NTP -- GPS/NetBSD/SS1

• 構成
  • 古野電気(株)製 タイムサーバー TS-820
  • Sun SPARC Station 1 (20MHz 24MB FD/HDD/GX無し)
  • NetBSD 1.4.2
  • NTP-4.0.99i
• NetBSD のインストール
  • とりあえず、 Diskless NetBSD HOW-TO を見てインストール。
  • 入れたのは最低＋comp.tgz (NTP のコンパイルに必要)
• NTP のインストール
  • NetBSD 付属の NTP は 4.0.99x だが TS-820 には癖があって そのままでは使えない。(らしい)
  • NTP-4.0.99x.tar.gz を取ってきて展開
  • ntpd ディレクトリにある refclock_nmea.c を編集。TS-820 以外に使わないのであれば、

    gps_send(pp->io.fd,"$PMOTG,RMC,0000*1D\r\n", peer);
    	

    というのが２ヶ所にあるので、はじめを

    gps_send(pp->io.fd,"$PFEC,GPint,ZDA00,GGA00,GSV00,VTG00,RMC01\r\n",peer);
         	

    に修正し、２番目を消す。
  • ドキュメントに従って、configure, make, make install を実行する。
  • TS-820 をシリアルポートの B に接続。(Aをコンソールに使っているため。 もちろん空いていれば Aでもよい)
  • /dev ディレクトリで ln -s ttyb gps1 を実行。
  • /usr/local/etc/ntp.conf は以下のように

     server 127.127.20.1
     fudge  127.127.20.1 time1 -1.0
     driftfile /usr/local/etc/ntp.drift
     	

  • /usr/local/bin/ntpd -c /usr/local/etc/ntp.conf を実行して様子を見る。
  • うまくいってるようなら、上のコマンドを /etc/rc.local に記述する。 (reboot でも起動されるように)
• チェック項目
  • TS-820 の 1PPS ランプが点滅すること。
  • /etc/remote に

    gps:dv=/dev/gps1:br#4800
     	

    を追加して、tip gpsでシリアルポートに入ってくる TS-820 の 信号を読む。 NMEA ドライバに書いてあるように $GPRMC で始まる時刻・位置情報が きていること。ntpd の再起動でも出てこなければ、修正のミスかも。
  • 信頼のできそうな公開 NTP サーバと時刻を比較。(ntptrace を使う)
• その他の情報源
  • 有村さんの NTPページ (東大から電通大へ移られたようです)
  • TS-820付属のマニュアル
• fudge というのが気になりますが、TS-820の時刻メッセージが PPSより かなり早めに出ているせいかもしれません。プロトコル仕様書では t-1秒から 55〜550msec となっています。
• Diskless マシンなので、カーネルを小さくして RAMにファイルシステム を作れば停電を気にしなくてよくなるかもしれません。
• FAQ によると、Linux でPPSを利用するには、カーネルの再構築が必要みたいに書いてあります。 (訂正・2000/5/20)
• Linux での構築例をお寄せいただきました。(追加)

NetBSD のインストール追記

• SPARC Station 1 は高知大学理学部に情報科学科ができるというので、 ごっそり予算がついたときに購入した、デスクトップワークステーション。 その後、このモデルは 1+, 2 へと進化し、あちこちのネットワークで 活躍していた（はず）。
• 比較的短命だった 100MB の内蔵ディスク 2台を抱えたまま、 外付け HDD で使ったりしていたが、ついに GXグラフィックカードが 昇天するにいたり、研究室の片隅でホコリにまみれていた。
• 今回、GPSによるNTPサーバを導入するにあたり、どのマシンを使うかが 問題になった。というのは、屋上に設置したアンテナからケーブル引き回し をケチったため、「電気系パイプシャフト」の中に FURUNO の受信機を 置いたためである。つまり、一度設定したらメンテナンス不要で、 電源を入れれば動くようにしたかったというわけ。
• こういう時は、ちょっと古くなった ノートPCをちょろまかして来て、 PC UNIX を入れた専用サーバにするのだが、今回は適当なのが ころがっていなかった。（前歴があるので隠されたのか、他にも ちょろまかし屋がいるのか）
• で、白羽の矢が立ったのが、ホコリにまみれていた SS-1 というわけ。 とりあえず、役に立っていない HDD と GXカードをはずして、 ディスクレスWSにする方針とする。
• SunOS のメディアは Solaris も含めてゴロゴロ転がっているし、 インストールマニュアルもちゃんとあるのだが、ディスクレスを ネットワークでインストールする方法がわからない。 要は、/ を含む全てのディスクを NFS マウントにするという ことなのだが、サーバと同じアーキテクチャでないといけないとか いろいろ制約がある。
• そこで、ネットを探してみると、ちょうど NetBSD のページに Diskless NetBSD HOW-TOというのがあって、「おー、これこれ」と飛びついた。
• 詳しくはそのページを読んでもらうが、かいつまんでインストールの手順を書くと、 実際にマウントされるファイルシステムをサービスする NFS サーバに 必要なファイルを展開する。ブートローダを TFTP で取れるようにする。などで、 基本的にはサーバ側での作業のみ。一応 SS-1 にはコンソールになる 端末(PC)をつなぐが、スイッチを入れてうまくいかなければサーバ側の 設定を変更してみるの繰り返しである。
• HOW-TOに従って順に説明すると、
  • ディスクレスマシン(SS-1)は自分のIPアドレスを知らないので、起動時に RARP を使って問い合わせを行う。このため、サーバ(Solaris 2.5)の /etc/ethers に SS-1 の Ethernet アドレスを登録し in.rarpd を起動する。
  • SS-1は RARP に答えてくれたマシンから TFTP プロトコルを使って ブートローダを読みこもうとする。このため、サーバの /etc/inetd.conf を編集し tftp のところを有効にし、/tftpboot の下に、boot.net を 入れておく。但し、実際には 8561A628.SUN4C というような、 IPアドレスを16進数で表して CPUアーキテクチャを付けた名前でファイルを 取りに来るので、ln -s boot.net 8561A628.SUN4C でシンボリックリンクを 作っておく。NetBSDのブートローダは NetBSD(Sparc)のサイトから ダウンロードすればよい。
  • ブートローダの読みこみに成功して起動されると、rpc.bootparam という プロトコルを使って / の NFSマウントパラメータを問い合わせる。 このため、サーバ側で /etc/bootparams を設定し /usr/sbin/rpc.bootparamd を起動する。
  • / のNFSマウントに成功すると、netbsd(kernel)が呼び出され、NetBSD が 立ちあがることになる。もちろん、binary distribution を取ってきて (gunzip+)tar で展開しなければならないが、すべて NFSサーバの上でやる。 ここで入れたのは、kern.tgz, base.tgz, etc.tgz の基本セットと、 NTPd コンパイル用に comp.tgz, カーネルの再構築用に syssrc.tgz である。また、(シリアル)コンソールでログインできるように mknod しておく。
  • /etc/dfs/dfstab の設定など、細かい作業もあるので、必ず、オリジナルの ドキュメントを参照してほしい。Solaris 2.X では /etc/dfs/dfstab, /etc/bootparams, /etc/ethers, /etc/nsswitch.conf 等を正しく設定 しておくと起動時のスクリプトでサーバデーモンが起動するようになっている。 (/etc/rc3.d/S15nfs.server)
• あー、ごちゃごちゃしてきた。オリジナルの HOW-TO が整理されているので、 頑張って英語読んで欲しい。どうせ、一発でうまくいくことは無いのだが、 snoop を使って、「どういうファイルを欲しがってるのかな？」とか 探ってやると、設定ファイルにどう書けばよいかなどが分かってくる。
• うまく立ちあがったら、ネットワークからログインして NTP のインストール。
• ここからカスタマイズ
  • カーネル (netbsd) の再構築。ここでの目的はサイズを小さくすること。 基本的に sun4c だけだし、SCSI も GX も無いのでかなり小さくできる。 とは言っても、2227542 → 1092934 になった程度なので、もう少し頑張れたかも。
  • 使い道が NTP だけなのでメモリー 24MB で swap が発生しないことを top などで確認。
  • NTPの運用で ntp.drift にクロックのドリフト情報が書き込まれる。そのたびに NFS書きこみが発生するのがうるさいので、このあたりのファイルをメモリーファイルシステムに する。
  • 必要最小限のファイルだけを新しく / ファイルシステムに作り、 /etc/bootparams にそちらでブートするように書く。 とりあえず、以下が /etc/rc の中身。不要の部分や実は足りないところも あるかもしれない。

    export HOME=/
    export PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
    umount -a
    mount -a
    hostname notos
    ipf -E -Fa -f /etc/ipf.conf
    ifconfig lo0 inet 127.0.0.1
    ifconfig le0 inet 133.97.166.40 netmask 255.255.255.0 broadcast 133.97.166.255
    ifconfig lo0 up
    ifconfig le0 up
    mount_mfs -T floppy -s 5760 /dev/null /ntp
    cd /
    tar xzf ntp.tar.gz
    /ntp/ntpd -c /ntp/ntp.conf
       

  • ちなみに、ipf を使ってサブネット外からのアクセスをシャットアウト してあるが、NTPだけのサーバとはいえ、SS-1 には相当の仕事なのだという ことを了解願いたい。
• NTP サーバを立ち上げて１月ほどになる。この間、NFSサーバが 半日ほど落ちてしまうという事故があって、その間 NTPサーバも止まって しまった。全部の必要なファイルシステムを Memory File System に 展開できればよいのかもしれない。しかし、NFSサーバが復帰してからは NTPサーバの再起動(Power OFF/ON) をしなくても、何事も無かったかの ように時を刻みつづけている。
• 基本的には SunOS 4.x でもディスクレスができたはずと思うのだが、 NetBSD のように ipfilter 標準装備の OS が使えるというのは、この ご時世だからありがたい。小さな dedicated server というのは、これから いろんなところで使えると思うので、廃棄寸前やリースバック掘り出しの 「名機」Sparc Station が EPSや天井裏で活躍すると面白いのでは ないかと思う。