Abbildung 1: Gerade mal +/- 2 Mikrosekunden weicht die Rechnerzeit vom Ideal ab. Die Irritation ab 8 Uhr ist Mensch-verschiebt-Antenne-gemacht.

“Es ist eine ganz bekannte Sache, dass die Viertel-Stündchen größer sind, als die Viertelstunden”, wusste der Physiker und Aphorismen-Drechsler Georg Christoph Lichtenberg schon im 18. Jahrhundert. Charly Kühnast, Sysadmin-Kolumnist seit 15 Jahren, macht sich nun auf die Suche nach verlorenen Mikrosekunden.

Zeit ist das Thema, dem ich im Moment nachspüre. Zum einen freue ich mich natürlich über das 25-jährige Jubiläum des Linux-Magazins und die Tatsache, dass ich schon über 15 Jahre davon diese kleine Kolumne beisteuern darf. Zum anderen beschäftige ich mich gerade mit der Konfiguration von Zeitservern. Bereits in der vergangenen Ausgabe habe ich das Thema kurz angerissen, als es um Ntpviz ging, das Statistik-Visualisierungstool des Zeitserver-Daemons NTPd.

Wie ich den Zeitserver mit recht simplen Mitteln auf hohe Genauigkeit trimme, hatte ich zudem in der Ausgabe 08/2017 beschrieben. (Ist das wirklich schon zwei Jahre her? Zeit fliegt …) Damals habe ich ein hochgenaues PPS-Signal (Pulse per Second) von GPS-Satelliten geholt. Damit konnte ich lokale oder von entfernten Zeitservern empfangene Ticks derart auf Linie trimmen, dass der eigene Server Mikrosekunden-Genauigkeit erreicht. Von wissenschaftlichen Anwendungen abgesehen, braucht das eigentlich niemand, aber es ist cool, also wird’s gemacht.

Als ich das 2017 durchspielte, musste ich noch Klimmzüge machen: Dem NTPd das PPS-Signal verfüttern, das verlangte nach Zusatzsoftware, die ich auf Github fand. Heute ist das einfacher. Die beiden beteiligten Daemons, GPSd und NTPd, arbeiten auf meinem Debian 10 Hand in Hand – ohne extra Software.

Dem GPS-Daemon muss ich lediglich in der Konfigurationsdatei »/etc/default/gpsd« mitteilen, wo er die GPS-Hardware findet. In meinem Fall ist sie an einen USB-Port angeschlossen, daher benötige ich die Zeile:

DEVICES="/dev/ttyUSB0"

Auch die Konfigurationsdatei des NTP-Daemons ist flugs anhand von Listing 1 ergänzt. Die Zeilen 1 bis 4 sind so oder ähnlich wahrscheinlich schon in der Datei vorhanden. Wichtig ist, dass eine davon mit dem Schlüsselwort »prefer« endet. Die Zeilen 6 und 7 binden das GPS-Zeitsignal ein, aber nur für die Statistik. Das Schlüsselwort »noselect« verhindert, dass es tatsächlich in die Berechnungen einfließt, denn es ist nicht besonders genau. Für Genauigkeit sorgen dagegen die Zeilen 9 bis 11. Sie schlagen die Brücke zum PPS-Signal, das den Beginn einer neuen Sekunde hochgenau ansagt.

01 server 0.de.pool.ntp.org prefer
02 server 1.de.pool.ntp.org iburst
03 server 2.de.pool.ntp.org iburst
04 server 3.de.pool.ntp.org iburst
05
06 server 127.127.28.0 minpoll4 noselect
07 fudge 127.127.28.0 refid GPS
08
09 server 127.127.22.0 minpoll 4 maxpoll 4
10 fudge 127.127.22.0 flag3 1 refid PPS
11 tos mindist 0.2

Ein wenig verrückt

Damit gelingt es, dass mein Zeitsignal nur noch um wenige Millionstelsekunden schwankt (Abbildung 1). Die Ausschläge im rechten Teil des Graphen sind übrigens entstanden, als ich leichtfertig die GPS-Antenne auf dem Fensterbrett ein wenig verrückt habe.

Ganz so pannenfrei, wie es sich bislang liest, verliefen meine Experimente freilich nicht. Im ersten Versuch wurde mein Zeitsignal nicht genauer, was immer ich tat. Nach dem Raufen der sich lichtenden Haarpracht stellte sich heraus: Offenbar gibt es GPS-Hardware zu kaufen, die das PPS-Signal schlicht ignoriert. Diese Erkenntnis hat mich einen halben Nachmittag gekostet, der mir ausgesprochen lang vorkam – die Zeit fliegt laut Cicero dahin, aber nicht immer. (jk)