Jeden z najbardziej na świecie dokładne zegary atomowe ma zostać uruchomiona na orbicie i przyłączona do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) dzięki umowie podpisanej przez francuską agencję kosmiczną.

Zegar atomowy PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) jest przymocowany do ISS w celu dokładniejszego zbadania teorii względności Einsteina oraz zwiększenia dokładności skoordynowanego czasu uniwersalnego (UTC) wśród innych eksperymentów geodezyjnych.

PHARAO to zegar atomowy cez nowej generacji z dokładnością odpowiadającą mniej niż sekundowemu dryfowi co 300,000 lat. PHARAO ma zostać uruchomiony przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) w 2013.

Zegary atomowe są najdokładniejszymi urządzeniami do mierzenia czasu dostępnymi dla ludzkości, ale są podatne na zmiany siły przyciągania grawitacyjnego, zgodnie z przewidywaniami teorii Einsteina, ponieważ sam czas jest przesunięty przez przyciąganie Ziemi. Umieszczenie tego dokładnego zegara atomowego na orbicie zmniejsza wpływ grawitacji ziemskiej, dzięki czemu PHARAO może być dokładniejszy niż zegar oparty na Ziemi.

Kompletujemy wszystkie dokumenty (wymagana jest kopia paszportu i 4 zdjęcia) potrzebne do zegary atomowe nie są nowicjuszami na orbicie, jak wiele satelitów; w tym sieć GPS (Global Positioning System) zawiera zegary atomowe, jednak PHARAO będzie jednym z najdokładniejszych zegarów, jakie kiedykolwiek pojawiły się w kosmosie, dzięki czemu można go wykorzystać do znacznie bardziej szczegółowej analizy.

Zegary atomowe istnieją od czasów 1960-ów, ale ich rosnący rozwój utorował drogę dla coraz bardziej zaawansowanych technologii. Zegary atomowe stanowią podstawę wielu nowoczesnych technologii od nawigacji satelitarnej po umożliwienie sieciom komputerowym skutecznej komunikacji na całym świecie.

Sieć komputerowa odbiera sygnały czasu z zegarów atomowych przez Serwery czasu NTP (Network Time Protocol), który może dokładnie zsynchronizować sieć komputerową w ciągu kilku milisekund UTC.

Jest pewna ironia, że ​​komputer, który siedzi na biurku i może kosztować tyle, ile miesięczna pensja, będzie miał zegar na pokładzie, który jest mniej dokładny niż tani zegarek na rękę kupiony na stacji benzynowej lub benzynowej.

Problem nie polega na tym, że komputery są w szczególności wykonane z tanich podzespołów czasowych, ale każdy poważny pomiar czasu na komputerze można osiągnąć bez drogich lub zaawansowanych oscylatorów.

Oscylatory czasowe na większości komputerów PC są w rzeczywistości tylko kopią zapasową, aby synchronizować zegar komputera, gdy komputer jest wyłączony lub gdy informacja o taktowaniu sieci jest niedostępna.

Pomimo tych nieadekwatnych zegarów pokładowych, synchronizacja czasu w sieci komputerów z dokładnością do milisekund i siecią zsynchronizowaną z globalną skalą czasową UTC (Coordinated Universal Time) nie powinien w ogóle dryfować.

Powodem, dla którego ten wysoki poziom dokładności i synchronizacji można osiągnąć bez drogich oscylatorów, jest to, że komputery mogą korzystać z protokołu synchronizacji sieci (ang. Network Timing Protocol) (NTP), aby znaleźć i zachować dokładny czas.

NTP to algorytm, który dystrybuuje pojedyncze źródło czasu; może to być generowane przez wbudowany zegar komputera - chociaż widziałoby to każdą maszynę dryfującą w sieci, gdy sam zegar dryfuje - O wiele lepszym rozwiązaniem jest użycie NTP do dystrybucji stabilnego, dokładnego źródła czasu, a najlepiej do sieci prowadzące działalność w Internecie, źródło UTC.

Najprostszą metodą odbierania UTC - która jest zachowywana przez konstelację zegarów atomowych na całym świecie - jest użycie Dedykowany serwer czasu NTP. Serwery NTP korzystają z sygnałów satelitarnych GPS (Global Positioning System) lub transmisji fal długich (zwykle transmitowanych przez krajowe laboratoria fizyki, takie jak NPL lub NIST).

Po otrzymaniu Serwer NTP rozprowadza źródło taktowania w całej sieci i stale sprawdza każdą maszynę pod kątem dryfowania (w istocie połączona w sieć maszyna kontaktuje się z serwerem jako klient, a informacje są wymieniane za pośrednictwem protokołu TCP / IP.

Sprawia to, że wbudowane zegary samych komputerów stają się przestarzałe, chociaż po początkowym uruchomieniu maszyny lub w przypadku opóźnienia w kontaktach z Serwer NTP (jeśli jest wyłączony lub wystąpił tymczasowy błąd), wbudowany zegar jest używany do utrzymywania czasu, aż pełna synchronizacja będzie ponownie osiągalna.

synchronizacja czasu jest kluczowym aspektem sieci komputerowych. Zapewnienie synchronizacji wszystkich komputerów w sieci z globalną skalą czasu, UTC (Coordinated Universal Time), w przeciwnym razie transakcje wrażliwe na czas z innymi sieciami byłyby niemożliwe.

Synchronizacja czasu jest łatwiejsza dzięki Network Time Protocol (NTP), który został opracowany we wczesnych dniach Internetu w tym właśnie celu. Działa na pojedynczym źródle czasu (zwykle UTC), które jest następnie rozprowadzane wśród wszystkich urządzeń w sieci Sieć NTP.

. Źródło czasu UTC jest często pobierany z Internetu w sieciach, w których bezpieczeństwo nie jest wielkim problemem, ale ponieważ wiąże się to z pozostawieniem otwartego portu w zaporze sieciowej w wielu sieciach, luka, która może z niego wyjść, nie jest warta ryzyka.

Dedykowane Sieć serwerów czasu (często określane jako Serwerów NTP) są używane przez wiele sieci jako bezpieczna i jeszcze dokładniejsza metoda odbioru UTC. Te urządzenia odbierają czas UTC bezpośrednio z atomowego źródła zegara.

Co więcej, te dedykowane serwery czasu działają poza firewallem i siecią i wykorzystują źródła, takie jak GPS lub częstotliwości radiowe do zbierania kodów czasowych.

Dla ułatwienia synchronizacji są różne oprogramowanie do synchronizacji czasu pakiety, które działają w parze z NTP i pozwalają, poprzez interfejsy przeglądarki, na łatwą konfigurację synchronizacji czasu w całej sieci.

Podczas gdy te pakiety oprogramowania do synchronizacji czasu nie są niezbędne do korzystania z większości Serwerów NTPstandardowe oprogramowanie instalowane w systemach operacyjnych często nie jest lub jest dość skomplikowane.

Większość wyspecjalizowanych producentów dedykowanych serwerów czasu sieciowego będzie produkować klienta usług czasu, aby umożliwić konfigurację i są prawdopodobnie najlepiej dostosowane do urządzenia od tego dostawcy. Istnieje jednak wiele pakietów oprogramowania do synchronizacji czasu freeware i open source, które są w większości kompatybilne z wieloma serwerami NTP.

Mówienie czasu jest czymś, czego możemy się nauczyć, gdy jesteśmy bardzo małymi dziećmi. Wiedza o tym, która jest godzina, jest istotną częścią naszego społeczeństwa i nie moglibyśmy bez niej funkcjonować. Wyobraź sobie, że nie powiedzieliśmy czasu - kiedy pójdziesz do pracy? Kiedy odejdziesz i jak można spotkać innych ludzi lub zorganizować jakąś funkcję.

Mówiąc, że czas jest dla nas ważny, jest on jeszcze ważniejszy dla komputerów, które wykorzystują czas jako jedyny punkt odniesienia i jeden z nich synchronizacja czasu sieci komputerowej to istotne. Bez rejestrowania upływu czasu komputery nie mogłyby funkcjonować, ponieważ nie byłoby odniesienia do programów i funkcji zleceń.
Ale sposób, w jaki komputery określają godzinę i datę, znacznie różni się od sposobu, w jaki ją nagrywamy. Zamiast zapisywać oddzielny czas, datę i rok - systemy komputerowe używają jednej liczby. Liczba ta jest oparta na liczbie sekund od nastawy czasu - znanej jako pierwsza epoka.

Kiedy ta epoka jest, zależy od systemu operacyjnego lub języka programowania, o którym mowa. Na przykład systemy uniksowe mają główną epokę, która zaczyna się od 1 January 1970, a liczba sekund z epoki jest zliczana w całkowitej liczbie 32. Inne systemy operacyjne, takie jak Windows, używają podobnego systemu, ale epoka jest inna (Windows uruchamia się na 1 January 1601).

Są jednak wady tego systemu liczb całkowitych. Na przykład, gdy system uniksowy jest 32-bitową liczbą całkowitą, która rozpoczęła się w 01 Jan 1970, przez 19 January 2038 liczba całkowita wyczerpałaby każdą możliwą liczbę i będzie musiała powrócić do zera. Może to powodować problemy z systemami zależnymi od systemu Unix w przypadku problemu przypominającego błąd Millennium.
Są też inne kwestie związane z czasem komputera. Ze względu na globalne wymagania Internetu cały czas komputerowy opiera się na UTC (Coordinated Universal Time). Czasami jednak UTC zmienia się, dodając sekundy skoku, aby zapewnić, że czas odpowiada rotacji Ziemi (obrót Ziemi nigdy nie jest dokładny ze względu na siły grawitacji), więc druga operacja skoku musi zostać objęta komputerowym systemem czasu.

Czas komputera jest często kojarzony z NTP (Network Time Protocol), który służy do synchronizowania komputerów często za pomocą sieciowy serwer czasu.

Po latach kłótni i niepewności, europejski odpowiednik GPS (Global Positioning System) wreszcie zaczyna nabierać kształtu. Europejski system Galileo, który uzupełni obecny system USA, jest o krok bliżej ukończenia.

Galileo, który będzie pierwszym operacyjnym globalnym systemem nawigacji satelitarnej (GNSS) poza Stanami Zjednoczonymi, będzie dostarczać informacje o położeniu dla nawigacji satelitarnej i informacji o czasie dla Serwery NTP GPS (Network Time Protocol).

System, zaprojektowany i wyprodukowany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i Unię Europejską (UE), a także działający, powinien poprawić dostępność i dokładność sygnałów czasowych i nawigacyjnych przesyłanych z kosmosu.

System ten był zawzięty w politycznym sporze i niepewności od momentu jego powstania prawie dziesięć lat temu. Zastrzeżenia ze strony USA, że utracą zdolność do wyłączenia GPS w czasach potrzeb wojskowych; i ograniczenia ekonomiczne w całej Europie oznaczały, że projekt był kilkakrotnie prawie odkładany na półkę.

Jednak pierwsze cztery satelity są sfinalizowane w laboratorium w południowej Anglii. Te satelity walidujące orbitę (IOV) stworzą mini konstelację na niebie i udowodnią koncepcję Galileo, przekazując pierwsze sygnały, aby system europejski mógł stać się rzeczywistością.

Reszta sieci satelitarnej powinna nastąpić wkrótce po. Galileo powinien ostatecznie obejmować ponad 30, co oznacza, że ​​użytkownicy systemów nawigacji satelitarnej GPS serwery czasu NTP powinni otrzymać szybsze poprawki, aby móc zlokalizować swoje pozycje z błędem jednego metra w porównaniu z obecnym błędem tylko pięciu GPS.

Utrzymywanie synchronizacji komputerów w sieci jest niezwykle ważne, zwłaszcza jeśli dana sieć zajmuje się transakcjami czasowymi. A brak synchronizacji sieci może spowodować spustoszenie prowadzące do błędów, luk w zabezpieczeniach i niekończących się problemów z debugowaniem.

Jednak z ilością serwerów czasu online dostępnych w renomowanych miejscach, takich jak NIST lub Microsoft jest często pytany, dlaczego sieci komputerowe muszą być zsynchronizowane z zewnętrzny serwer czasu NTP.

Te dedykowane urządzenia NTP są często postrzegane jako niepotrzebny wydatek, a wielu administratorów sieci po prostu rezygnuje z nich i łączy się z serwerem czasu online, po wszystkim, robi to samo, prawda?

Właściwie istnieją dwa główne powody Serwery czasu NTP są nie tylko ważne, ale są niezbędne dla większości sieci komputerowych, a ich przeoczenie może być kosztowne na wiele sposobów.

Pozwól mi wyjaśnić. Pierwszy powód zewnętrzny Serwer NTP jest ważna jest dokładność. Nie jest tak, że źródła czasu w Internecie są na ogół niedokładne (chociaż wiele z nich jest), ale jest kwestia odległości, którą musi pokonać podróżowanie w czasie. Co więcej, w czasie utraty połączenia - z powodu lokalnego błędu połączenia lub awarii samego serwera czasu - sieć zacznie dryfować, dopóki połączenie nie zostanie przywrócone.

Po drugie i chyba najważniejsze są kwestie bezpieczeństwa związane z korzystaniem z internetowego źródła czasu. Głównym problemem jest to, że jeśli połączenie z serwerem czasu przez otwarty port (UDP 123 z żądaniami NTP) musi pozostać otwarte, i tak jak w przypadku każdego otwartego portu, który może służyć jako brama dla złośliwego oprogramowania i użytkowników.

Powodem dedykowane serwery czasu NTP są istotne dla sieci komputerowych, ponieważ działają one całkowicie niezależnie i poza firewallem sieci. Zamiast dostępu do źródła czasu w Internecie, korzystają z transmisji GPS lub radiowych, aby uzyskać czas. W ten sposób mogą zapewnić dokładny czas przez cały czas, bez obawy o utratę połączenia lub dopuszczenie nieprzyjemnego trojana przez zaporę ogniową.

Żyjemy w szybkim świecie, w którym liczy się czas. W niektórych branżach nawet sekunda może mieć znaczenie. Miliony dolarów są wymieniane na giełdzie co sekundę, a ceny akcji mogą rosnąć lub spadać.

Uzyskanie właściwej ceny we właściwym czasie jest niezbędne do handlu na tak szybko rozwijającym się rynku pieniężnym, a doskonała synchronizacja czasu w sieci jest niezbędna, aby to umożliwić.

Zapewnienie, że każda maszyna, która zajmuje się zapasami, udziałami i obligacjami, ma właściwy czas, jeśli ludzie będą handlować na rynku instrumentów pochodnych, ale kiedy inwestorzy będą siedzieć w różnych częściach świata, jak to osiągnąć.

Na szczęście Skoordynowany Czas Uniwersalny (UTC), globalna skala czasowa opracowana po opracowaniu zegarów atomowych, pozwala jednocześnie zarządzać każdym przedsiębiorcą, niezależnie od tego, gdzie się znajduje na świecie.

Ponieważ UTC jest oparte na atomowym czasie zegarowym i jest utrzymywane w dokładności dzięki konstelacji tych zegarów, jest ono wysoce niezawodne i dokładne. A branże takie jak giełda używają UTC do zarządzania czasem w swoich sieciach komputerowych.

Synchronizacja czasu sieci komputerowej uzyskiwana jest w sieciach komputerowych za pomocą Serwer NTP (Network Time Protocol). Serwery NTP otrzymują źródło UTC z odniesienie do zegara atomowego. Jest to albo z sieci GPS, albo z wyspecjalizowanych transmisji radiowych (jest ona dostępna również przez Internet, ale nie jest tak niezawodna).

Po otrzymaniu serwer NTP rozprowadza bardzo dokładny czas w całej sieci, stale sprawdzając każde urządzenie i stację roboczą, aby upewnić się, że zegar jest tak dokładny, jak to tylko możliwe.

Te Sieć serwerów czasu może utrzymywać całe sieci setek i tysięcy maszyn w doskonałej synchronizacji - w ciągu kilku milisekund UTC!

Żyjemy i pracujemy w zupełnie innym świecie niż ten, w który wielu z nas się urodziło. Jesteśmy teraz tak samo prawdopodobne, że kupimy coś z internetu, przechadzając się po węgielnej ulicy. Zmienił się także wielki biznes i handel, a rynek stał się prawdziwie globalny, a Internet jest najczęstszym narzędziem handlu.

Handel na całym świecie niesie ze sobą swoje problemy, ponieważ w różnych krajach na całym świecie obowiązują różne ramy czasowe. Aby zapewnić parzystość, globalna skala czasu została wprowadzona w 1970-ach Coordinated Universal Time (UTC). Jednak w miarę postępu e-commerce potrzebna była dokładna synchronizacja z UTC.

Największym problemem jest to, że większość zegarów i zegarków, w tym wbudowanych w płyty główne komputerów, jest podatnych na znoszenie. Ponieważ różne maszyny będą dryfować w różnym tempie, globalna komunikacja i e-commerce mogą być niemożliwe. Wystarczy pomyśleć o różnicy, jaką drugi może zrobić na takich rynkach, jak giełda, gdzie wygrane lub przegrane są fortuny, lub gdy kupujesz online rezerwacje miejsc, co by się stało, gdyby ktoś na komputerze z wolniejszym zegarem zarezerwował to samo miejsce po tobie, sygnatury czasowe komputera pokażą osobę zarezerwowaną przed tobą.

Inne nieprzewidziane błędy mogą spowodować, nawet w sieciach wewnętrznych, gdy komputery działają w różnym czasie. Dane mogą się zagubić, błędy mogą być trudne do zalogowania, wyśledzić i naprawić, a złośliwi użytkownicy mogą wykorzystać czas zamieszania.

Aby zapewnić prawdziwie globalną synchronizację, sieci komputerowe mogą synchronizować się z zegarem atomowym, umożliwiając wszystkim komputerom w sieci o pozostanie w ciągu kilku milisekund UTC. Wykorzystaj sieci komputerowe Serwerów NTP (Network Time Protocol), aby zapewnić dokładną synchronizację Serwerów NTP otrzymywać czas atomowy z satelitów GPS o częstotliwościach radiowych.

Nie ma nic gorszego niż powrót do samochodu tylko po to, by odkryć, że upłynął limit czasu parkometru, a bilet na parking został uderzony na przednią szybę.

Częściej niż nie, to tylko kwestia spóźnienia się o kilka minut, zanim zbytnio zapracowany strażnik zapamięta wydany przez ciebie licznik lub bilet i wyda ci mandat.

Jednak, jak odkrywają mieszkańcy Chicago, chociaż minuta może być różnicą między powrotem do samochodu w czasie lub otrzymaniem biletu, minuta może być również różnicą między różnymi parkometrami.

Wygląda na to, że zegary na automatach do parkowania 3000 w Cale w Chicago okazały się niezsynchronizowane. W rzeczywistości, z prawie 60 pay box obserwowanych, większość z nich jest wyłączona co najmniej minutę, aw niektórych przypadkach prawie 2 minut od tego, co jest "rzeczywisty" czas.

To spowodowało ból głowy dla firmy odpowiedzialnej za parkowanie w dzielnicy Cale i mogli oni stanąć w obliczu prawnych wyzwań ze strony tysięcy kierowców, którzy dostali bilety z tych maszyn.

Problem z systemem parkowania Cale polega na tym, że podczas gdy oni twierdzą, że regularnie kalibrują swoją maszynę, nie ma dokładnej synchronizacji ze zwykłym czasem odniesienia. W większości nowoczesnych aplikacji UTC (Coordinated Universal Time) jest używana jako podstawowa skala czasu i do synchronizacji urządzeń, takich jak parkometry Cale'a, Serwer NTP, połączone z zegarem atomowym otrzyma czas UTC i zapewni, że każde urządzenie ma dokładny czas.

Serwerów NTP są wykorzystywane do kalibracji nie tylko parkometrów, ale także sygnalizacji świetlnej, kontroli ruchu lotniczego i całego systemu bankowego, aby wymienić tylko kilka aplikacji i mogą synchronizować każde podłączone urządzenie w ciągu kilku milisekund UTC.

Szkoda, że ​​obsługa parkingu Cale'a nie dostrzegła wartości dedykowanego serwera czasu NTP - jestem pewien, że żałują, że go nie mają.

Dedykowany serwer czasu NTP urządzenia są najłatwiejszą, najdokładniejszą, niezawodną i bezpieczną metodą otrzymywania źródła UTC time (Coordinated Universal Time) do synchronizacji sieci komputerowej.

Serwerów NTP (Network Time Protocol) działają poza firewallem i nie są uzależnione od Internetu, co oznacza, że ​​są bardzo bezpieczne i nie są podatne na szkodliwych użytkowników, którzy w przypadku internetowych źródeł czasu mogą używać sygnałów klienta NTP jako metody dostępu do sieci lub przeniknąć do ściany ogniowej.

Dedykowany serwer NTP otrzyma również kod czasu bezpośrednio z zegara atomowego, co czyni go serwerem czasu 1, w odróżnieniu od serwerów czasu w czasie rzeczywistym, które są serwerami czasowymi 2, czyli pobierają czas z serwera warstwy 1, a więc nie są tak dokładne.

In przy użyciu serwera czasu NTP jest tylko jedna decyzja, którą należy podjąć, i tak należy odbierać sygnał czasu, a do tego są tylko dwie możliwości:

Pierwszym jest wykorzystanie standardowych transmisji radiowych transmitowanych przez krajowe laboratoria fizyki, takie jak NIST w USA lub w Wielkiej Brytanii NPL. Sygnały te (WWVB w USA, MSF w Wielkiej Brytanii) mają ograniczony zasięg, chociaż sygnał USA jest dostępny w większości rejonów Kanady i Alaski. Są jednak podatne na lokalną interferencję i topografię, podobnie jak inne sygnały radiowe długofalowe.

Alternatywą dla sygnału WWVB / MSF jest wykorzystanie sieci satelitarnej GPS (Global Positioning System). Zegary atomowe są wykorzystywane przez satelity GPS jako podstawa informacji nawigacyjnych wykorzystywanych przez odbiorniki satelitarne. Te zegary atomowe mogą być używane za pomocą Serwer czasu NTP wyposażony w antenę GPS.

Podczas gdy sygnał czasu GPS jest ściśle mówiąc nie UTC - jest to 17 sekund po tym, jak sekundy przestępne nigdy nie zostały dodane do czasu GPS (ponieważ satelity są nieosiągalne), ale NTP może to wyjaśnić (po prostu dodając 17 całe sekundy). Zaletą GPS jest to, że jest dostępny w dowolnym miejscu na świecie, tak długo, jak antena GPS ma dobry widok na niebo.

Dostępne są również systemy pojedynków, które mogą wykorzystywać oba typy sygnałów.