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けんじいくのや
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1 うるう秒を乗り越えるために - 基礎知識と障害事例対策実例セイコーソリューションズ株式会社

2 アジェンダうるう秒の基礎知識編うるう秒って何? うるう年とは違います NTP に関わる時間問題障害事例 2012 年版障害事例 2015 年版障害事例 2017 年版対策方針対策実例うるう秒対策サーバー編うるう秒対策クライアント編タイムサーバー導入のメリット 2

3 うるう秒の基礎知識うるう秒の基礎知識なぜうるう秒が発生するのか? 1 秒の概念 : 1950 年台以前 : 地球の自転周期を一日として等分したものを 1 秒と定義 1960 年台以降 : セシウム原子時計を基準として一秒を再定義セシウム原子時計の発明により自転周期には毎日数ミリ秒の揺らぎがあることが発見される地球の自転周期は少しづつ遅れているためその誤差を吸収するためにうるう秒を挿入 / 削除することになった 3

4 いつうるう秒が発生する? IERS( 国際地球回転基準系事業 ): 本部パリにて決定日本では IERS の発表を受け NICT( 総務省国立研究開発法人情報通信研究機構 ) からアナウンス基本的には半年前にアナウンスされています総務省トップ > 広報報道 > 報道資料一覧 > うるう秒挿入のお知らせより抜粋 4

うるう秒の基礎知識 (NICT 様資料抜粋 ) http://jjy.nict.go.

pdf NICT: トップページ > 研究業務内容標準時 > 日本標準時グループの業務紹介

5 うるう秒の基礎知識 (NICT 様資料抜粋 ) NICT: トップページ > 研究業務内容標準時 > 日本標準時グループの業務紹介 > 国際原子時協定世界時とうるう秒より参照 5

6 うるう秒に関するよくある誤解 1 原子時計がずれているのではないか? 1 秒を出来るだけ地球の自転周期に合わせて調整したものがセシウム原子時計の仕様ですセシウム原子時計 (Wikipedia より参照 ) うるう秒が発生することは原子時計を時の基準にした瞬間から予測されていました 6

7 うるう秒に関するよくある誤解 2 地球の自転速度が遅くなっている? 当初予想に比較して遅くなっていることは事実ですうるう秒は半年に一度挿入 or 削除を実施可能ですしかし今まで一度も削除されたことはありません自転の変動要因地震等による短期的な揺れ早 / 遅大気の摩擦による回転エネルギー減少遅 7

8 自転の状況 IERS の世界時と協定世界時の比較 IERS は日々の自転情報を公開したもの以下は UT1-UTC をプロットしたもの 2017 年 1 月 2006 年 12 月 2008 年 7 月 2012 年 7 月 2015 年 7 月うるう秒挿入参照ページ : 8

少し脱線 NTP に関わる時間問題 NTP にかかわる頭の痛い時間問題 NTP 西暦 2038 年問題 http://itpro.nikkeibp.co.jp/free/nc/news/20040202/139212/?

9 少し脱線 NTP に関わる時間問題 NTP にかかわる頭の痛い時間問題 NTP 西暦 2038 年問題要約 :UNIX や Linux のシステムクロックは 1970 年を 0 秒とした経過秒数を 32bit で定義ここで signed で time を定義していた場合 2038 年にオーバフローするセイコータイムサーバー現行機種は残念ながら未対応です NTP 西暦 2036 年問題要約 :NTP プロトコル内の秒フィールドは 32bit で定義してしまったため 2036 年にオーバーフローする未対応の場合システム時計は 1900 年に巻き戻り様々な障害を引き起こします 9

10 うるう秒対策うるう秒を乗り越えるために - うるう秒障害事例- 10

11 うるう秒障害事例 2012 年版 1 最新のカーネルでもうるう秒の影響は防げなかった 2012 年障害例特定バージョンの Linux カーネルが動作しているサーバー上で Java や MySQL Apache Hadoop など複数スレッドで動作するミドルウエアを稼働させているという環境下でサービスを提供していた場合うるう秒発生時に CPU を 100% 占有し結果としてサーバーがハングアップしました 11

うるう秒障害事例 2012 年版 2 2012 年版障害の特徴最新のカーネルバージョンであっても

うるう秒障害が発生していた可能性があります 2012 年は facebook や Twitter

12 うるう秒障害事例 2012 年版年版障害の特徴最新のカーネルバージョンであってもうるう秒障害 Web に情報公開しているサービス事業者ばかりではないので実際には様々なシーンでうるう秒障害が発生していた可能性があります 2012 年は facebook や Twitter の黎明期だったこともあり一般の人はうるう秒障害を実感していない ( 未認識 ) 状況でした 12

うるう秒障害事例 2015 年版 1 2015 年は本格的なうるう秒対策元年 2012 年の障害の経験を踏まえ本格的なうるう秒対策元年となったのが 2015 年でした日本時間 2015 年 7 月 1 日

13 うるう秒障害事例 2015 年版年は本格的なうるう秒対策元年 2012 年の障害の経験を踏まえ本格的なうるう秒対策元年となったのが 2015 年でした日本時間 2015 年 7 月 1 日 08 時 59 分 60 秒のうるう秒では前回の教訓を活かし最新パッチを適用することでうるう秒を無事乗り越える方法が広く知れ渡りました 2012 年 : うるう秒障害元年 2015 年 : うるう秒対策元年 13

14 うるう秒障害事例 2015 年版 2 擬似うるう秒環境テスト一部のお客様からは弊社に実際のうるう秒発生時と同じ環境を再現して事前テストを行いたいというご相談がありました検証作業は半年もの時間をかけ詳細な試験項目をこなすという入念なものでしたうるう秒擬挿入擬似環境 14

15 うるう秒対策 2017 年版年 1 月 1 日をいつもどおりのお正月にするために 3 つの対策です 1. OS やアプリケーションを 100% 信用しない事前に十分なテストを実施 2. 時刻戻りを起こさせないタイムスタンプを遡行させるとログが壊れます 3. 08:59:60 を刻ませない通常ありえない 60 秒をシステムに踏ませないセイコータイムサーバーシリーズを利用することでこれらの対策を事前に簡単に完了することができますこの機会に導入をご検討されてはいかがでしょうか 15

16 うるう秒対策 2017 年版 2 完璧なうるう秒対策の難しさ紹介した1~3の対策を確実に実施するには膨大な労力が必要ですさらに場合によってはうるう秒の前日に適用してしまったセキュリティーアップデートが原因で障害が発生する可能性があります仮想マシンが活躍している昨今では各仮想マシンのOS 種別やバージョン動作しているアプリケーションまで全て把握し全ての要因を検証して初めてうるう秒対策は万全だと言うことができますやってられない 16

17 うるう秒障害事例番外 LI ビットがバグを踏む例多くの記事ではうるう秒の挿入によって範囲例外やタイムアウトなどで着火し CPU が張り付く例を紹介対策された最新のパッチを当てていれば OK! ではない安易な例 If LI!= 0 exit 気持ちとしては LI が 11 の場合当該パケットを無視したい 17

うるう秒障害事例そもそも論うるう秒挿入自身に問題があるうるう秒挿入により同一時刻にログが記載される

8:50:00:router1>eth1 up : 8:59:59:router1>eth1 down

18 うるう秒障害事例そもそも論うるう秒挿入自身に問題があるうるう秒挿入により同一時刻にログが記載される例えばルーター / スイッチの障害が上書きされ障害原因の特定に多大な労力が必要となる商取引ログが消滅したら大損害に! router1 [eth1] [eth2] Router1 の console log 8:50:00:router1>eth1 up : 8:59:59:router1>eth1 down 8:59:59:router1>eth1 up : 消滅 Log ファイル Router1#show log messages 8:50:00:router1>eth1 up : 8:59:59:router1>eth1 up : 18

19 うるう秒対策うるう秒を乗り越えるために - うるう秒対策サーバー編- 19

クライアントも協調して 1 秒挿入うるう秒挿入の 24 時間からうるう秒指示子を 01 (1 秒挿入 ) にセットし

20 うるう秒対策方法大きく 2 つの方式分散挿入方式数時間かけゆっくりとうるう秒を挿入 SSOL 製品ではアジャストモードとして実装 LIビットは常に0 クライアントはうるう秒非対応でOK 即時調整うるう秒を 1 秒挿入クライアントも協調して 1 秒挿入うるう秒挿入の 24 時間からうるう秒指示子を 01 (1 秒挿入 ) にセットし NTP 配信日本標準時 2017 年 1 月 1 日 9:00 直前にうるう秒として 1 秒を挿入うるう秒を真面目に処理するクライアントが必須 20

21 うるう秒対策事例分散挿入 ( 基本は 2 時間 ) 2015 年 7 月 1 日のうるう秒挿入時東京証券取引所では 2 時間かけてうるう秒を分散挿入 2012 年 7 月 1 日のうるう秒挿入時から Google では leap smear 技術を自社サーバの同期に利用 2 時間の分散挿入実施 2015 年 7 月 1 日のうるう秒挿入時からさくらインターネットでは分散挿入を採用こちらも 2 時間での分割挿入うるう秒には触れない Nasdaq/ ニューヨーク証券取引所ではうるう秒挿入時刻帯の取引を 15 分間停止 (15 分以内に何か起こっても落ち着くだろう..) 21

22 うるう秒対策方針アジャスト調整 ( 分散挿入 ) がおすすめのパターン 1. 時刻が連続的にならないとシステムに問題が発生する 2. NTP のうるう秒指示子が 00 以外の場合に対応できない機器がある 3. うるう秒指示子対応非対応機器が混在している即時調整がおすすめのパターン 1. うるう秒対応クライアント (ntpd など ) を使用している 2. 協定世界時 (UTC) に合わせた時刻を扱いたい 3. 1 秒程度の誤差 ( 時刻戻り ) が発生しても業務運用上問題が発生しない 22

23 アジャストモードの利用弊社タイムサーバーシリーズの場合アジャストモードではうるう秒実施の約 120 分前より一定の割合で徐々に時間を遅らせていき 2017 年 1 日 1 日 9:00 に調整を完了 59 秒 2 回 /60 秒を挿入することなくうるう秒対策を行うことが可能クライアントはうるう秒の存在を意識する必要はない 23

アジャストモードの解説アジャストモードのイメージ説明うるう秒発生の 2 時間 (7200 秒 ) 前から分散調整 0 アジャストモード時のパケット内時刻 52 53 54 55 56 57 58 59 0 1 2 3 4 7 時 00

24 アジャストモードの解説アジャストモードのイメージ説明うるう秒発生の 2 時間 (7200 秒 ) 前から分散調整 0 アジャストモード時のパケット内時刻時 00 分 8 時 59 分 59 秒 9 時 00 分 1/7200 秒 60 秒 0 日本標準時時 00 分 8 時 59 分うるう秒 9 時 00 分 t 24

25 うるう秒対策うるう秒を乗り越えるために - うるう秒対策クライアント編- 25

26 NTP パケットの振る舞い NTP サーバーは経過時間を配信 9:00:00 とは配信しない良くある誤解うるう秒は同一の NTP 秒を 2 回配信 2017 年 1 月 1 日のうるう秒挿入 Date Time TAI Offset NTP Leap NTP Seconds 2017 年 1 月 1 日 8:59: ,692,217,599 うるう秒 8:59: ,692,217,600 9:00: ,692,217,600 9:00: ,692,217,601 26

27 STEP モード動作概要 STEP モードによる時刻調整 NTP サーバーとクライアント時刻に 128 ミリ秒以上の差が生じると NTP サーバー時刻に一気に時刻合わせを行う時刻の連続性は担保されない過去の時刻に戻る現象も発生する過去へ未来へ 27

28 STEP モード動作うるう秒発生時うるう秒が発生すると話はさらに難解に下記は STEP モードでのうるう秒発生時の時刻遷移タイムサーバを導入せず公開 NTP に同期している例 59 秒を 2 度刻む動作を確認 ( もちろん 60 秒を刻むディストリビューションもあります ) 08:59: 一度目の 59 秒 : 08:59: :59: 二度目の 59 秒 : 09:00:

29 SLEW モード動作概要 SLEW モードによる時刻調整 NTP サーバーから取得した時刻情報でクライアント時刻をジリジリと徐々に補正補正量は 1 秒間に最大 0.5 ミリ秒よくある誤解 600 秒以上の差がある場合一気に時刻合わせ 29

30 SLEW モード動作うるう秒発生時 SLEW モードではうるう秒発生後の数十分間日本標準時との時刻差が生じる 08:59: : 08:59: :00: うるう秒が挿入されない : 秒間 0.5 ミリ秒ずつ標準時との差を縮める 09:33: 秒分かけて標準時に追いつく 30

31 クライアント設定同じうるう秒処理でもモードによって大きく異なる振る舞いをします加えて Linux OS の ntpd のデフォルト動作は STEP モードであることも注意が必要です Centos(Linux) での slew モード設定方法はこちらです 1. ntpd を停止する # service ntpd stop 2. kernel の保持時刻周波数オフセットをクリアする # ntptime -s 0 -f 0 3. ntpd を slew モードで起動するようセット # vi /etc/sysconfig/ntpd - OPTIONS="u ntp:ntp -p /var/run/ntpd.pid -g + OPTIONS="-x -u ntp:ntp -p /var/run/ntpd.pid -g" -x オプションを追記 4. ntpd を起動 # service ntpd start 31

32 うるう秒対策うるう秒を乗り越えるために -タイムサーバー導入のメリット- 32

34 公開 NTP サーバーを利用する場合タイムサーバーを利用しない場合の時刻同期構成全てのサーバー / クライアントでうるう秒対策が必要うるう秒対策範囲 34

35 セイコータイムサーバーをアジャストモードで運用する場合セイコータイムサーバーを利用した場合の時刻同期構成アジャストモードで運用 : クライアントはうるう秒知らず 35

36 アジャストモードと SLEW の組み合わせタイムサーバーをアジャストモードに設定した場合うるう秒の挿入 2 時間前から 1 秒につき 1/7200 秒を分散挿入しますアジャストモードならクライアントは安心してうるう秒を迎えることができるのではないでしょうか ( 決して即時調整モードを否定しているわけではありません ) & 36

37 セイコータイムサーバーうるう秒対応状況時刻源別のうるう秒対応時刻源機種対応状況 GPS 衛星テレホン JJY 光テレホン JJY TS-2210GPS TS-2550GPS TS-2850 TS-2210TJJY TS-2550TJJY TS-2850 TS-2210TJJY うるう秒自動設定うるう秒手動設定の両方で対応可能長波 JJY TS-2210 長波 JJY FM 放送 TS-2210FM うるう秒手動設定でのみ対応可能 37

38 GPS 時刻源とうるう秒 GPS の位置情報取得にも正確な時刻が必要 1. 各 GPS 衛星から常時地上に発信される衛星自身の正確な位置情報を受信する 2. GPS 衛星から発信される正確な時刻情報を受信する 3. 各 GPS からの時刻情報の遅延から正確な位置情報を算出する JAXA 今いる場所時間がわかる測位とは? より抜粋 38

39 参考 :GPS 時刻源とうるう秒 GPS からの受信情報を表示タイムサーバーの設置位置を確認位置固定モードに遷移し正確な時刻情報を抽出 TS-2910シリーズでGPS 情報を表示うるう秒挿入情報ありタイムサーバーで受信したGNSSからのGPS 情報 (c)ts-2910# show gnss Config Information ~~~~~~~~~~~~~~~ Latitude : N # タイムサーバーの位置情報 Longitude : E Altitude(m) : 27.5 Syncronized State : 3D # 位置情報確定を示す情報 Leap Time : 2017/01/01 09:00:00 # 次回のうるう秒情報 ~~~~~~~~~~~~~~~ #1 秒挿入を示しています 39

40 お問い合わせ先ネットワークソリューション統括部 NS 営業部 TEL URL 本資料の著作権は弊社に帰属します本資料の一部または全部を弊社に無断で転載複製改変など行うことは禁じられています本資料の内容は断りなく変更することがあります本資料に記載されている会社名製品名などは各社の商標または登録商標です 40

うるう秒動作解説資料

うるう秒動作解説資料 2016 年 12 月 21 日ネットワークソリューション統括部うるう秒について今年のうるう秒の調整は 2017 年 1 月 1 日午前 8 時 59 分 59 秒と午前 9 時 00 分 00 秒の間に 8 時 59 分 60 秒 ( 日本時間 ) 1 を挿入します本書は弊社タイムサーバーシリーズ TS-2850,TS-2550,TS-2210 に関するうるう秒時の動作および注意点をまとめた資料となっております