Serwery czasu NTP (Network Time Protocol) to istotny aspekt każdej sieci komputerowej lub technologicznej. Tak wiele aplikacji wymaga dokładnych informacji o taktowaniu, które nie są w stanie odpowiednio zsynchronizować sieci i precyzyjnie mogą prowadzić do różnego rodzaju błędów i problemów - zwłaszcza podczas komunikacji z innymi sieciami.

Dokładność, jeśli chodzi o synchronizację czasu, oznacza tylko jedno - zegary atomowe. Żadna inna metoda utrzymywania czasu nie jest tak dokładna ani niezawodna jak zegar atomowy. W porównaniu do zegara elektronicznego, takiego jak zegarek cyfrowy, który zanika do sekundy dziennie - zegar atomowy pozostanie dokładny do sekundy przez 100,000 lat.

Zegary atomowe nie są czymś, co można umieścić w przeciętnej serwerowni; zegary atomowe są bardzo drogie, kruche i wymagają pełnoetatowych techników do kontroli, więc zwykle można je znaleźć tylko w laboratoriach fizyki na dużą skalę, takich jak te prowadzone przez NIST (Narodowy Instytut Standardów i Czasu - USA) i NPL (National Physical Laboratory - UK).

Uzyskanie źródła dokładnego czasu z zegara atomowego jest stosunkowo łatwe. Dla bezpiecznego i niezawodnego źródła atomowego czasu zegarowego istnieją tylko dwie opcje (internetu nie da się opisać jako bezpiecznego ani niezawodnego jako źródła czasu):

• Czas GPS
• Transmisja czasu UTC na długich falach

Czas GPS z amerykańskiego Globalnego Systemu Pozycjonowania to znacznik czasu generowany na pokładzie zegarów atomowych na satelitach. Jest jedna wyraźna korzyść z używania GPS jako źródła czasu: jest dostępna w dowolnym miejscu na świecie.

Wszystko, co jest potrzebne do odbioru i wykorzystania czasu GPS, to urządzenie czasu GPS i antena; dobry czysty widok nieba jest również potrzebny, aby uzyskać pewny sygnał. Chociaż nie jest to ściśle czas UTC (Coordinated Universal Time) transmitowane przez GPS (do czasu dodania satelitów do UTC dodano sekundy przeskoku 17) znacznik czasu zawierał informacje potrzebne NTP do przekształcenia go w uniwersalny standard czasowy.

Jednak UTC jest transmitowane bezpośrednio z laboratoriów fizycznych i jest dostępne za pomocą przywoływanego radia Serwer NTP. Sygnały te nie są dostępne wszędzie, ale w USA (sygnał jest znany jako WWVB) i obejmuje większość Europy (MSF i DCF). Te też są bardzo dokładne zegar atomowy generował źródła czasu a ponieważ obie metody pochodzą z bezpiecznego źródła, sieć komputerowa pozostanie bezpieczna.

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.

Sygnał DCF 77 jest transmisją długofalową z częstotliwością 77 KHz z Frankfurtu w Niemczech. DCF-77 jest transmitowany przez Physikalisch-Technische Bundesanstalt, niemieckie krajowe laboratorium fizyki.

DCF-77 jest dokładnym źródłem czasu UTC i jest generowany przez zegary atomowe, które zapewniają jego precyzję. DCF-77 jest przydatnym źródłem czasu, który można zastosować w całej Europie dzięki technologiom wymagającym dokładnego odniesienia do czasu.

Sterowane radiowo zegary i Sieć serwerów czasu odbiera sygnał czasu, a w przypadku serwerów czasu rozpowszechnia ten sygnał czasu w sieci komputerowej. Większość sieci komputerowych wykorzystuje NTP do dystrybucji sygnału czasu DCF 77.

Istnieją zalety korzystania z sygnału takiego jak DCF do synchronizacji czasu. DCF jest falą długą i dlatego jest podatny na zakłócenia ze strony innych urządzeń elektrycznych, ale może przeniknąć do budynków, które dają sygnał DCF przewagę nad innym powszechnie dostępnym czasem UTC - GPS (Global Positioning System) - który wymaga otwartego widoku niebo, aby odbierać transmisje satelitarne.

Inne sygnały radiowe o długich falach są dostępne w innych krajach, które są podobne do DCF-77. W Wielkiej Brytanii sygnał MSF-60 jest nadawany przez NPL (National Physical Laboratory) z Cumbrii, podczas gdy w USA NIST (National Institute of Standards and Time) transmituje sygnał WVBB z Boulder w stanie Kolorado.

Serwery czasu NTP są skuteczną metodą odbierania tych transmisji długofalowych, a następnie wykorzystują kod czasowy jako źródło synchronizacji. Serwerów NTP może odbierać DCF, MSF i WVBB, a także wiele z nich również może odbierać sygnał GPS.