NTPの基礎

この単元で学ぶこと

NTPは、ネットワーク上の機器やサーバーの時刻を同期するためのプロトコルです。正しい時刻は、ログの確認、障害切り分け、認証、証明書の検証、監視システムのイベント相関などに欠かせません。

この単元では、NTPのクライアントとサーバーの関係、ストラタムによる階層、ポーリング間隔、オフセット、ジッタ、Cisco IOSでの基本設定と確認方法を学びます。

時刻同期が必要な理由

複数の機器の時刻がずれていると、同じ障害に関するログを時系列で正しく並べられません。たとえばルータ、スイッチ、ファイアウォール、サーバーの時刻がばらばらだと、障害の原因を追う作業が難しくなります。

また、証明書の有効期限や認証情報の検証にも正しい時刻が必要です。NTPはネットワーク全体で共通の時刻を持つための基本サービスです。

NTPのクライアントとサーバー

NTPクライアントは、上位のNTPサーバーへ問い合わせを送り、受け取った時刻情報を使って自分の時計を補正します。NTPサーバーは、さらに上位の時刻源または上位サーバーへ同期していることがあります。

NTPv4ではクライアントとサーバーの通信方式が定義され、標準のNTPポート番号はUDP 123です。

ストラタムによる階層

NTPでは、基準時刻源からの距離をストラタムという階層番号で表します。基準時刻源に直接同期するサーバーはストラタム1です。そのサーバーへ同期するサーバーはストラタム2となり、以降は上位の値に1を加えます。

ストラタムの数値が小さいほど、基準時刻源からの階層上は近いことを表します。ただし、実際の品質はネットワーク遅延や時刻源の安定性にも影響されるため、数値だけで絶対的な品質を判断しません。

ポーリング間隔

ポーリング間隔は、NTPクライアントが時刻サーバーへ問い合わせを送る間隔です。NTPは状況に応じて問い合わせ間隔を調整し、安定しているときは通信量を抑え、必要なときはより頻繁に確認します。

短すぎる間隔はサーバーやネットワークへの負荷につながり、長すぎる間隔は時刻ずれを検知・補正するまでの時間が長くなります。

オフセットとジッタ

オフセットは、クライアントの時計とNTPサーバーの時計の差です。NTPは複数回の通信結果をもとに、この差を補正します。

ジッタは、測定した時刻差や遅延のばらつきを表す指標です。ネットワーク遅延が不安定だったり、時刻源が不安定だったりすると、ジッタが大きくなることがあります。

クロックドリフト

クロックドリフトは、機器内部の時計が時間の経過とともに少しずつずれる現象です。NTPは定期的な同期により、このずれを補正します。

Cisco IOSの基本設定例

次の例では、ルータをNTPクライアントとして設定し、192.0.2.10を時刻サーバーに指定します。必要に応じて、複数の時刻サーバーを指定して冗長化します。

ntp server 192.0.2.10
ntp server 192.0.2.11 prefer

prefer は、到達可能な候補の中で優先する時刻サーバーを示す設定です。特定の1台だけに依存せず、複数の時刻サーバーを使う構成が一般的です。

確認コマンド

show clock detail
show ntp status
show ntp associations

show ntp status では同期状態、参照サーバー、ストラタム、オフセットなどを確認します。show ntp associations では、設定したサーバーとの関連付けや到達状況を確認します。

設計時の注意

時刻同期は、機器単位ではなくネットワーク全体で設計します。時刻源を複数用意し、上位サーバーの障害時にも同期を継続できるようにします。また、外部のNTPサーバーを使う場合は、ファイアウォールやACLでUDP 123の通信要件を確認します。

まず覚えたいポイント

NTPは機器の時刻を同期するためのプロトコルです。NTPクライアントは上位の時刻サーバーから時刻を取得し、ストラタムで時刻源からの階層を表します。ログや認証の信頼性を保つため、複数の時刻サーバーを使い、同期状態を定期的に確認することが重要です。