Zapewnienie synchronizacji sieci jest istotną częścią nowoczesnej informatyki. Nieprzestrzeganie tego i posiadanie różnych maszyn o różnych porach jest receptą na katastrofę i może powodować nieopisane problemy, nie wspominając już o prawie niemożliwym debugowaniu lub logowaniu błędów.

I nie jest to tylko własna sieć, z którą musisz się synchronizować. Ponieważ wiele sieci komunikuje się ze sobą, ważne jest, aby wszystkie sieci były synchronizowane w tej samej skali czasowej.

UTC (Coordinated Universal Time) jest właśnie takim globalnym zakresem czasowym. Jest kontrolowany przez międzynarodową konstelację zegarów atomowych i umożliwia komputerom na całym świecie rozmowę ze sobą w doskonałej synchronizacji.

Ale jak się synchronizujesz z UTC?

Internet jest pełen zasobów internetowych. Większość nowoczesnych systemów operacyjnych, szczególnie w systemie Windows, jest skonfigurowana, aby zrobić to automatycznie (po prostu klikając kartę czasu / daty w menu zegara). Komputer będzie następnie regularnie sprawdzał serwer czasu (zwykle w Microsoft lub NIST, chociaż można użyć innych) i dostosować komputer, aby zapewnić zgodność czasu.

Większość internetu serwery czasu znane są jako urządzenia warstwy 2. Oznacza to, że zabierają czas z innego urządzenia, ale skąd bierze się czas?

Serwery czasu NTP

Odpowiedź jest taka, że ​​gdzieś w drzewie warstwowym pojawi się warstwa 1. Będzie to serwer czasu, który odbiera czas bezpośrednio ze źródła zegara atomowego. Często jest to GPS, ale istnieją alternatywy radiowe w wielu krajach. Te serwery czasu 1 NTP (Network Time Protocol) dostarczają urządzenia warstwy 2 z właściwym czasem - i tym urządzeniom, z których uzyskujemy nasz czas internetowy.

Wady czasu internetowego

Istnieje kilka wad polegających na poleganiu w Internecie na synchronizacji czasu. Dokładność to jedna uwaga. Zwykle urządzenie 2 zapewnia wystarczającą precyzję dla większości sieci; jednak dla niektórych użytkowników, którzy wymagają wysokiego poziomu dokładności lub transakcje wrażliwe na wiele czasu, serwer czasu 2 może nie być wystarczająco dokładny.

Innym problemem z internetowymi serwerami czasu jest to, że wymagają one otwartego portu w zaporze. Utrzymywanie dostępu NTP na porcie UDP 123 otwartym przez cały czas może prowadzić do problemów z bezpieczeństwem, zwłaszcza że nie można uwierzytelnić ani zagwarantować źródeł czasu w Internecie.

Używanie serwera czasu Stratum 1 NTP

Warstwa 1 Serwery czasu NTP są łatwo instalowane w większości sieci. Zapewniają one nie tylko dokładniejsze źródło czasu, ale również dlatego, że otrzymują czas na zewnątrz (z GPS lub radia), dlatego są bardzo bezpieczne i nie mogą zostać uprowadzone przez złośliwych użytkowników lub oprogramowanie wirusowe.

Brytyjski sygnał czasu i częstotliwości MSF, dostarczony przez National Physical Laboratory z Kumbrii, będzie nieczynny z powodu niezbędnych prac konserwacyjnych w 26 i 27 w lipcu.

Nieplanowany czas przestoju ma na celu umożliwienie przeprowadzenia podstawowych czynności konserwacyjnych w zakresie bezpieczeństwa. Nadajnik MSF przestanie nadawać sygnał MSF w 26 i 27 lipca między 08.00 i 20.00 (BST - 07: 00 GMT / UTC), chociaż możliwe jest zakończenie konserwacji przed czasem, w którym to przypadku sygnał zostanie włączony wcześniej .

Przyszłe czynności konserwacyjne są planowane na kolejne godziny, kiedy sygnał zostanie wyłączony:

• 9 September 2010 od 10: 00 BST do 14: 00 BST
• 9 Grudzień 2010 od 10: 00 UTC do 14: 00 UTC
• 10 Marzec 2011 od 10: 00 UTC do 14: 00 UTC

Problemy z synchronizacją czasu

Ogólnie większość Serwery czasu NTP powinien być w stanie utrzymać stabilny czas podczas tych krótkich przestojów, a użytkownicy urządzeń synchronizacji czasu MSF nie powinni mieć żadnych problemów z brakiem sygnału MSF.

Jednak ci użytkownicy, którzy wymagają wysokiego poziomu dokładności i niezawodności i znaleźć awarie MSF mają na nich wpływ powinni być może Serwer NTP GPS.

GPS serwery czasu odbierają swoje sygnały czasu z sieci GPS, która jest dostępna 24 godzin dziennie, 365 dni w roku i nigdy nie doświadcza żadnych przestojów.

Ponieważ połowa świata jest pogrążona w czteroletnim turnieju piłkarskim, jest to dobra okazja, aby podkreślić znaczenie dokładnego czasu i tego, jak umożliwia całemu światu oglądanie wydarzeń, takich jak Mistrzostwa Świata FIFA.

Wielu z nas zostało przyklejonych do pokera miłosnego futbolu, nadawanego przez wielu różnych nadawców i firmy telewizyjne niemal we wszystkich krajach na całym świecie.

Ale prawie wszystkie technologie, które umożliwiają tę masową globalną transmisję na żywo: od satelitów komunikacyjnych, które transmitują sygnał na całym świecie, do odbiorników, które dystrybuują je do naszych naczyń, skrzynek kablowych i anten.

A dzięki transmisjom online jest to nieodłączna część całego pakietu wydarzeń sportowych na żywo - dokładny czas jest jeszcze ważniejszy.

Serwery czasu NTP

Ponieważ sygnały są przekazywane z stadionów piłkarskich do satelitów, a następnie do naszych domów, ważne jest, aby wszystkie stosowane technologie były zsynchronizowane tak dokładnie, jak to możliwe. Niespełnienie tego warunku może spowodować utratę sygnałów, tworzenie zakłóceń lub powodowanie innych problemów.

Większość technologii polega na serwerach czasu, aby zapewnić dokładność i synchronizację. Większość serwerów synchronizacji czasu używa protokołu NTP (Network Time Protocol) do dystrybucji czasu w sieciach technologicznych.

Urządzenia te wykorzystują jedno źródło czasu, często pozyskiwane z zewnętrznego zegara atomowego, który służy do ustawiania wszystkich zegarów systemowych na urządzeniach.

Większość nowoczesnych sieci komputerowych ma Serwer czasu NTP który kontroluje czas. Urządzenia te są łatwe do skonfigurowania iw nowoczesnym, globalnym świecie są niezbędne dla każdego, kto jest świadomy dokładności i bezpieczeństwa (wiele zabezpieczeń i złośliwych ataków sieciowych jest spowodowanych brakiem synchronizacji).

Pojedynczy Serwer czasu NTP może utrzymywać sieć setek, a nawet tysięcy maszyn z dokładnością do kilku milisekund do globalnej skali czasu UTC (Coordinated Universal Time).

Napisane przez Richarda Williamsa dla Galleon Systems

Dokładność w mierzeniu czasu na zawsze staje się coraz ważniejsza we współczesnej gospodarce światowej. Branże i firmy na całym świecie często komunikują się ze sobą pomimo różnic w strefach czasowych.

Był czas, kiedy kilka minut tu lub tam rzadko miało znaczenie, ale teraz, wiedząc dokładnie, która godzina jest coraz ważniejsza, konferencje i internetowe seminaria są często planowane w ramach zwykłego biznesu.

Globalna skala czasowa

Na szczęście, aby zapobiec bólom głowy przy opracowywaniu wszystkich różnych stref czasowych, z którymi być może musicie sobie poradzić, istnieje globalna skala czasowa, którą obecnie przyjmuje globalna społeczność. UTC (Coordinated Universal Time) jest czasem sterowanym zegarem atomowym używanym na całym świecie i utrzymywanym precyzyjnie i precyzyjnie przez laboratoria fizyki na całym świecie.

UTC umożliwia dokładną komunikację i formularze i jest używany przez wiele zaawansowanych technologii w celu zapewnienia dokładności, takich jak serwer czasu w sieci (Serwer NTP - Network Time Protocol). Często te urządzenia otrzymują czas UTC bezpośrednio z zegarów atomowych dzięki transmisjom radiowym od ludzi takich jak NIST (Amerykański Narodowy Instytut Norm i Czasu) i NPL (Brytyjskie krajowe laboratorium fizyczne)

Zegary ścienne atomowe

A jeśli chodzi o ludzi opowiadających czas, te same sygnały radiowe mogą być również wykorzystywane przez atomowy zegar ścienny. Atomowe zegary ścienne, pomimo tego, co sugeruje nazwa, nie są atomowymi zegarami. W istocie składają się one ze standardowego urządzenia zegarowego i anteny radiowej oraz odbierają. Można odbierać sygnały zegarów atomowych transmitowane przez laboratoria fizyki, a zegar regularnie dostosowuje się, aby zegar był dokładny do UTC do drugiego.

Napisane przez Richarda N Williamsa dla Galleon Systems

Od czasu wydania go ludności cywilnej, system GPS (Global Positioning System) znacznie poprawił i ulepszył nasz świat. Od nawigacji satelitarnej do dokładnego czasu używanego przez Serwerów NTP (Network Time Protocol) i wiele lub nasze nowoczesne technologie na świecie.

Od kilku lat GPS jest jedynym Globalnym Systemem Nawigacji Satelitarnej (GNSS) i jest używany na całym świecie, jednak czasy się zmieniają.

Obecnie na horyzoncie pojawiają się trzy inne systemy GNSS, które nie tylko będą działały jako konkurencja dla GPS, ale również zwiększą jego dokładność i dokładność.

Glonass to rosyjski system GNSS opracowany w czasie zimnej wojny. Jednak po upadku Związku Radzieckiego system popadł w ruinę, ale w końcu został odnowiony, a teraz jest z powrotem uruchomiony.

System Glonass jest obecnie wykorzystywany jako pomoc nawigacyjna przez rosyjskie linie lotnicze, a ich służby ratownicze z odbiornikami samochodowymi GNSS są również wdrażane dla całej populacji. A system Glonass pozwala również na synchronizację czasu Serwery czasu NTP ponieważ używa tej samej technologii zegara atomowego co GPS.

Poza tym Glonass nie jest jedyną konkurencją dla GPS. Europejski system Galileo jest na dobrej drodze z pierwszymi satelitami, które mają zostać uruchomione pod koniec 2010-u i wkrótce pojawi się także system chiński Compass, który sprawi, że cztery w pełni sprawne systemy GNSS krążą nad ziemską orbitą.

Jest to dobra wiadomość dla osób zainteresowanych synchronizacją w bardzo wysokim czasie, ponieważ wszystkie systemy powinny być interoperacyjne, co oznacza, że ​​każdy, kto szuka satelitów GNSS, może korzystać z wielu systemów, aby zapewnić jeszcze większą dokładność.

Oczekuje się, że interoperacyjny GNSS Serwery czasu NTP wkrótce będą dostępne do korzystania z tych nowych technologii.

Dokładny czas jest tak ważny dla współczesnych systemów komputerowych, że jest niewyobrażalne, aby administracja sieci mogła skonfigurować system komputerowy bez względu na synchronizację.

Zapewnienie dokładnego i dokładnego czasu na wszystkich komputerach oraz synchronizacja całej sieci, zapobieganie problemom, takim jak utrata danych, brak transakcji czasochłonnych oraz umożliwienie debugowania i zarządzania błędami, które mogą być prawie niemożliwe w sieciach, w których brak synchronizacji .

Istnieje wiele źródeł dokładnego czasu do użycia Serwery czasu NTP (Network Time Protocol). Serwerów NTP mają tendencję do używania czasu kontrolowanego przez zegary atomowe w celu zapewnienia dokładności, a każdy system ma zalety i wady.

Idealnie jako źródło czasu chcesz, aby był źródłem UTC (Coordinated Universal Time), ponieważ jest to międzynarodowy standard czasowy używany przez systemy komputerowe na całym świecie. Ale UTC nie zawsze jest dostępne, ale istnieje alternatywa.

Czas GPS

Czas GPS to czas przekazywany przez zegary atomowe na satelitach GPS. Te zegary stanowią podstawową technologię dla Globalnego Systemu Pozycjonowania, a ich sygnały służą do opracowywania informacji o pozycji.

Sygnały czasu GPS mogą jednak stanowić dokładne źródło czasu dla sieci komputerowych - chociaż ściśle określony czas GPS różni się od czasu UTC.

Bez skoku sekund

Czas GPS jest transmitowany jako liczba całkowita. Sygnał zawiera liczbę sekund od pierwszego włączenia zegarów GPS (styczeń 1980).

Początkowo czas GPS był ustawiony na UTC, ale ponieważ satelita GPS znajdował się w kosmosie w ciągu ostatnich trzydziestu lat, w przeciwieństwie do UTC, nie odnotowano wzrostu w odniesieniu do sekund przestępnych - tak więc obecnie GPS działa dokładnie 17 sekund za UTC.

Konwersja

Podczas gdy czas GPS i UTC nie są dokładnie takie same, jak były pierwotnie oparte na tym samym czasie i tylko brak sekund przestępnych nie dodanych do GPS robi różnicę, a ponieważ jest to dokładne w sekundach, konwersja czasu GPS jest prosta.

Wiele Serwery NTP GPS zamieni czas GPS na czas UTC (i czas lokalny, jeśli sobie tego życzysz), zapewniając zawsze dokładne, stabilne, bezpieczne i niezawodne źródło czasu opartego na zegarze atomowym.

Nie musisz mi mówić, jak ważna jest synchronizacja czasu sieci komputerowej. Jeśli to czytasz, prawdopodobnie dobrze wiesz, jak ważne jest, aby wszystkie komputery, routery i urządzenia w sieci działały w tym samym czasie.

Niezsynchronizowanie sieci może spowodować różnego rodzaju problemy, chociaż z powodu braku synchronizacji problemy mogą pozostać niezauważone, ponieważ znalezienie błędu i debugowanie sieci może być prawie niemożliwe bez źródła zsynchronizowanego czasu.

Istnieje wiele opcji wyszukiwania źródła dokładnego czasu. Większość źródeł czasu używanych do synchronizacji jest źródłem UTC (Coordinated Universal Time), czyli międzynarodowa skala czasowa.
Jednak są pro i con's do wszystkich źródeł:

Czas internetowe

W Internecie istnieje prawie nieskończona liczba źródeł czasu UTC. Niektóre z tych źródeł czasowych są całkowicie niedokładne i niewiarygodne, ale istnieją pewne zaufane źródła, takie jak ludzie NIST (Narodowy Instytut Standardów i Czasu) i Microsoft.

Jednak niezależnie od tego, jak zaufane jest źródło czasu, istnieją dwa problemy ze źródłami czasu w Internecie. Po pierwsze, internetowy serwer czasu jest w rzeczywistości urządzeniem 2. Innymi słowy, serwer czasu w Internecie jest połączony z innym serwerem czasu, który pobiera swój czas z zegar atomowy, zwykle z jednego ze źródeł poniżej. Więc internetowe źródło czasu nigdy nie będzie tak dokładne i precyzyjne, jak samo korzystanie z serwera czasu 1.

Po drugie, i co ważniejsze, internetowe źródła czasu działają przez firewall, więc potencjalne naruszenie bezpieczeństwa jest dostępne dla każdego złośliwego użytkownika, który chce skorzystać z otwartych portów.

Czas GPS

Czas GPS jest o wiele bezpieczniejszy. Sygnał czasu GPS jest dostępny nie tylko w dowolnym miejscu z widokiem linii nieba, ale także sygnały czasu GPS mogą być odbierane zewnętrznie z sieci. Używając a Serwer czasu GPS Sygnały czasu GPS mogą być odbierane i za pomocą NTP (Network Time Protocol) ten czas może zostać przekonwertowany na UTC (czas GPS wynosi obecnie 17 sekund dokładnie za czasem GPS), a następnie rozłożony w sieci.

Czas MSF / WWVB

Audycje radiowe w długich falach są transmitowane przez kilka krajowych laboratoriów fizycznych. NIST i brytyjski NPL są dwiema takimi organizacjami, które przesyłają sygnały UTC MSF (UK) i WWVB (USA), które mogą być odbierane i wykorzystywane przez radio referencyjne Serwer NTP.

Po ustawieniu zegarka na prawdopodobnie zegar mówiący lub czas w Internecie, czy zastanawiałeś się kiedyś, kto to jest, który ustawia te zegary i sprawdza, czy są one dokładne?

Nie ma jednego głównego zegara używanego do pomiaru czasu na świecie, ale istnieje konstelacja zegarów, które są używane jako podstawa do uniwersalnego systemu pomiaru czasu, znanego jako UTC (Coordinated Universal Time).

UTC pozwala wszystkim światowym sieciom komputerowym i innym technologiom rozmawiać ze sobą w doskonałej synchronizacji, która jest niezbędna w nowoczesnym świecie handlu internetowego i globalnej komunikacji.

Ale jak już wspomniano, kontrolowanie UTC nie odbywa się do jednego głównego zegara, a zamiast tego poważnie bardzo precyzyjne zegary atomowe z różnych krajów współpracują ze sobą, aby wytworzyć źródło taktowania, które jest oparte na czasie, który im wszystkim opowiadamy.

Te chronometrażyści UTC obejmują tak znaczące organizacje jak Amerykański Narodowy Instytut Standardów i Czasu (NIST) oraz brytyjskie krajowe laboratorium fizyczne (NPL) wśród innych.

Organizacje te nie tylko pomagają zapewnić, że UTC jest tak dokładne, jak to tylko możliwe, ale również zapewniają źródło czasu UTC dostępne dla światowych sieci komputerowych i technologii.

Aby otrzymać czas od tych organizacji, Serwer czasu NTP (Network Time Server) jest wymagany. Urządzenia te odbierają transmisje z miejsc takich jak NIST i NPL za pomocą transmisji fal długich. The Serwer NTP następnie dystrybuuje sygnał taktowania w sieci, dostosowując indywidualne zegary systemowe, aby zapewnić, że są one tak dokładne dla UTC, jak to możliwe.

Pojedynczy dedykowany serwer NTP może zsynchronizować sieć komputerową złożoną z setek, a nawet tysięcy maszyn, a dokładność sieci bazującej w czasie UTC z transmisji NIST i NPL również będzie bardzo precyzyjna.

Sygnał taktowania NIST jest znany jako WWVB i jest nadawany z Boulder Colorado w sercu USA, podczas gdy brytyjski sygnał NPL jest nadawany w Cumbrii na północy Anglii i jest znany jako MSF - inne kraje mają podobne systemy, w tym DSTransmisja sygnału F z Frankfurtu w Niemczech.

System GPS jest znany większości ludzi. Wiele samochodów ma teraz w swoich samochodach urządzenie do nawigacji satelitarnej GPS, ale w Globalnym Systemie Pozycjonowania jest coś więcej niż tylko wskazanie drogi.

Global Positioning System to konstelacja ponad trzydziestu satelitów obracających się po całym świecie. Sieć satelitarna GPS została zaprojektowana tak, aby w dowolnym momencie nad głowami znajdowały się co najmniej cztery satelity - bez względu na to, gdzie jesteś na świecie.

Na pokładzie każdego satelity GPS znajduje się bardzo precyzyjny zegar atomowy, a informacje z tego zegara są wysyłane za pomocą transmisji GPS, które dzięki triangulacji (za pomocą sygnału z wielu satelitów) odbiornik nawigacji satelitarnej może ustalić swoją pozycję.

Ale te ultra precyzyjne sygnały czasowe mają inne zastosowanie, bez wiedzy wielu użytkowników systemów GPS. Ponieważ sygnały czasowe z Zegary atomowe GPS są tak precyzyjne, że są dobrym źródłem czasu na synchronizację wszelkiego rodzaju technologii - od sieci komputerowych po kamery drogowe.

Aby korzystać z sygnałów taktowania GPS, często używany jest serwer czasu GPS. Te urządzenia używają NTP (Network Time Protocol) do dystrybucji Źródło czasu GPS do wszystkich urządzeń w sieci NTP.

NTP regularnie sprawdza czas we wszystkich systemach w swojej sieci i odpowiednio je dostosowuje, jeśli dryfował do źródła oryginalnego źródła GPS.

Ponieważ GPS jest dostępny w dowolnym miejscu na świecie, zapewnia on bardzo przydatne źródło czasu dla wielu technologii i aplikacji zapewniających, że wszystko, co jest zsynchronizowane ze źródłem taktowania GPS, pozostanie tak dokładne, jak to tylko możliwe.

Pojedynczy Serwer NTP GPS potrafi zsynchronizować setki i tysiące urządzeń, w tym routery, komputery i inny sprzęt, zapewniając, że cała sieć działa idealnie skoordynowany czas.

Zegary atomowe Są to niedoceniane technologie, które zrewolucjonizowały sposób, w jaki żyjemy i pracujemy, i stworzyliśmy technologie, które bez nich byłyby niemożliwe.

Nawigacja satelitarna, telefony komórkowe, GPS, Internet, kontrola ruchu lotniczego, sygnalizacja świetlna, a nawet kamery CCTV są zależne od ultra precyzyjny pomiar czasu zegara atomowego.

Dokładność zegara atomowego jest nieporównywalna z innymi urządzeniami utrzymującymi czas, ponieważ nie dryfują nawet przez sekundę od setek tysięcy lat.

Ale zegary atomowe są dużymi wrażliwymi urządzeniami, które potrzebują zespołu doświadczonych techników i optymalnych warunków, takich jak te znajdujące się w laboratorium fizyki. Jak więc wszystkie te technologie korzystają z wysokiej precyzji zegara atomowego?

Odpowiedź jest dość prosta: kontrolery zegarów atomowych, zwykle krajowe laboratoria fizyki, nadają za pośrednictwem fal radiowych sygnały czasu, które wytwarzają ich ultra dokładne zegary.

Aby odbierać te sygnały czasu, serwery korzystające z protokołu synchronizacji czasu NTP (Network Time Protocol) są wykorzystywane do odbierania i dystrybucji tych znaczników czasu.

Serwery czasu NTP, często określane jako sieciowe serwery czasu, są bezpieczną i dokładną metodą zapewnienia, że ​​każda technologia wykonuje dokładne zegary atomowe. Te urządzenia do synchronizacji czasu mogą synchronizować pojedyncze urządzenia lub całe sieci komputerów, routerów i innych urządzeń.

Serwery NTP, które używają sygnałów GPS do odbierania czasu z satelitów z zegarem atomowym, są również powszechnie używane. Te GPS serwerów czasu NTP są tak dokładne, jak te, które otrzymują czas z laboratoriów fizyki, ale wykorzystują słabszy, liniowy sygnał GPS jako źródło.