Network Time Protocol został opracowany w celu zapewnienia synchronizacji komputerów. Wszystkie komputery są podatne na dryfowanie, a dokładny czas jest niezbędny w wielu krytycznych aplikacjach.

Wersja NTP jest instalowana w większości wersji systemu Windows (chociaż wersja uproszczona zwana SNTP -Simplified NTP- jest w starszych wersjach) i Linux, ale jest dostępna do pobrania z NTP.org.

Podczas synchronizowania sieci preferowane jest użycie dedykowanego Serwer NTP który otrzymuje źródło taktowania z zegar atomowy za pośrednictwem specjalistycznych transmisji radiowych lub Sieć GPS. Jednak wiele odniesień do czasu w Internecie są dostępne, niektóre bardziej wiarygodne niż inne, choć należy zauważyć, że źródła czasu oparte na Internecie nie mogą być uwierzytelnione przez NTP, pozostawiając komputer podatny na zagrożenia.

NTP jest hierarchiczny i ułożony w warstwę. Stratum 0 jest odniesieniem czasowym, podczas gdy warstwa 1 jest serwerem połączonym ze źródłem czasu 0, a warstwa 2 jest komputerem (lub urządzeniem) dołączonym do serwera 1 warstwy.

Podstawową konfigurację NTP wykonuje się za pomocą pliku /etc/ntp.conf, który trzeba edytować i umieścić adres IP warstwy 1 i warstwy 2. Oto przykład podstawowego pliku ntp.conf:

preferuje serwer xxx.yyy.zzz.aaa (adres serwera czasu, taki jak time.windows.com)

serwer 123.123.1.0

serwer 122.123.1.0 warstwy 3

Driftfile / etc / ntp / drift

Najbardziej podstawowy plik ntp.conf wyświetli listę serwerów 2, z których chce się zsynchronizować, oraz adres IP dla siebie. Dobrze jest mieć więcej niż jeden serwer w celach informacyjnych na wypadek, gdyby jeden z nich upadł.

Serwer ze znacznikiem "prefer" jest używany dla zaufanego źródła, zapewniającego, że NTP będzie zawsze używać tego serwera, gdy będzie to możliwe. Adres IP będzie użyty w przypadku problemów, gdy NTP będzie synchonizować z samym sobą. Plik drift to miejsce, w którym NTP tworzy zapis szybkości dryfu zegara systemowego i automatycznie dostosowuje się do niego.

NTP dostosuje czas systemowy, ale tylko powoli. NTP będzie oczekiwał co najmniej dziesięciu pakietów informacji, zanim zaufa źródłu czasu. Aby przetestować NTP wystarczy zmienić zegar systemowy o pół godziny pod koniec dnia, a poranna powinna być prawidłowa.

. Przesyłanie MSF z Anthorn (szerokość geograficzna 54 ° 55 'N, długość geograficzna 3 ° 15' W) jest głównym sposobem rozpowszechniania brytyjskich krajowych standardów czasu i częstotliwości, które są utrzymywane przez National Physical Laboratory. Efektywna moc promieniowania monopolu wynosi 15 kW, a antena jest zasadniczo wszechkierunkowa. Moc sygnału jest większa niż 10 mV / m przy 100 km i większa niż 100 μV / m przy 1000 km od nadajnika. Sygnał jest szeroko stosowany w Europie północnej i zachodniej. Częstotliwość nośna jest utrzymywana na 60 kHz do części 2 w 1012.

Zastosowano prostą modulację nośną typu on-off, czasy narastania i opadania nośnej są określane przez kombinację anteny i nadajnika. Czas tych krawędzi regulują sekundy i minuty Skoordynowanego czasu uniwersalnego (UTC), która zawsze mieści się w granicach sekundy czasu Greenwich (GMT). Każda sekunda UTC jest oznaczona przez "off" poprzedzoną co najmniej 500 ms nośnika, a ten drugi znacznik jest przesyłany z dokładnością lepszą niż ± 1 ms.

Pierwsza sekunda minuty zaczyna się od okresu 500 ms przy wyłączonym przewoźniku, który służy jako znacznik minutnika. Pozostałe 59 (lub wyjątkowo 60 lub 58) sekunda minuty zawsze zaczynają się od co najmniej 100 ms "off" i kończą się co najmniej 700 ms przewoźnika. Sekundy 01-16 przenoszą informacje o aktualnej minucie na temat różnicy (DUT1) między czasem astronomicznym i czasem atomowym, a pozostałe sekundy przekazują kod czasu i daty. Informacje o kodzie godziny i daty są zawsze podawane w czasie i godzinie zegara w Wielkiej Brytanii, czyli UTC zimą i UTC + 1h, gdy obowiązuje czas letni, i odnosi się do minuty następującej po tym, w którym jest transmitowany.

Dedykowane MSF NTP Server dostępne są urządzenia, które można podłączyć bezpośrednio do transmisji MSF.

Informacja dzięki uprzejmości NPL

Tutaj w Galleon Systems, jeden z wiodących europejskich dostawców Serwer NTP systemy, chcielibyśmy życzyć wszystkim naszym klientom, dostawcom, a nawet naszym konkurentom Wesołych Świąt i Szczęśliwego Nowego Roku. Mamy nadzieję, że 2009 będzie udany dla wszystkich.

Dokładny czas przy użyciu zegarów atomowych jest dostępny w Wielkiej Brytanii i częściach północnej Europy za pomocą MSF Sygnał czasu zegara Atomowego transmitowany z Cumbrii, Wielka Brytania; zapewnia synchronizację czasu na komputerach i innych urządzeniach elektrycznych.

Sygnał UK MSF jest obsługiwany przez NPL - Krajowe Laboratorium Fizyczne. MSF ma wysoką moc nadajnika (50,000 wat), bardzo wydajną antenę i wyjątkowo niską częstotliwość (60,000 Hz). Dla porównania typowa stacja radiowa AM nadaje na częstotliwości 1,000,000 Hz. Połączenie dużej mocy i niskiej częstotliwości powoduje, że fale radiowe z MSF są odbijane, a ta pojedyncza stacja może zatem obejmować większość Wielkiej Brytanii i niektórych kontynentalnej Europy.

Kody czasowe są wysyłane z MSF przy użyciu jednego z najprostszych systemów i przy bardzo niskiej szybkości transmisji danych z jednego bitu na sekundę. Sygnał 60,000 Hz jest zawsze przesyłany, ale co sekundę jest znacznie zredukowany w mocy przez okres 0.2, 0.5 lub 0.8 sekund: • 0.2 sekund zredukowanej mocy oznacza binarne zero • 0.5 sekund zredukowanej mocy jest binarną. • 0.8 sekund zredukowanej mocy jest separatorem. Kod czasu jest wysyłany w BCD (Binary Coded Decimal) i wskazuje minuty, godziny, dzień roku i rok, wraz z informacją o czasie letnim i latach przestępnych.

Czas jest przesyłany za pomocą bitów 53 i separatorów 7, a zatem potrzeba 60 sekund na przesłanie. Zegar lub zegarek może zawierać bardzo małą i stosunkowo prostą antenę i odbiornik do dekodowania informacji w sygnale i dokładnego ustawienia czasu zegara. Wszystko, co musisz zrobić, to ustawić strefę czasową, a zegar atomowy wyświetli prawidłową godzinę.

Dedykowane serwery czasu które są dostrojone do odbioru sygnału czasu MSF są dostępne. Urządzenia te łączą się z siecią komputerową, tak jak każdy inny serwer, tylko te odbierają sygnał taktowania i dystrybuują go do innych maszyn w sieci za pomocą NTP (Network Time Protocol).

Sieci rozproszone polegają całkowicie na właściwym czasie. Komputery potrzebują znaczników czasu do zamawiania zdarzeń, a gdy zbiór maszyn współpracuje, konieczne jest, aby działały w tym samym czasie.

Niestety współczesne komputery osobiste nie są zaprojektowane jako doskonałe czasomierze. Ich zegary systemowe są prostymi oscylatorami elektronicznymi i mają tendencję do dryfowania. Zazwyczaj nie stanowi to problemu, gdy maszyny działają niezależnie, ale gdy komunikują się przez sieć, mogą wystąpić różnego rodzaju problemy.

Od e-maili przybywających, zanim zostały wysłane do całych awarii systemu, brak synchronizacja może powodować nieopisane problemy w sieci, dlatego też sieciowe serwery czasu są używane w celu zapewnienia synchronizacji całej sieci.

Sieć serwerów czasu występują w dwóch formach - The Serwer czasu GPS i radiowy serwer czasu z odniesieniem. GPS NTP serwery wykorzystują sygnał czasu transmitowany z satelitów GPS. Jest to niezwykle dokładne, ponieważ jest generowane przez zegar atomowy na pokładzie satelity GPS. Radio referencyjne Serwer NTPs wykorzystują transmisję długofalową transmitowaną przez kilka krajowych laboratoriów fizycznych.

Obie te metody są dobrym źródłem Coordinated Universal Time (UTC) światowa globalna skala czasowa. UTC jest używane przez sieci na całym świecie, a synchronizacja z nim pozwala sieciom komputerowym na bezpieczną komunikację i uczestniczenie w transakcjach czasowych bezbłędnie.

Niektórzy administratorzy korzystają z Internetu, aby otrzymywać źródło czasu UTC. Chociaż dedykowany serwer czasu sieciowego nie jest wymagany, aby to zrobić, ma to pewne wady bezpieczeństwa, ponieważ port musi być pozostawiony otwarty w zaporze, aby komputer mógł komunikować się z Serwer NTPmoże to sprawić, że system będzie podatny na ataki i otwarty na ataki. Co więcej, internetowe źródła czasu są często niewiarygodne z wieloma, albo zbyt niedokładnymi, albo zbyt daleko, aby służyć jakiemukolwiek użytecznemu celowi.

Aby odbierać i dystrybuować i uwierzytelniać źródło czasu UTC, istnieją obecnie dwa typy NTP serwer, Serwer NTP GPS oraz radiowy serwer NTP. Chociaż oba te systemy rozpowszechniają UTC w identyczny sposób, różnią się sposobem otrzymywania informacji o taktowaniu.

A NTP serwer czasu GPS jest idealnym źródłem czasu i częstotliwości, ponieważ może zapewnić bardzo dokładny czas w dowolnym miejscu na świecie przy użyciu stosunkowo tanich komponentów. Każdy satelita GPS transmituje na dwóch częstotliwościach L2 do użytku wojskowego i L1 do użytku przez cywilów transmitowanych na 1575 MHz, tanie anteny GPS i odbiorniki są teraz szeroko dostępne.

Sygnał radiowy nadawany przez satelitę mogą przejść przez okna, ale może być blokowany przez budynki więc idealnym miejscem dla anteny GPS jest na dachu z dobrym widokiem nieba. Im więcej satelitów może otrzymać z lepszym sygnałem. Jednak anteny dachowej może być skłonny do strajków oświetlenia lub innych przepięć tak tłumik jest wysoce zalecane jest zainstalowany na kablu inline GPS.

Istotny jest również kabel między anteną GPS a odbiornikiem. Maksymalna odległość, jaką może prowadzić kabel, to zwykle tylko mierniki 20-30, ale kabel koncentryczny wysokiej jakości połączony ze wzmacniaczem GPS umieszczonym w linii, aby zwiększyć wzmocnienie anteny, może przekroczyć przebiegi kabli 100. Może to spowodować trudności w instalacji w większych budynkach, jeśli serwer znajduje się zbyt daleko od anteny.

Alternatywnym rozwiązaniem jest użycie radiotelefonu Serwer czasu NTP. Polegają one na liczbie krajowych transmisji radiowych o czasie i częstotliwościach, które transmitowały czas UTC. W Wielkiej Brytanii sygnał (zwany MSF) jest nadawany przez Krajowe Laboratorium Fizyki w Cumbrii, która służy jako krajowe odniesienie czasowe w Zjednoczonym Królestwie, istnieją również podobne systemy w USA (WWVB) oraz we Francji, Niemczech i Japonii.

Radio oparte Serwer NTP zwykle składa się z serwera czasu montowanego w szafie i anteny, składającej się z listwy ferrytowej wewnątrz plastikowej obudowy, która odbiera transmisję czasu i częstotliwości radiowej. Zawsze powinien być montowany poziomo pod kątem prostym w kierunku przekładni, aby uzyskać optymalną siłę sygnału. Dane są wysyłane impulsowo, 60 na sekundę. Sygnały te zapewniają czas UTC z dokładnością do mikrosekund 100, jednak sygnał radiowy ma skończony zakres i jest podatny na zakłócenia.

Obchody Nowego Roku będą musiały poczekać jeszcze przez sekundę w tym roku, ponieważ Międzynarodowa Służba ds. Obrotu Ziemią i Systemów Referencyjnych (IERS) zdecydowała, że ​​2008 ma dodać Leap Second.

IERS ogłosił w Paryżu w lipcu, że pozytywny skok drugi miał zostać dodany do 2008, pierwszego od grudnia X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X Sekundę wprowadzono, aby zrekompensować nieprzewidywalność rotacji Ziemi i utrzymać UTC (Coordinated Universal Time) z GMT (Greenwich Meantime).

Nowa dodatkowa sekunda zostanie dodana ostatniego dnia bieżącego roku o 23 godzinach, 59 minutach i 59 sekundach Koordynowanego czasu uniwersalnego - 6: 59: 59 pm Eastern Standard Time. 33 Leap Seconds zostały dodane od 1972

Serwer NTP systemy kontrolujące synchronizację czasu w sieciach komputerowych są zarządzane przez UTC (Coordinated Universal Time). Po dodaniu dodatkowej sekundy pod koniec roku UTC zostanie automatycznie zmienione jako dodatkowa sekunda. #

Czy Serwer NTP odbiera sygnał czasu dla transmisji takich jak MSF, WWVB lub DCF lub z sieci GPS, sygnał automatycznie będzie wyświetlał komunikat "Leap Second".

Powiadomienie o skoku Drugie z Międzynarodowej Służby Obrotu Ziemi i Systemów Referencyjnych (IERS)

SERWIS INTERNATIONAL DE LA ROTATION TERRESTRE ET DES SYSTEMES DE REFERENCE

SERWIS DE LA ROTATION TERRESTRE
OBSERVATOIRE DE PARIS
61, Av. de l'Observatoire 75014 PARIS (Francja)
Tel. : 33 (0) 1 40 51 22 26
FAKS: 33 (0) 1 40 51 22 91
e-mail: services.iers@obspm.fr
https://hpiers.obspm.fr/eop-pc

Paryż, 4 Lipiec 2008

Biuletyn C 36

Do władz odpowiedzialnych za pomiar i dystrybucję czasu

KROK CZASU UTC
na 1st stycznia 2009

Dodatkowa sekunda przestępna zostanie wprowadzona pod koniec grudnia 2008.
Kolejność dat drugiego znacznika UTC będzie następująca:

2008 grudzień 31, 23h 59m 59s
2008 grudzień 31, 23h 59m 60s
2009 January 1, 0h 0m 0s

Różnica między czasem UTC a Międzynarodowym TAI dla czasu Atomowego wynosi:

od 2006 Styczeń 1, 0h UTC, do 2009 Styczeń 1 0h UTC: UTC-TAI = - 33s
od 2009 Styczeń 1, 0h UTC, do odwołania: UTC-TAI = - 34s

Sekundy skoków można wprowadzić w UTC pod koniec grudnia

A Serwer czasu GPS jest naprawdę urządzeniem komunikacyjnym. Jego celem jest otrzymanie sygnału pomiaru czasu, a następnie rozprowadzenie go między wszystkimi urządzeniami w sieci. Serwery czasu są często nazywane różnymi rzeczami sieciowy serwer czasu, GPS, serwer czasu radiowego i serwer NTP.

Większość serwerów czasu używa protokołu NTP (Network Time Protocol). Protokół NTP jest jednym z najstarszych protokołów internetowych i jest używany przez większość komputerów korzystających z serwera czasu. NTP jest często instalowany, w podstawowej formie, w większości systemów operacyjnych.

A Serwer czasu GPS, jak sugerują nazwy, otrzymuje sygnał czasowy od Sieć GPS. Satelity GPS to tak naprawdę tylko zegary na orbicie. Na pokładzie każdego satelity GPS znajduje się zegar atomowy. Bardzo precyzyjny czas od tego zegara to to, co jest transmitowane z satelity (wraz z pozycją satelity).

System nawigacji satelitarnej działa, odbierając sygnał czasu z trzech lub więcej satelitów i określając pozycję satelitów oraz czas, w jakim sygnały miały przybyć, i może dokonać triangulacji pozycji.

Serwer czasu GPS potrzebuje jeszcze mniej informacji i tylko jeden satelita jest wymagany do otrzymania odniesienia czasowego. Antena serwera czasu GPS odbierze sygnał taktowania z jednego z satelitów na orbicie 33 przez linię wzroku, więc najlepszym miejscem do zamocowania anteny jest dach.

Najbardziej oddani GPS serwery czasu NTP wymagają dobrych godzin 48, aby zlokalizować i uzyskać stabilną poprawkę na satelicie, ale gdy już to się zdarza, rzadko dochodzi do utraty łączności.

Czas przekazany przez satelity GPS jest znany jako czas GPS i chociaż różni się od oficjalnej globalnej skali czasowej UTC (Coordinated Universal Time), ponieważ oba są oparte na czasie atomowym (TAI), czas GPS jest łatwo konwertowany przez NTP.

Serwer czasu GPS jest często określany jako urządzenie 1 NTP, a urządzenie 2 to urządzenie, które odbiera czas z serwera czasu GPS. Stratum 2 i warstwy 3 mogą być również wykorzystywane jako serwery czasu, w ten sposób pojedynczy serwer czasu GPS może działać jako źródło taktowania dla nieograniczonej liczby komputerów i urządzeń, o ile hierarchia NTP jest śledzony.

Zegary atomowe są używane w tysiącach aplikacji na całym świecie. Od sterowania satelitami po równomierną synchronizację sieci komputerowej za pomocą Serwer NTPzegary atomowe zmieniły sposób, w jaki kontrolujemy i zarządzamy czasem.

Pod względem dokładności zegar atomowy jest bezkonkurencyjny. Cyfrowe zegary kwarcowe mogą utrzymywać dokładny czas przez tydzień, nie tracąc więcej niż sekundę, ale zegar atomowy może utrzymać miliony lat bez dryfowania.

Zegary atomowe działa na zasadzie skoków kwantowych, gałęzi mechaniki kwantowej, która stwierdza, że ​​elektron; ujemnie naładowana cząstka będzie krążyła wokół jądra atomu (centrum) na pewnym równinie lub poziomie. Kiedy absorbuje lub uwalnia wystarczającą energię, w postaci promieniowania elektromagnetycznego, elektron przeskoczy na inną płaszczyznę - skok kwantowy.

Mierząc częstotliwość promieniowania elektromagnetycznego odpowiadającego przejściu między dwoma poziomami, można rejestrować upływ czasu. Atomy cezu (cez 133) są preferowane w czasie, ponieważ mają cykl 9,192,631,770 promieniowania w każdej sekundzie. Ponieważ poziomy energetyczne atomu cezu (standardy kwantowe) są zawsze takie same i jest tak duża liczba, zegar atomowy cezu jest niesamowicie dokładny.

Najczęściej stosowaną formą zegara atomowego stosowaną w dzisiejszym świecie jest fontanna cezowa. W tym typie zegara chmura atomów jest wyświetlana w komorze mikrofalowej i może opadać pod wpływem siły grawitacji. Promienie laserowe spowalniają te atomy i mierzy się przejście między poziomami energii atomu.

W nowej generacji zegarów atomowych opracowuje się pułapki jonowe zamiast fontanny. Jony są dodatnio naładowanymi atomami, które mogą zostać uwięzione przez pole magnetyczne. Inne elementy, takie jak stront, są używane w tych zegarach następnej generacji i szacuje się, że potencjalna dokładność zegara pułapki jonowej strontu może być 1000 razy większa od aktualnych zegarów atomowych.

Zegary atomowe są wykorzystywane przez różnego rodzaju technologie; komunikacja satelitarna, globalny system pozycjonowania, a nawet handel internetowy opierają się na zegarach atomowych. Większość komputerów synchronizuje się pośrednio z zegarem atomowym za pomocą a Serwer NTP. Urządzenia te odbierają czas z zegara atomowego i rozprowadzają się wokół swoich sieci, zapewniając dokładny czas na wszystkich urządzeniach.

NTP (Network Time Protocol) to najczęściej używany protokół synchronizacji czasu w Internecie. Powodem jego sukcesu jest to, że jest elastyczny i bardzo dokładny (a także wolny). Protokół NTP jest również zorganizowany w hierarchiczną strukturę, która umożliwia tysiącom maszyn odbieranie sygnału taktowania z zaledwie jednego urządzenia Serwer NTP.

Oczywiście, jeśli tysiąc maszyn w sieci spróbuje odebrać sygnał taktowania z serwera NTP w tym samym czasie, sieć stanie się wąskim gardłem, a serwer NTP stanie się bezużyteczny.

Z tego powodu istnieje drzewo warstw NTP. U góry drzewa znajduje się serwer czasu NTP, który jest warstwowym urządzeniem 1 (urządzenie 0 to zegar atomowy, z którego serwer otrzymuje swój czas). Poniżej Serwer NTPkilka serwerów lub komputerów otrzymuje informacje o taktowaniu z urządzenia 1. Te zaufane urządzenia stają się warstwowymi serwerami 2, które z kolei dystrybuują swoje informacje o taktowaniu do innej warstwy komputerów lub serwerów. Stają się wtedy urządzeniami 3, które z kolei mogą dystrybuować informacje o taktowaniu na niższe warstwy (warstwa 4, warstwa 5 itp.).

We wszystkich NTP można obsługiwać do dziewięciu poziomów warstw, chociaż im dalej od pierwotnego urządzenia 1 warstwy, tym mniej dokładna jest synchronizacja. Przykład konfiguracji hierarchii NTP można znaleźć tutaj drzewo warstwowe