107.3 Lektion 1

Zeitzonen sind grob proportionale, diskrete Bänder der Erdoberfläche, die einer Stunde entsprechen, d.h. Regionen der Welt, die zu jedem Zeitpunkt dieselbe Stunde des Tages haben. Da es nicht einen Längengrad gibt, der den Tagesbeginn für die ganze Welt markieren kann, sind die Zeitzonen relativ zum Primär- oder Nullmeridian, dessen Längengradwinkel der Erde als 0 definiert ist. Die Zeit am Nullmeridian wird als Koordinierte Universalzeit (Universal Time Coordinated) bezeichnet, kurz UTC. Aus praktischen Gründen folgen die Zeitzonen nicht exakten Abständen vom Bezugspunkt (dem Nullmeridian), sondern sind Ländergrenzen oder anderen politischen oder geographischen Gegebenheiten angepasst.

Politische Grenzen sind so relevant, dass Zeitzonen oft nach größeren Ländern oder Städten innerhalb der jeweiligen Zone benannt sind. Die Zeitzonen werden jedoch nach ihrem Zeitversatz relativ zu UTC unterteilt, und dieser Versatz dient auch der Bezeichnung der jeweiligen Zone. Die Zeitzone GMT-5 gibt z.B. die Region an, für die die UTC-Zeit fünf Stunden voraus ist; die Region liegt also 5 Stunden hinter UTC. Ebenso zeigt die Zeitzone GMT+3 eine Region an, in der es drei Stunden später ist als in der UTC-Zone. GMT, die Abkürzung von Greenwich Mean Time, wird als Synonym für UTC in den offsetbasierten Zonennamen verwendet.

Auf einen vernetzten Rechner kann von verschiedenen Teilen der Welt aus zugegriffen werden, daher ist es gute Praxis, die Hardware-Uhr auf UTC (die Zeitzone GMT+0) einzustellen und die Wahl der Zeitzone dem jeweiligen Einzelfall zu überlassen. Clouddienste bespielsweise werden üblicherweise so konfiguriert, dass sie UTC verwenden, um gelegentliche Inkonsistenzen zwischen der lokalen Zeit und der Zeit auf den Clients oder auf anderen Servern abzumildern. Im Gegensatz dazu möchten Benutzer, die eine Remotesitzung auf dem Server öffnen, möglicherweise ihre lokale Zeitzone verwenden. Es liegt also am Betriebssystem, die richtige Zeitzone für den jeweiligen Fall einzurichten.

Neben dem aktuellen Datum und der Uhrzeit gibt der Befehl date auch die aktuell konfigurierte Zeitzone aus:

Der Offset relativ zu UTC ist mit -03 angegeben — die angezeigte Zeit liegt also drei Stunden hinter UTC. Oder anders: Die UTC-Zeit ist drei Stunden voraus, weshalb GMT-3 die entsprechende Zeitzone darstellt. Der Befehl timedatectl, der in Distributionen mit systemd verfügbar ist, zeigt weitere Details über die Systemzeit und das Datum an:

Wie im Eintrag Time zone (Zeitzone) zu sehen, werden Zeitzonennamen auch auf der Basis von Orten — wie America/Sao_Paulo — akzeptiert. Die Standardzeitzone für das System ist in der Datei /etc/timezone definiert, entweder durch den vollständigen beschreibenden Namen der Zone oder den Offset. Generische Zeitzonennamen, die durch den UTC-Offset angegeben werden, müssen Etc als ersten Teil des Namens enthalten. Um also die Standardzeitzone auf GMT+3 zu setzen, lautet der Name der Zeitzone Etc/GMT+3:

Obwohl Zeitzonennamen, die auf Ortsnamen basieren, keinen Offset-Angabe benötigen, um zu funktionieren, ist die Auswahl nicht so einfach. Dieselbe Zone kann mehr als einen Namen haben, was es schwierig machen kann, sie sich zu merken. Bei diesem Problem hilft der Befehl tzselect, der den Benutzer interaktiv zur richtigen Zeitzonendefinition führt. tzselect ist in den meisten Linux-Distributionen standardmäßig verfügbar, da er Teil des Pakets ist, das die notwendigen Hilfsprogramme zur GNU C Bibliothek enthält.

Der Befehl tzselect ist z.B. für einen Benutzer nützlich, der die Zeitzone für “São Paulo City” in “Brasilien” ermitteln möchte. tzselect beginnt mit der Abfrage der Makroregion des gewünschten Ortes:

Option 2 ist für (nord- und süd-)amerikanische Standorte, die nicht unbedingt in derselben Zeitzone liegen. Es ist auch möglich, die Zeitzone mit geografischen Koordinaten oder mit der Offset-Notation, auch bekannt als das Posix TZ-Format, anzugeben. Der nächste Schritt ist die Auswahl des Landes:

Brasilien erstreckt sich über vier Zeitzonen, daher reicht die Länderinformation allein nicht aus, um die Zeitzone einzustellen. Im nächsten Schritt verlangt tzselect vom Benutzer daher die Angabe der Region:

Es sind nicht alle Ortsnamen verfügbar, aber die Auswahl der nächstgelegenen Region ist genau genug. Die angegebenen Informationen nutzt tzselect dann, um die entsprechende Zeitzone anzuzeigen:

Sie können den resultierenden Namen der Zeitzone, America/Sao_Paulo, auch als Inhalt der Datei /etc/timezone nutzen, um die Standardzeitzone für das System zu bestimmen:

Wie die Ausgabe von tzselect zeigt, definiert die Umgebungsvariable TZ die Zeitzone für die Shell-Sitzung, unabhängig von der Standardzeitzone des Systems. Durch Hinzufügen der Zeile TZ='America/Sao_Paulo'; export TZ in die Datei ~/.profile wird America/Sao_Paulo zur Zeitzone für künftige Sitzungen des Benutzers. Sie können die Variable TZ auch während der aktuellen Sitzung vorübergehend ändern, um die Uhrzeit in einer anderen Zeitzone anzuzeigen:

Im Beispiel führt der Befehl env den angegebenen Befehl in einer neuen Subshell-Sitzung mit denselben Umgebungsvariablen der aktuellen Sitzung aus, mit Ausnahme der Variable TZ, die durch das Argument TZ='Afrika/Kairo' geändert wird.

In vielen Regionen gilt für einen Teil des Jahres die Sommerzeit, was dazu führen kann, dass ein falsch konfiguriertes System während dieser Periode die falsche Zeit meldet.

Die Datei /etc/localtime enthält die Daten, anhand derer das Betriebssystem seine Uhr einstellt. Standard-Linux-Systeme haben Dateien für alle Zeitzonen im Verzeichnis /usr/share/zoneinfo/, so dass /etc/localtime nur ein symbolischer Link auf die passende Datei in diesem Verzeichnis ist. Die Dateien in /usr/share/zoneinfo/ sind nach dem Namen der entsprechenden Zeitzone organisiert —  die Datei für die Zeitzone America/Sao_Paulo heißt folglich /usr/share/zoneinfo/America/Sao_Paulo.

Da sich die Definitionen für die Sommerzeit ändern können, ist es wichtig, die Dateien in /usr/share/zoneinfo/ auf dem neuesten Stand zu halten. Der Upgrade-Befehl des von der Distribution bereitgestellten Paketverwaltungswerkzeugs sollte diese stets aktuell halten.

Linux-Systeme können mit einer Vielzahl von Sprachen und nicht westlichen Zeichenkodierungen arbeiten, sogenannten Locales. Die grundlegendste Gebietsschemakonfiguration ist die Definition der Umgebungsvariablen LANG, anhand derer die meisten Shellprogramme die zu verwendende Sprache identifizieren.

Der Inhalt der Variablen LANG folgt dem Format ab_CD, wobei ab für den Sprachcode und CD für den Regionalcode steht. Der Sprachcode sollte dem ISO-639-Standard und der Regionalcode dem ISO-3166-Standard folgen. Bei einem System, das für brasilianisches Portugiesisch konfiguriert ist, sollte die Variable LANG beispielsweise auf pt_BR.UTF-8 gesetzt sein:

Wie in der Beispielausgabe zu sehen, enthält die Variable LANG auch die für das System vorgesehene Zeichenkodierung. ASCII, kurz für American Standard Code for Information Interchange, war der erste weit verbreitete Zeichenkodierungsstandard für die elektronische Kommunikation. Da ASCII jedoch einen sehr begrenzten Bereich verfügbarer numerischer Werte hat und auf dem englischen Alphabet basiert, enthält es keine Zeichen, die von anderen Sprachen verwendet werden, oder einen erweiterten Satz nicht-alphabetischer Symbole. Die UTF-8-Kodierung ist ein Unicode-Standard für die üblichen westlichen Zeichen sowie viele andere nicht-konventionelle Symbole. Wie vom Unicode Consortium, dem verantwortlichen Gremium für den Unicode-Standards, angegeben, sollte er standardmäßig übernommen werden, um die Kompatibilität zwischen Computerplattformen zu gewährleisten:

Einige Systeme mögen immer noch ISO-definierte Standards — wie den Standard ISO-8859-1 — für die Kodierung von Nicht-ASCII-Zeichen verwenden. Solche Zeichenkodierungsstandards sollten jedoch zu Gunsten des Unicode-Kodierungsstandards abgelehnt werden. Alle größeren Betriebssysteme tendieren dazu, den Unicode-Standard per Default zu übernehmen.

Systemweite Locale-Einstellungen definieren Sie in der Datei /etc/locale.conf. Die Variable LANG und andere ortsabhängige Variablen werden in dieser Datei wie gewöhnliche Shellvariable zugewiesen, zum Beispiel:

Benutzer können Ihre Gebietsschemakonfiguration anpassen, indem sie die Umgebungsvariable LANG neu definieren. Dies ist nur für die aktuelle Sitzung oder auch für künftige Sitzungen möglich, indem die neue Definition im Bash-Profil des Benutzers in ~/.bash_profile oder ~/.profile ergänzt wird. Bis sich der Benutzer anmeldet, wird die Standardsystemsprache jedoch weiterhin von benutzerunabhängigen Programmen verwendet, wie z.B. dem Anmeldebildschirm des Displaymanagers.

Neben der Variable LANG wirken sich auch andere Umgebungsvariablen auf bestimmte Aspekte des Gebietsschemas aus, wie z.B. das zu verwendende Währungssymbol oder das Tausendertrennzeichen für Zahlen:

Der Befehl locale zeigt alle definierten Variablen in der aktuellen Gebietsschemakonfiguration an:

Die einzige nicht definierte Variable ist LC_ALL, die dazu dient, alle anderen Gebietsschemaeinstellungen vorübergehend außer Kraft zu setzen. Das folgende Beispiel zeigt, wie der Befehl date — der in einem System ausgeführt wird, das für das Gebietsschema pt_BR.UTF-8 konfiguriert ist — seine Ausgabe so ändert, dass die Ausgabe der neuen Variable LC_ALL entspricht:

Die Änderung der Variable LC_ALL sorgt dafür, dass die beiden Abkürzungen für den Wochentag und den Monatsnamen in amerikanischem Englisch (en_US) erscheinen. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, für alle Variablen das gleiche Gebietsschema einzustellen. Sie können z.B. die Sprache auf pt_BR und das Zahlenformat (LC_NUMERIC) auf den amerikanischen Standard einstellen.

Einige Lokalisierungseinstellungen beeinflussen, wie Programme mit alphabetischer Anordnung und Zahlenformaten umgehen. Während herkömmliche Programme in der Regel darauf ausgelegt sind, in solchen Situationen ein gemeinsames Gebietsschema korrekt zu wählen, verhalten sich Skripte oft unerwartet, wenn sie z.B. versuchen, eine Liste von Einträgen alphabetisch zu ordnen. Aus diesem Grund empfiehlt es sich, die Umgebungsvariable LANG auf das gemeinsame C-Gebietsschema zu setzen, wie in LANG=C, damit das Skript eindeutige Ergebnisse liefert, unabhängig von den Lokalisierungsdefinitionen, die in dem System verwendet werden, in dem es ausgeführt wird. Das C-Gebietsschema führt nur einen einfachen byteweisen Vergleich durch, daher wird es auch besser abschneiden als die anderen.

Text kann mit unverständlichen Zeichen erscheinen, wenn er auf einem System mit einer anderen Zeichenkodierungskonfiguration angezeigt wird als auf dem System, auf dem er erstellt wurde. Der Befehl iconv kann dieses Problem lösen, indem er die Datei von ihrer ursprünglichen Zeichenkodierung in die gewünschte konvertiert. Um z.B. eine Datei original.txt von der ISO-8859-1-Kodierung in die Datei mit dem Namen converted.txt mit UTF-8-Kodierung zu konvertieren, nutzen Sie den folgenden Befehl:

Die Option -f ISO-8859-1 (oder --from-code=ISO-8859-1) setzt die Kodierung der Originaldatei und die Option -t UTF-8 (oder --to-code=UTF-8) die für die konvertierte Datei. Alle vom Befehl iconv unterstützten Kodierungen zeigt der Befehl iconv -l oder iconv --list. Statt der Ausgabeumleitung, wie im Beispiel, könnte Sie auch die Option -o converted.txt oder --output converted.txt verwenden.