Sincronizar la hora en las máquinas virtuales de Linux en Azure

Precaución

En este artículo, se hace referencia a CentOS, una distribución de Linux que está cerca del estado Fin de vida (EOL). Tenga en cuenta su uso y planeación en consecuencia.

Se aplica a: ✔️ Máquinas virtuales Linux ✔️ Conjuntos de escalado flexibles ✔️ Conjuntos de escalado uniformes

La sincronización de la hora es importante para la seguridad y la correlación de eventos. A veces se usa en la implementación de transacciones distribuidas. La precisión de hora entre varios sistemas de equipos se logra mediante la sincronización. Además, la sincronización puede verse afectada por varias cosas, incluyendo las operaciones de reinicio y el tráfico de red entre el origen de la hora y el equipo encargado de capturar la hora.

Por ello, Azure cuenta con la infraestructura que ejecuta Windows Server 2016. Windows Server 2016 ha mejorado los algoritmos que se usan para corregir la hora y la condición del reloj local, y así poder sincronizarse con la hora UTC. La característica de hora precisa de Windows Server 2016 ha mejorado en gran medida la manera en que el servicio VMICTimeSync rige las máquinas virtuales con el host para obtener la hora exacta. Las mejoras incluyen una hora inicial más precisa en el inicio o la restauración de la máquina virtual, así como la interrupción de la corrección de la latencia.

Nota

Para obtener información general rápida del servicio Horario de Windows, eche un vistazo a este vídeo de información general de alto nivel.

Para obtener más información, consulte el artículo Hora de Windows Server 2016 precisa.

Información general

La precisión del reloj de un equipo se mide en función de lo cerca que esté ese reloj de la hora universal coordinada (UTC) estándar. La UTC se define mediante una muestra internacional de relojes atómicos precisos que solo se retrasan un segundo en 300 años. Aún así, es necesario tener hardware especializado para leer la UTC directamente. En cambio, los servidores horarios se sincronizan con la UTC y se accede a ellos desde otros equipos para proporcionar escalabilidad y robustez. Cada equipo tiene un servicio de sincronización de hora en ejecución que sabe qué servidores horarios debe usar y que comprueba periódicamente si el reloj del equipo necesita ser corregido ajustándolo si fuera necesario.

Los hosts de Azure se sincronizan con los servidores horarios internos de Microsoft que ajustan su hora a partir de los dispositivos Stratum 1 que pertenecen a Microsoft, y que cuentan con antenas GPS. Las máquinas virtuales en Azure pueden depender de su host para proporcionar la hora exacta (hora del host) a la máquina virtual, o la máquina virtual puede obtener directamente la hora de un servidor horario, o de una combinación de ambas opciones.

En el hardware independiente, el sistema operativo Linux solo lee el reloj del hardware del host en el arranque. Después de eso, el reloj se mantiene gracias al temporizador de interrupción en el kernel de Linux. En esta configuración, el reloj dejará de ser preciso con el tiempo. En las nuevas distribuciones de Linux en Azure, las máquinas virtuales pueden usar el proveedor VMICTimeSync que está incluido en los servicios de integración de Linux (LIS), para consultar con más frecuencia actualizaciones del reloj desde el host.

Las interacciones de la máquina virtual con el host también pueden afectar al reloj. Durante el mantenimiento de conservación de la memoria las máquinas virtuales se detienen hasta 30 segundos. Por ejemplo, antes de que comience el proceso de mantenimiento que dura 28 segundos, el reloj de la máquina virtual muestra las 10:00:00 A.M. Cuando se reanuda la máquina virtual, el reloj de la misma todavía muestra las 10:00:00 A.M., por lo que tendría 28 segundos de retraso. Para corregir este problema, el servicio VMICTimeSync supervisa lo que sucede en el host y actualiza el reloj de hora del día en las máquinas virtuales de Linux para compensar este retraso.

Por supuesto, si la sincronización de la hora no funciona, el reloj de la máquina virtual solo acumularía errores. Cuando solo hay una máquina virtual, este efecto puede no ser significativo a menos que la carga de trabajo requiera un cronometraje altamente preciso. Aún así, en la mayoría de los casos hay varias máquinas virtuales conectadas entre sí que usan la hora para realizar el seguimiento de las transacciones, por lo que esta hora debe ser consistente en toda la implementación. Cuando la hora de las máquinas virtuales es diferente, puede ver los siguientes efectos:

  • Se produce un error en la autenticación. Los protocolos de seguridad como Kerberos o la tecnología dependiente de los certificados confían en que la hora sea consistente en todos los sistemas.
  • Es difícil averiguar qué ha ocurrido en un sistema si los registros (u otros datos) tienen horas diferentes. Parecería que el mismo evento ocurrió en diferentes momentos, lo que dificulta la correlación.
  • Si el reloj está atrasado, es posible que la facturación no se calcule correctamente.

Opciones de configuración

La sincronización de hora requiere que se ejecute un servicio de sincronización de hora en la máquina virtual de Linux, además de una fuente de información de hora precisa con la que sincronizar. Normalmente, se usa ntpd o chronyd como servicio de sincronización de hora, aunque hay otros servicios de sincronización de hora de código abierto que también se pueden usar. El origen de información de hora precisa puede ser el host de Azure o un servicio de hora externo al que se accede a través de la red pública de Internet. Por sí mismo, el servicio VMICTimeSync no proporciona sincronización de hora continua entre el host de Azure y una máquina virtual de Linux, excepto después de pausas para el mantenimiento del host, como se describió anteriormente.

Históricamente, la mayoría de imágenes de Azure Marketplace con Linux se han configurado de una de estas dos maneras:

  • No se está ejecutando ningún servicio de sincronización de hora de manera predeterminada.
  • ntpd se ejecuta como servicio de sincronización de hora y se sincroniza con un origen de hora NTP externo al que se accede a través de la red. Por ejemplo, las imágenes de Marketplace de Ubuntu 18.04 LTS usan ntp.ubuntu.com.

Para confirmar que ntpd se está sincronizando correctamente, ejecute el comando ntpq -p.

Las imágenes de Azure Marketplace más actuales con Linux se cambian para usar chronyd como servicio de sincronización de hora, y chronyd está configurado para sincronizarse con el host de Azure en lugar de con un origen de hora NTP externo. La hora del host de Azure suele ser el mejor origen de hora con el que sincronizarse, ya que se mantiene de forma precisa y confiable, y es accesible sin los retrasos de red variables inherentes al acceso a un origen de hora NTP externo a través de la red pública de Internet.

VMICTimeSync se usa en paralelo y proporciona dos funciones:

  • Actualiza inmediatamente el reloj de la hora del día de la máquina virtual de Linux después de un evento de mantenimiento del host.
  • Crea instancias de un origen de reloj de hardware del Protocolo de tiempo de precisión (PTP) IEEE 1588 como un dispositivo /dev/ptp que proporciona la hora del día precisa del host de Azure. Chronyd se puede configurar para sincronizarse con este origen de hora (que es la configuración predeterminada en las imágenes de Linux más nuevas). Las distribuciones de Linux con la versión de kernel 4.11 o posterior (o la versión 3.10.0-693 o posterior para RHEL/CentOS 7) admiten el dispositivo /dev/ptp. En versiones anteriores del kernel que no admiten /dev/ptp para la hora del host de Azure, solo es posible la sincronización con un origen de hora externo.

Por supuesto, se puede cambiar la configuración predeterminada. Una imagen anterior configurada para usar ntpd y un origen de hora externo se puede cambiar para usar chronyd y el dispositivo /dev/ptp para la hora del host de Azure. De forma similar, una imagen que usa la hora del host de Azure a través de un dispositivo /dev/ptp se puede configurar para usar un origen de hora NTP externo si lo requiere la aplicación o la carga de trabajo.

Herramientas y recursos

Hay algunos comandos básicos para comprobar la configuración de la sincronización horaria. En la documentación de la distribución de Linux encontrará más detalles sobre la mejor manera de configurar la sincronización horaria para esa distribución en cuestión.

Servicios de integración

Compruebe si el servicio de integración (hv_utils) está cargado.

$ sudo lsmod | grep hv_utils

Verá algo parecido a esto:

hv_utils               24418  0
hv_vmbus              397185  7 hv_balloon,hyperv_keyboard,hv_netvsc,hid_hyperv,hv_utils,hyperv_fb,hv_storvsc

Comprobación del origen del reloj de PTP

Con las versiones más recientes de Linux, un origen del reloj del protocolo de tiempo de precisión (PTP) está disponible como parte del proveedor VMICTimeSync. En versiones anteriores de Red Hat Enterprise Linux o CentOS 7.x, los servicios de integración de Linux se pueden descargar y usar para instalar el controlador actualizado. Cuando el origen del reloj de PTP esté disponible, el dispositivo Linux tendrá el formato /dev/ptpx.

Consulte los orígenes de reloj del PTP que están disponibles.

$ ls /sys/class/ptp

En este ejemplo, el valor devuelto es ptp0, así que lo usamos para comprobar el nombre del reloj. Para comprobar el dispositivo, compruebe también el nombre del reloj.

$ sudo cat /sys/class/ptp/ptp0/clock_name

Esto debe devolver hyperv, lo que significa que es el host de Azure.

En algunas máquinas virtuales Linux, es posible que vea varios dispositivos PTP enumerados. Un ejemplo es para redes aceleradas. El controlador Mellanox mlx5 también crea un dispositivo /dev/ptp. Dado que el orden de inicialización puede ser diferente cada vez que se inicia Linux, el dispositivo PTP correspondiente al host de Azure puede ser /dev/ptp0 o /dev/ptp1, lo que dificulta la configuración de chronyd con el origen de reloj correcto. Para solucionar este problema, las imágenes de Linux más recientes tienen una regla udev que crea el symlink /dev/ptp_hyperv para cualquier entrada /dev/ptp correspondiente al host de Azure. Chrony debe estar configurado siempre para que use el symlink /dev/ptp_hyperv en lugar de /dev/ptp0 o /dev/ptp1.

Si tiene problemas con el dispositivo /dev/ptp_hyperv que no se está creando, puede usar la regla udev y los pasos siguientes para configurarlo:

NOTA: La mayoría de las distribuciones de Linux no deben necesitar esta regla udev, ya que se ha implementado en versiones más recientes de systemd

Cree el archivo de reglas de udev :

$ sudo cat > /etc/udev/rules.d/99-ptp_hyperv.rules << EOF
ACTION!="add", GOTO="ptp_hyperv"
SUBSYSTEM=="ptp", ATTR{clock_name}=="hyperv", SYMLINK += "ptp_hyperv"
LABEL="ptp_hyperv"
EOF

Reinicie la máquina virtual O vuelva a cargar las reglas con udev:

$ sudo udevadm control --reload
$ sudo udevadm trigger --subsystem-match=ptp --action=add

chrony

En Ubuntu 19.10 y versiones posteriores, Red Hat Enterprise Linux y CentOS 8.x, chrony se ha configurado para usar un reloj de origen del PTP. En lugar de chrony, las versiones anteriores de Linux usan el demonio del Protocolo de tiempo de red (ntpd), que no admite orígenes de PTP. Para habilitar PTP en esas versiones, chrony se debe instalar y configurar manualmente (en chrony.conf) usando la siguiente instrucción:

refclock PHC /dev/ptp_hyperv poll 3 dpoll -2 offset 0 stratum 2

Si el symlink /dev/ptp_hyperv está disponible, úselo en lugar de /dev/ptp0 para evitar confusiones con el dispositivo /dev/ptp creado por el controlador mlx5 de Mellanox.

La información de las capas no se transmite automáticamente desde el host de Azure al invitado de Linux. La línea de configuración anterior especifica que el origen de la hora del host de Azure se tratará como Stratum 2, lo que a su vez hace que el invitado de Linux se presente como Stratum 3. Puede cambiar la configuración de la capa en la línea de configuración si desea que el invitado de Linux se presente de forma diferente.

De forma predeterminada, chronyd acelera o ralentiza el reloj del sistema para corregir cualquier desfase de tiempo. Si el desfase es demasiado grande, chrony no podrá corregirlo. Para solucionarlo, el parámetro makestep en /etc/chrony.conf se puede cambiar para forzar una sincronización de hora si el desplazamiento supera el umbral especificado.

makestep 1.0 -1

En este caso, chrony forzará una actualización de hora si el desfase es superior a 1 segundo. Reinicie el servicio chronyd para aplicar el cambio:

$ sudo systemctl restart chronyd && sudo systemctl restart chrony

En algunos casos, es posible que el servicio systemd-timesyncd siga estando habilitado e intentando realizar una sincronización tras un reinicio, si sigue viendo mensajes en syslog que tienen un aspecto similar al siguiente:

systemd-timesyncd[945]: Network configuration changed, trying to establish connection.
Aug  1 12:59:45 vm-name systemd-timesyncd[945]: Network configuration changed, trying to establish connection.
Aug  1 12:59:45 vm-name systemd-timesyncd[945]: Network configuration changed, trying to establish connection.
Aug  1 12:59:45 vm-name systemd-timesyncd[945]: Network configuration changed, trying to establish connection.
Aug  1 12:59:45 vm-name systemd-timesyncd[945]: Network configuration changed, trying to establish connection.
Aug  1 12:59:45 vm-name systemd-timesyncd[945]: Synchronized to time server 185.125.190.56:123 (ntp.ubuntu.com)

Puede deshabilitarlo mediante:

$ sudo systemctl disable systemd-timesyncd

En la mayoría de los casos, systemd-timesyncd lo intentará durante el arranque, pero una vez que chrony se inicie lo sobrescribirá y se convertirá en el origen de sincronización de hora predeterminado.

Para más información sobre Ubuntu y NTP, vea Sincronización de hora.

Para más información sobre Red Hat y NTP, vea Configurar NTP.

Para más información sobre chrony, vea Usar chrony.

systemd

En las versiones de SUSE y Ubuntu anteriores a 19.10, la sincronización de hora se configura con systemd. Para más información sobre Ubuntu, vea Sincronización de hora. Para más información sobre SUSE, vea la sección 4.5.8 en Notas de la versión de SUSE Linux Enterprise Server 12 SP3.

Cloud-init

Las imágenes que usan cloud-init para aprovisionar la máquina virtual pueden usar la sección ntp para configurar un servicio de sincronización de tiempo. Un ejemplo de cloud-init al instalar chrony y configurarlo para usar el origen del reloj PTP para máquinas virtuales Ubuntu:

#cloud-config
ntp:
  enabled: true
  ntp_client: chrony
  config:
    confpath: /etc/chrony/chrony.conf
    packages:
     - chrony
    service_name: chrony
    template: |
       ## template:jinja
       driftfile /var/lib/chrony/chrony.drift
       logdir /var/log/chrony
       maxupdateskew 100.0
       refclock PHC /dev/ptp_hyperv poll 3 dpoll -2 offset 0 stratum 2
       makestep 1.0 -1

Después, puede basar64 la configuración en la nube anterior para su uso en la sección osProfile de una plantilla de ARM:

[Convert]::ToBase64String((Get-Content -Path ./cloud-config.txt -Encoding Byte))
"osProfile": {
  "customData": "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"
}

Para más información sobre cloud-init en Azure, consulte Introducción a la compatibilidad con cloud-init para máquinas virtuales Linux en Azure.

Pasos siguientes

Para obtener más información, consulte el artículo Hora de Windows Server 2016 precisa.