Linux 系统时间与硬件时钟131

在 Linux 操作系统中，系统时间和硬件时间是两个独立但相关的概念。系统时间是内核维护的当前时间，而硬件时间则是存储在计算机主板上的实时时钟（RTC）中的时间。

系统时间

Linux 内核使用名为 ktime 的数据结构来表示系统时间。它是一个 64 位整数，以皮秒为单位表示自 1970 年 1 月 1 日 00:00:00 UTC 以来经过的时间。该时间由 jiffies 计数器维护，该计数器以特定频率（通常为 100 Hz）递增。

用户可以通过 date 命令获取当前的系统时间，还可以使用 timedatectl 命令配置和查看时间设置。

硬件时钟

硬件时钟（RTC）是一个位于计算机主板上的独立组件，即使计算机断电也能保持时间。它通常使用纽扣电池供电，并使用二进制编码十进制（BCD）格式存储时间。

Linux 内核通过 rtc 设备驱动程序与 RTC 交互。该驱动程序负责将 RTC 时间与系统时间同步。默认情况下，在引导过程中，内核会从 RTC 读入时间并将其设置为系统时间。

时间同步

系统时间和硬件时钟通常设置为同步的，但是有几个因素可能会导致它们不同步，例如：

* 系统时间更改（例如，通过 date 命令）* RTC 电池失效* 内核错误* 硬件故障

为了确保时间同步，Linux 内核提供了以下机制：

* 时间守护进程 (timed)：这是一个后台进程，负责监视系统时间和硬件时钟，并在必要时进行同步。* 时间校准框架 (TCF)：这是一个内核子系统，允许用户空间应用程序与内核时间同步机制交互。

用户可以使用 hwclock 命令手动同步系统时间和硬件时钟。

NTP（网络时间协议）

NTP 是一种用于通过网络同步计算机时间的协议。它允许计算机从指定的 NTP 服务器获取准确的时间。Linux 发行版通常预先配置为使用 NTP 来同步系统时间。

NTP 使用分层结构来确保时间精度。主服务器（一级服务器）从原子钟获取时间，二级服务器从一级服务器获取时间，依此类推。客户端计算机从其配置的 NTP 服务器获取时间。

Linux 系统时间和硬件时钟是两个重要的概念，对于计算机操作至关重要。内核提供机制来确保时间同步并使用 NTP 从网络时间服务器获取准确时间。

2024-11-07

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