护进程会定期更新共享内存段，该段存储计算任何时间点的时钟误差边界的参数。客户端通过 C 库（在 clock-bound-ffi/ 中）或 Rust 库（在 clock-bound-client/ 中）打开共享内存段并读取一个时间戳间隔，在这个间隔内存在真实时间。

先决条件

同步守护进程 - chronyd

clockbound 守护进程会持续与 chronyd 通信以组成时钟误差边界参数。必须运行 chronyd 守护进程以同步系统时钟并提供时钟校正参数。

Chrony 安装

• 如果在 Amazon Linux 2 上运行，chronyd 已经被设置为默认的 NTP 守护进程。
• 如果在 Amazon EC2 上运行，请参阅 EC2 用户指南 了解有关安装 chronyd 和同步到 Amazon 时间同步服务的更多信息。

Chrony 权限

chronyd 守护进程在初始化后具有降级权限的能力。本指南的其余部分假定 chronyd 在 chrony 系统用户下运行，这是大多数发行版的默认设置。

请注意，这会影响哪些进程可以与chronyd进行通信。clockbound守护进程通过chronyd Unix 数据报套接字（通常在/var/run/chrony/chronyd.sock）与chronyd通信。chronyd守护进程设置了权限，使得只有运行在root或chrony用户下的进程才能写入它。

Chrony配置

重要：配置maxclockerror指令

clockbound考虑了多个同步错误源，以确保真实时间在时钟误差界限区间内。其中之一捕获了构建系统时钟的本地振荡器的稳定性。默认情况下，chronyd使用一个非常乐观的1 PPM值，这对于时钟误差估计是合适的，但不是对于界限。要使用的确切值取决于您的硬件（您应该检查），否则，50 PPM的值对于大多数配置来说应该合适，以捕获时钟更新之间的最大漂移。

更新/etc/chrony.conf配置文件，并添加以下指令以配置50 PPM的最大漂移率

# Ensures chronyd grows local dispersion at a rate that is realistic and aligned with clockbound.
maxclockerror 50

安装

Cargo

可以使用Cargo安装ClockBound守护进程。有关如何安装Cargo的说明，请参阅doc.rust-lang.org。

如果您是首次在AL2 EC2实例上安装Cargo，您可能还需要安装gcc

sudo yum install gcc

使用发布标志运行cargo build

cargo build --release

Cargo安装将ClockBound守护进程的二进制文件放置在以下相对路径

target/release/clockbound

配置

Systemd配置

如果您使用Cargo从源代码构建，建议设置systemd来管理ClockBound守护进程。

在下面的systemd配置中，请注意

• clockbound守护进程以chrony用户身份运行，以便它可以访问位于/var/run/chrony/chronyd.sock的chronyd UDS套接字。
• 包含支持共享内存段的文件的RuntimeDirectory需要在clockbound重启事件中保留。这允许客户端代码在clockbound守护进程重启时无间断运行。
• 根据使用的systemd版本（>=235），可以将RuntimeDirectory与RuntimeDirectoryPreserve结合使用。

配置步骤

将二进制文件移动到您想要运行它的位置

sudo mv target/release/clockbound /usr/local/bin/clockbound
sudo chown chrony:chrony /usr/local/bin/clockbound

创建unit文件/usr/lib/systemd/system/clockbound.service。此文件的內容将根据您正在运行的systemd版本而异。

要确定您正在运行的systemd版本，请运行systemctl --version。

在下面的示例中，systemd版本是219。

$ systemctl --version
systemd 219
+PAM +AUDIT +SELINUX +IMA -APPARMOR +SMACK +SYSVINIT +UTMP +LIBCRYPTSETUP +GCRYPT +GNUTLS +ACL +XZ +LZ4 -SECCOMP +BLKID +ELFUTILS +KMOD +IDN

对于systemd版本>=235，创建文件/usr/lib/systemd/system/clockbound.service，内容如下

[Unit]
Description=ClockBound

[Service]
Type=simple
Restart=always
RestartSec=10
ExecStart=/usr/local/bin/clockbound --max-drift-rate 50
RuntimeDirectory=clockbound
RuntimeDirectoryPreserve=yes
WorkingDirectory=/run/clockbound
User=chrony
Group=chrony

[Install]
WantedBy=multi-user.target

对于systemd版本< 235，创建文件/usr/lib/systemd/system/clockbound.service，内容如下

[Unit]
Description=ClockBound

[Service]
Type=simple
Restart=always
RestartSec=10
PermissionsStartOnly=true
ExecStartPre=/bin/mkdir -p /run/clockbound
ExecStartPre=/bin/chmod 775 /run/clockbound
ExecStartPre=/bin/chown chrony:chrony /run/clockbound
ExecStartPre=/bin/cd /run/clockbound
ExecStart=/usr/local/bin/clockbound --max-drift-rate 50
User=chrony
Group=chrony

[Install]
WantedBy=multi-user.target

重新加载systemd

sudo systemctl daemon-reload

启用ClockBound守护进程在启动时启动

sudo systemctl enable clockbound

启动ClockBound守护进程

sudo systemctl start clockbound

然后您可以使用以下命令检查服务的状态

systemctl status clockbound

日志可在/var/log/daemon.log访问，或通过运行以下命令

sudo journalctl -u clockbound

一次性手动配置

以下步骤主要针对开发人员或测试目的。

ClockBound守护进程需要

• 将文件/var/run/clockbound/shm支持的共享内存段写入。
• 从 /var/run/chrony/chronyd.sock 读取和写入 chrony UDS 套接字。如果 clockbound 守护进程以用户 chrony 运行，则允许这样做。
• 具有与 chronyd 配置匹配的 --max-drift-rate 参数。

支持 ClockBound 守护进程设置的命令

sudo mkdir /var/run/clockbound
sudo chown root:chrony /var/run/clockbound
sudo chmod g+rwx /var/run/clockbound
sudo -u chrony /usr/local/bin/clockbound --max-drift-rate 50

用法

要与 ClockBound 守护进程通信，需要一个客户端。

• 有关应用程序可以使用以与 ClockBound 守护进程通信的 C 库，请参阅 clock-bound-ffi。
• 有关 Rust 客户端库，请参阅 clock-bound-client。

时钟状态

写入共享内存段中的时钟状态值由下文所述的有限状态机驱动。

有限状态机中的每个转换都是由从 chrony 获取的更新触发的，该更新包含时钟状态，可以是 Unknown、Synchronized 或 FreeRunning 之一。

EC2 上的 PTP 硬件时钟 (PHC) 支持

当 chronyd 正在与 PHC 同步时（因为 chronyd 假设 PHC 自身具有 0 错误边界，这并不一定正确），需要为 ClockBound 提供PHC 参考ID 和 PHC 网络接口（即 ENA 接口，如 eth0），以便读取 PHC 的时钟错误边界并将其添加到 chronyd 的时钟错误边界。这可以通过 CLI 参数 -r（参考ID）和 -（接口）来完成。参考ID可在 chronyc tracking 中看到，即

$ chronyc tracking
Reference ID    : 50484330 (PHC0) <-- This 4 character ASCII code
Stratum         : 1
Ref time (UTC)  : Wed Nov 15 18:24:30 2023
System time     : 0.000000014 seconds fast of NTP time
Last offset     : +0.000000000 seconds
RMS offset      : 0.000000060 seconds
Frequency       : 6.614 ppm fast
Residual freq   : +0.000 ppm
Skew            : 0.019 ppm
Root delay      : 0.000010000 seconds
Root dispersion : 0.000001311 seconds
Update interval : 1.0 seconds
Leap status     : Normal

/usr/local/bin/clockbound -r PHC0 -i eth0

[Unit]
Description=ClockBound

[Service]
Type=simple
Restart=always
RestartSec=10
ExecStart=/usr/local/bin/clockbound -r PHC0 -i eth0
RuntimeDirectory=clockbound
RuntimeDirectoryPreserve=yes
WorkingDirectory=/run/clockbound
User=chrony
Group=chrony

[Install]
WantedBy=multi-user.target