机房设备越来越多,时间跑偏的问题也跟着冒出来。新上架的几台服务器刚装好系统的时候时间都是对的,过了半年你再去看,快的快慢的慢,有的差两三秒,有的差十来秒。这不算设备故障,就是每台设备内部晶振的走时精度有细微差别,跑久了误差累积起来就拉开距离了。平时不影响业务运行,但哪天出故障需要查日志的时候,时间戳对不上就很耽误事。解决这个问题,最省事的办法是在机柜里放一台GPS时钟装置,让它给全机房设备提供统一的时间参考。
这类产品非民用,它不是家用电子钟或者电脑桌面小工具,而是安装在通信基站机房、电力变电站的二次设备间、高速公路通信系统机柜、银行数据中心的技术区、政府信息中心机房的专用设备。它的工作职责很单一——从GPS卫星获取标准时间,再转换成内网设备能认的NTP信号分发给所有终端。
GPS时钟装置的工作流程不复杂。天线装在机房外面能看到天空的位置,接收GPS卫星发下来的时间信号,通过馈线传到主机。主机里的接收模块把卫星信号解算成标准时间后,通过装置内置的NTP服务把时间打包成网络报文,经网口发送出去。内网里所有配置了该装置地址的设备——服务器、交换机、防火墙、存储设备——会定期向它发送校时请求,装置回复标准时间,设备收到后自行调整。整个过程不需要人为操作,装置自动接收卫星信号,设备自动发起校时请求,各干各的活。
有人可能会想,现在的服务器操作系统不都自带时间同步吗?确实自带,但它们需要一个目标地址。如果指向互联网的公共NTP服务器,需要外网通畅且服务器响应够快。实际机房环境里,很多内网和外网是隔开的,设备根本访问不了公共服务器;就算能通,公共服务器用户量大,响应延迟不稳定,对回来的时间误差可能到几百毫秒,对交易系统、数据库集群这类场景来说这个误差范围偏大。GPS时钟装置从卫星直接获取时间,不依赖外网通道,不经过互联网跳转,精度稳定得多。
从安装使用来看,GPS时钟装置并不复杂。标准机架式设备占1U空间,上柜接电源、网线、天线馈线就可以。天线安装需要注意的地方——尽量避开楼顶的空调外机、排气管、金属围栏这些遮挡物,天线头朝上固定。通电后设备自动搜索卫星信号,锁定后开始输出时间。管理人员通过Web界面可以查看当前锁定的卫星颗数、信号强度、同步精度等运行状态。日常维护基本只需要偶尔登录看一下状态页面,遇到设备指示灯异常再处理。内部有高稳晶振,卫星信号短暂丢失时晶振接管守时,等信号恢复后自动切回。
GPS时钟装置在不同行业里都是机房的基础配置之一。通信行业的基站和核心网设备时间同步,靠它来保证计费数据和网管日志的时间统一。电力行业的变电站自动化系统,保护装置、测控装置、故障录波器的时间一致是故障分析的前提。金融行业的交易系统,数据库和应用服务器的时间戳对不齐会影响交易流水追溯。政府部门的数据交换平台,各业务系统日志时间一致是数据可比对的基础。工业控制领域的上位机、PLC、数据采集终端时间统一,生产数据的时间标签才有意义。还有等保测评和合规审计,时间同步配置是检查项之一。
GPS时钟装置在机房里的存在感不强,它不发出声音,不闪烁指示灯,就在机柜里安静待着。但它每分每秒都在向网络里发送标准时间,设备们自己会按时来校准。一台装置管一整个机房,时间统一这件事就交给它了。
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