详细解读Linux系统中ntpq命令的使用

命令 "ntpq -q" 输出下面这样的一个表：

更多细节
表头

•     remote – 用于同步的远程节点或服务器。“LOCAL”表示本机 （当没有远程服务器可用时会出现）
      refid – 远程的服务器进行同步的更高一级服务器
      st – 远程节点或服务器的 Stratum（级别，NTP 时间同步是分层的）
      t – 类型 (u: unicast（单播） 或 manycast（选播） 客户端, b: broadcast（广播） 或 multicast（多播） 客户端, l: 本地时钟, s: 对称节点（用于备份）, A: 选播服务器, B: 广播服务器, M: 多播服务器, 参见“Automatic Server Discovery“)
      when – 最后一次同步到现在的时间 (默认单位为秒, “h”表示小时，“d”表示天)
      poll – 同步的频率：rfc5905建议在 NTPv4 中这个值的范围在 4 (16秒) 至 17 (36小时) 之间（即2的指数次秒），然而观察发现这个值的实际大小在一个小的多的范围内 ：64 (26 )秒 至 1024 (210 )秒
      reach – 一个8位的左移移位寄存器值，用来测试能否和服务器连接，每成功连接一次它的值就会增加，以 8 进制显示
      delay – 从本地到远程节点或服务器通信的往返时间（毫秒）
      offset – 主机与远程节点或服务器时间源的时间偏移量，offset 越接近于0，主机和 NTP 服务器的时间越接近(以方均根表示，单位为毫秒)
      jitter – 与远程节点同步的时间源的平均偏差（多个时间样本中的 offset 的偏差，单位是毫秒），这个数值的绝对值越小，主机的时间就越精确

字段的统计代码

表中第一个字符（统计代码）是状态标识（参见 Peer Status Word），包含 " "，"x"，"-"，"#"，"+"，"*"，"o"：

•     " " – 无状态，表示:
          没有远程通信的主机
          "LOCAL" 即本机
          （未被使用的）高层级服务器
          远程主机使用的这台机器作为同步服务器
      “x” – 已不再使用
      “-” – 已不再使用
      “#” – 良好的远程节点或服务器但是未被使用 （不在按同步距离排序的前六个节点中，作为备用节点使用）
      “+” – 良好的且优先使用的远程节点或服务器（包含在组合算法中）
      “*” – 当前作为优先主同步对象的远程节点或服务器
      “o” – PPS 节点 (当优先节点是有效时)。实际的系统同步是源于秒脉冲信号（pulse-per-second，PPS），可能通过PPS 时钟驱动或者通过内核接口。

参考 Clock Select Algorithm.
refid

refid 有下面这些状态值

•     一个IP地址 – 远程节点或服务器的 IP 地址
      .LOCL. – 本机 (当没有远程节点或服务器可用时）
      .PPS. – 时间标准中的“Pulse Per Second”（秒脉冲）
      .IRIG. – Inter-Range Instrumentation Group 时间码
      .ACTS. – 美国 NIST 标准时间 电话调制器
      .NIST. –美国 NIST 标准时间电话调制器
      .PTB. – 德国 PTB 时间标准电话调制器
      .USNO. – 美国 USNO 标准时间 电话调制器
      .CHU. – CHU (HF, Ottawa, ON, Canada) 标准时间无线电接收器
      .DCFa. – DCF77 (LF, Mainflingen, Germany) 标准时间无线电接收器
      .HBG. – HBG (LF Prangins, Switzerland) 标准时间无线电接收器
      .JJY. – JJY (LF Fukushima, Japan) 标准时间无线电接收器
      .LORC. – LORAN-C station (MF) 标准时间无线电接收器，注： 不再可用 (被 eLORAN 废弃)
      .MSF. – MSF (LF, Anthorn, Great Britain) 标准时间无线电接收器
      .TDF. – TDF (MF, Allouis, France)标准时间无线电接收器
      .WWV. – WWV (HF, Ft. Collins, CO, America) 标准时间无线电接收器
      .WWVB. – WWVB (LF, Ft. Collins, CO, America) 标准时间无线电接收器
      .WWVH. – WWVH (HF, Kauai, HI, America) 标准时间无线电接收器
      .GOES. – 美国静止环境观测卫星;
      .GPS. – 美国 GPS;
      .GAL. – 伽利略定位系统欧洲 GNSS;
      .ACST. – 选播服务器
      .AUTH. – 认证错误
      .AUTO. – Autokey （NTP 的一种认证机制）顺序错误
      .BCST. – 广播服务器
      .CRYPT. – Autokey 协议错误
      .DENY. – 服务器拒绝访问;
      .INIT. – 关联初始化
      .MCST. – 多播服务器
      .RATE. – (轮询) 速率超出限定
      .TIME. – 关联超时
      .STEP. – 间隔时长改变，偏移量比危险阈值小(1000ms) 比间隔时间 (125ms)大

操作要点

一个时间服务器只会报告时间信息而不会从客户端更新时间（单向更新），而一个节点可以更新其他同级节点的时间，结合出一个彼此同意的时间（双向更新）。

初次启动时：

    除非使用 iburst 选项，客户端通常需要花几分钟来和服务器同步。如果客户端在启动时时间与 NTP 服务器的时间差大于 1000 秒，守护进程会退出并在系统日志中记录，让操作者手动设置时间差小于 1000 秒后再重新启动。如果时间差小于 1000 秒，但是大于 128 秒，会自动矫正间隔，并自动重启守护进程。

    当第一次启动时，时间频率文件（通常是 ntp.drift 文件，记录时间偏移）不存在，守护进程进入一个特殊模式来矫正频率。当时钟不符合规范时这会需要 900 秒。当校正完成后，守护进程创建时间频率文件进入普通模式，并分步校正剩余的偏差。

NTP 0 层（Stratum 0 ）的设备如原子钟（铯，铷），GPS 时钟或者其他标准时间的无线电时钟为 1 层（Stratum 1）的时间服务器提供时间信号。NTP 只报告UTC 时间（统一协调时，Coordinated Universal Time）。客户端程序使用时区从 UTC 导出本地时间。

NTP 协议是高精度的，使用的精度小于纳秒（2的 -32 次方）。主机的时间精度和其他参数（受硬件和操作系统限制）使用命令 “ntpq -c rl” 查看（参见 rfc1305 通用变量和 rfc5905）。
“ntpq -c rl”输出参数

•     precision 为四舍五入值，且为 2 的幂数。因此精度为 2precision （秒）
      rootdelay – 与同步网络中主同步服务器的总往返延时。注意这个值可以是正数或者负数，取决于时钟的精度。
      rootdisp – 相对于同步网络中主同步服务器的偏差(秒)
      tc – NTP 算法 PLL （phase locked loop，锁相环路） 或 FLL (frequency locked loop，锁频回路) 时间常量
      mintc – NTP 算法 PLL/FLL 最小时间常亮或“最快响应
      offset – 由结合算法得出的系统时钟偏移量（毫秒）
      frequency – 系统时钟频率
      sys_jitter – 由结合算法得出的系统时钟平均偏差（毫秒）
      clk_jitter – 硬件时钟平均偏差（毫秒）
      clk_wander – 硬件时钟偏移(PPM – 百分之一)

Jitter (也叫 timing jitter) 表示短期变化大于10HZ 的频率， wander 表示长期变化大于10HZ 的频率 （Stability 表示系统的频率随时间的变化，和 aging, drift, trends 等是同义词）
操作要点（续）

NTP 软件维护一系列连续更新的频率变化的校正值。对于设置正确的稳定系统，在非拥塞的网络中，现代硬件的 NTP 时钟同步通常与 UTC 标准时间相差在毫秒内。（在千兆 LAN 网络中可以达到何种精度？）

对于 UTC 时间，闰秒 leap second 可以每两年插入一次用于同步地球自传的变化。注意本地时间为夏令时时时间会有一小时的变化。在重同步之前客户端设备会使用独立的 UTC 时间，除非客户端使用了偏移校准。
闰秒发生时会怎样

    闰秒发生时，会对当天时间增加或减少一秒。闰秒的调整在 UTC 时间当天的最后一秒。如果增加一秒，UTC 时间会出现 23:59:60。即 23:59:59 到 0:00:00 之间实际上需要 2 秒钟。如果减少一秒，时间会从 23:59:58 跳至 0:00:00 。另见 The Kernel Discipline.