Dokładny i dokładny czas staje się coraz bardziej koniecznością dla systemów komputerowych. Od sieci korporacyjnych po technologie usług publicznych, takie jak bankomaty, sygnalizacja świetlna czy kamery CCTV - precyzyjny czas sprawia, że ​​tykają.

Niedokładny lub niezsynchronizowany czas jest podstawową przyczyną wielu awarii i awarii technologicznych. Na przykład, niezsynchronizowanie systemu sygnalizacji świetlnej może prowadzić do różnego rodzaju pomyłek w światłach zmieniających się w niewłaściwym czasie - a konsekwencje dla systemów należących do branż takich jak kontrola ruchu lotniczego mogą być jeszcze gorsze.

Nawet standardowa sieć komputerowa, taka jak w większości biur, wymaga dokładnej synchronizacji, aby zapobiec błędom, umożliwić debugowanie i zapewnić bezpieczeństwo systemu.

Większość administratorów systemu zdaje sobie teraz sprawę ze znaczenia dokładnej i precyzyjnej synchronizacji czasu, ale znalezienie źródła dokładnego czasu często ma miejsce, gdy wiele osób popełnia błędy.

Wielu administratorów sieci zna protokół czasu NTP (Network Time Protocol), który jest używany do zapewnienia dokładnej synchronizacji między komputerami.

Jednak wielu administratorów popełnia błąd, używając źródła czasu z całego Internetu do dystrybucji za pomocą NTP - wspólnej pułapki, która może mieć katastrofalne konsekwencje.

Internet nie jest najlepszym źródłem zębów. Chociaż to prawda, wiele online Serwerów NTP są dostępne jako źródło czasu atomowego lub UTC (Coordinated Universal Time), ale czy są one dokładne. Prawda jest taka, że ​​prawie niemożliwe jest wiedzieć. Na internetowe źródła czasu może mieć wpływ odległość klienta (sieci) od źródła czasu - również nie można uwierzytelnić za pomocą NTP.

Co ważniejsze, internetowe źródła czasu działają przez zaporę ogniową, która może umożliwić porwanie sygnału czasu przez złośliwe programy.

Jedyną bezpieczną i dokładną metodą synchronizacji sieci komputerowej lub innego systemu technologicznego jest użycie Serwer NTP. Urządzenia te odbierają zewnętrzny sygnał czasu atomowego często przez GPS, a nawet przez transmisje radiowe.

Sygnały te pochodzą bezpośrednio z zegary atomowe więc są bardzo dokładne, nie mogą również zostać uprowadzone, ponieważ nie są podłączone do Internetu.

Synchronizacja czasu jest krytycznym aspektem nowoczesnego przetwarzania, zwłaszcza gdy komputery są w sieci lub muszą komunikować się z innymi komputerami podłączonymi do sieci.

Znaczniki czasu mają kluczowe znaczenie dla komputerów, aby potwierdzić, kiedy wystąpiło zdarzenie i są to jedyne informacje, które muszą sprawdzić, czy zdarzenie miało miejsce. Bez dokładnych znaczników czasu konsekwencje mogą obejmować:

• Utrata danych
• Trudne do rejestrowania błędów
• Trudne do debugowania
• Nie można zapisać
• Aplikacje wrażliwe na działanie czasu mogą się nie udać

Nowoczesne systemy operacyjne, takie jak Windows 7, mają już zainstalowane oprogramowanie do automatycznej synchronizacji. W32Time był przez jakiś czas częścią różnych generacji systemów operacyjnych Microsoftu, ale w Windows 7 jest ustawiony na automatyczne włączanie (Zamiast ustawiania go przez użytkownika) - synchronizacja komputera zaraz po wyjęciu z pudełka.

Z takimi NTP Synchronizacja w oparciu o Network Time Protocol dostępna za pomocą internetowych serwerów czasu (zwykle Microsoft i NIST) wielu ludzi może się zastanawiać, czy wymagany jest dedykowany serwer czasu.

Problemy z internetowymi serwerami czasu

Jest kilka wad korzystania z tego czasu w Internecie jako źródła UTC (Coordinated Universal Time - globalna skala czasowa określana często jako GMT).

Pierwszą i najważniejszą wadą internetowych serwerów czasu jest ich lokalizacja przez zaporę ogniową. Konieczność polegania na źródle czasu w Internecie oznacza utrzymywanie otwartego portu TCP - kluczowego słabego zabezpieczenia, z którego mogą korzystać złośliwi użytkownicy lub roboty.

Kolejną wadą internetowych serwerów czasu jest ich brak gwarantowanej dokładności. Podczas gdy miejsca takie jak NIST (National Institute for Standards and Time) i Microsoft mają niezawodne i dokładne serwery czasu - dokładność może być zależna od tego, z jakiej odległości spoglądasz. Wiele innych serwerów czasu dostępnych jako źródło czasu Internetu jest mniej niezawodnych - a ponieważ NTP nie może uwierzytelnić sygnału czasu z internetu - może być trudne do oceny.

Korzyści z zewnętrznego serwera NTP

Dedykowane zewnętrzne serwery NTP są o wiele bezpieczniejsze. Otrzymują remis z satelitów GPS z transmisją Long Wave, więc sygnały nie mogą zostać przechwycone przez hakerów komputerowych lub złośliwe oprogramowanie. Ponadto, NTP może uwierzytelniać sygnały, upewniając się, że wiesz, skąd pochodzą i jak dokładne są.

Z czasem jest tak ważne na nowoczesnych komputerach w sieci, podejmowanie ryzyka w czasie Internetu może kosztować o wiele więcej niż jakakolwiek niewielka inwestycja w dedykowane Serwer czasu NTP.

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.

Długo oczekiwany Europejskiej rywalem USA Global Positioning System, Galileo, podjęła krok naprzód do realizacji z dostawą ładunku dla pierwszego satelity.

Ładunek, który zawiera "mózg" satelity Galileo, obejmuje zegary atomowe, które są podstawą dla wszystkich globalnych systemów nawigacji satelitarnej (GNSS) i zapewniają zarówno positing informacji i sygnał czasu GPS używany przez wielu GPS serwery czasu NTP do synchronizacji sieci.

Galileo jest nie tylko rywalizować obecny amerykański system GPS prowadzony, ale dla aplikacji synchronizacji czasu oczekuje się, że do pracy w tandemie, zapewniając większą dokładność dla tych, którzy szukają źródła czasu UTC.

Galileo przeszedł wiele niepewności, ponieważ projekt Euro wiele miliardów po raz pierwszy zaprojektowany ponad dziesięć lat temu, ale dostawa ładunku pierwszego satelity do Rzymu, gdzie sprzęt jest sfinalizowane w ramach przygotowań do uruchomienia na początku przyszłego roku, jest prawdziwym dobrodziejstwem do projektu, który często upadłego w wątpliwość.

Podobnie jak GPS, Galileo będzie w pełni działanie nawigacyjny system satelitarny, ale oferuje większą dokładność, że jego poprzednik i zapewnić starzenia Europę z własnego systemu nawigacyjnego, który nie jest własnością i jest kontrolowany przez armię amerykańską.

Jak również informacji positing, który będzie używany przez kierowców, pilotów i innych podróżnych, Galileo zapewni również bezpieczne i dokładne źródło czasu dla światowych sieci i technologii, aby zapewnić synchronizację komputerowych.

Obecnie, GPS jest sam w dostarczaniu tej bezpiecznej usługi, choć transmisje radiowe w niektórych krajach stanowią alternatywę dla Serwer czasu GPS sygnały, choć nie są one tak szeroko rozłożone, jak GPS.

Oczekuje się, że pierwszy satelita Galileo, aby osiągnąć orbitę na początku 2011 z planowanych cała sieć do pracy w 2014 - choć jeśli przeszłe doświadczenia z projektu coś przejść dalej - należy spodziewać się co najmniej kilka opóźnień.

Dokładny czas jest niezbędny we współczesnym świecie bankowości internetowej, aukcji internetowych i globalnych finansów. Każda sieć komputerowa zaangażowana w globalną komunikację musi mieć dokładne źródło globalnej skali czasowej UTC (Coordinated Universal Time), aby móc rozmawiać z innymi sieciami.

Odbieranie UTC jest dość proste. Jest dostępny z wielu źródeł, ale niektóre są bardziej niezawodne niż inne:

Internetowe źródła czasu

Internet jest zalany źródłami czasu. Różnią się one niezawodnością i dokładnością, ale niektóre zaufane organizacje, takie jak NIST (National Institute of Standards and Time) i Microsoft. Istnieją jednak wady dotyczące źródeł czasu w Internecie:

niezawodność - Popyt na internetowe źródła UTC często oznacza, że ​​dostęp do nich może być utrudniony

Dokładność - większość internetowych serwerów czasu to urządzenia warstwy 2, co oznacza, że ​​same korzystają z własnego źródła czasu. Często mogą występować błędy i wiele źródeł czasu może być bardzo niedokładnych.

bezpieczeństwo - Być może największym problemem ze źródłami czasu w Internecie jest ryzyko, jakie stwarzają dla bezpieczeństwa. Aby otrzymać sygnaturę czasową z całego Internetu, zapora musi mieć otwór umożliwiający przejście sygnałów; może to prowadzić do wykorzystywania złośliwych użytkowników.

Serwery czasu z referencjami radiowymi.

Bezpieczna metoda otrzymywania znaczników czasu UTC jest dostępna za pomocą Serwer czasu NTP który może odbierać sygnały radiowe z takich laboratoriów jak NIST i NPL (Krajowe Laboratorium Fizyczne Wiele krajów posiada nadawane sygnały czasu, które są bardzo dokładne, niezawodne i bezpieczne.

Serwery czasu GPS

Innym źródłem dedykowanych serwerów czasu jest GPS. Dużą zaletą a NTP serwer czasu GPS jest to, że źródło czasu jest dostępne wszędzie na planecie z wyraźnym widokiem nieba. Serwery czasu GPS są również bardzo dokładne, niezawodne i tak samo bezpieczne, jak serwery czasu z odniesieniami radiowymi.

Zegary atomowe są najdokładniejszymi urządzeniami do pomiaru czasu, znanymi człowiekowi. Jego dokładność jest nieporównywalna z innymi zegarami i chronometrami, podczas gdy nawet najbardziej wyrafinowany zegar elektroniczny będzie dryfował o sekundę co tydzień lub dwa, najbardziej nowoczesne zegary atomowe może działać przez tysiące lat i nie stracić nawet ułamka sekundy.

Dokładność zegara atomowego zależy od tego, co jest podstawą pomiaru czasu. Zamiast polegać na elektronicznym prądzie płynącym przez kryształ jak zegar elektroniczny, zegar atomowy wykorzystuje przemianę nadsubtelną atomu w dwóch stanach energetycznych. Choć może to brzmieć skomplikowanie, jest to po prostu niewiarygodny pogłos, który "tyka" ponad 9 miliard razy na sekundę, co sekundę.

Ale dlaczego taka dokładność jest naprawdę potrzebna i jakich technologii używają zegary atomowe?

Analizując technologie wykorzystujące zegary atomowe, widzimy, dlaczego tak wysoki poziom dokładności jest wymagany.

GPS - nawigacja satelitarna

Nawigacja satelitarna to obecnie ogromny przemysł. Będąc już tylko technologią dla wojska i lotników, nawigacja satelitarna GPS jest obecnie wykorzystywana przez użytkowników dróg na całym świecie. Jednak informacje nawigacyjne dostarczane przez systemy nawigacji satelitarnej, takie jak GPS, zależą wyłącznie od dokładności zegarów atomowych.

GPS działa poprzez triangulację kilku sygnałów taktowania, które są rozmieszczone z zegarów atomowych na satelitach GPS. Po ustaleniu, kiedy sygnał taktowania został zwolniony z satelity, odbiornik nawigacji satelitarnej może po prostu odległy od satelity i za pomocą wielu sygnałów obliczyć, gdzie znajduje się na świecie.

Ze względu na to, że te sygnały czasowe poruszają się z prędkością światła, tylko jedna sekunda niedokładności w sygnale taktowania może doprowadzić do tego, że informacja o pozycji jest oddalona o tysiące mil. To jest świadectwo dokładności Zegary atomowe GPS że obecnie odbiornik nawigacji satelitarnej ma dokładność do pięciu metrów.

. National Physical Laboratory ogłosił zaplanowaną konserwację w tym tygodniu (czwartek), co oznacza, że ​​sygnał czasu i częstotliwości MSF60kHz zostanie chwilowo wyłączony, aby umożliwić konserwację w bezpieczny sposób w stacji radiowej Anthorn w Cumbrii.

Zwykle te zaplanowane okresy konserwacji trwają tylko kilka godzin i nie powinny powodować żadnych zakłóceń dla kogokolwiek polegającego na sygnale MSF do zastosowań czasowych.
NTP (Network Time Protocol) jest dobrze dostosowany do tych chwilowych strat sygnału i niewiele, jeśli żaden dryf nie powinien być odczuwany przez żadną Serwer czasu NTP użytkownika.

Istnieje jednak kilku użytkowników wysokiego poziomu serwerów czasu sieciowego lub mogą mieć obawy co do dokładności ich technologii podczas zaplanowanych okresów braku sygnału. Istnieje inne rozwiązanie zapewniające ciągły, bezpieczny i równie dokładny sygnał czasu, który zawsze jest używany.

GPS, najczęściej używany do nawigacji i wyszukiwania drogi, a właściwie technologii opartej na zegarze atomowym. Każdy z satelitów GPS wysyła sygnał z wbudowanego zegara atomowego, który jest używany przez urządzenia nawigacji satelitarnej, które sprawdzają lokalizację przez triangulację.

Te sygnały GPS mogą być również odbierane przez a NTP serwer czasu GPS. Tak jak MSF, jak i inne serwery czasu sygnału radiowego odbierają sygnał zewnętrzny z nadajnika Anthorn, serwery czasu GPS mogą odbierać ten dokładny i zewnętrzny sygnał z satelitów.

W przeciwieństwie do transmisji radiowych, GPS nigdy nie powinien zejść w dół, chociaż czasami może być niepraktyczne odbiór sygnału, ponieważ antena GPS wymaga wyraźnego widoku nieba i dlatego najlepiej powinna znajdować się na dachu.

Dla tych, którzy chcą mieć podwójną pewność, nigdy nie będzie okresu, w którym sygnał nie zostanie odebrany przez Serwer NTP, A podwójny serwer czasu może być użyte. Odbierają one zarówno transmisje radiowe, jak i GPS, a pokładowy demon NTP oblicza najdokładniejszy czas od nich obu.

Wzrost liczby ataków GPS wzbudził pewne zaniepokojenie społeczności naukowej. GPS, podczas gdy bardzo dokładny i niezawodny system przesyłania czasu i informacji o pozycji, opiera się na bardzo słabych sygnałach, które są zakłócane przez zakłócenia z Ziemi.

Zarówno niezamierzone interferencje, takie jak pirackie stacje radiowe, czy zamierzone celowe "zagłuszanie" przez przestępców, są nadal rzadkie, ale ponieważ technologia, która może utrudniać sygnały GPS staje się coraz bardziej dostępna, sytuacja prawdopodobnie się pogorszy.

Podczas gdy skutki awarii sygnału systemu GPS mogą mieć oczywiste skutki dla osób, które używają go do nawigacji (kończąc w niewłaściwym miejscu lub gubiąc się), może to mieć poważniejsze i głębsze konsekwencje dla technologii, które polegają na GPSie przez czas sygnały.

Ponieważ tak wiele technologii opiera się obecnie Sygnały taktowania GPS od sieci telefonicznych, Internetu, bankowości i sygnalizacji świetlnej, a nawet naszej sieci energetycznej, jakikolwiek brak sygnału, niezależnie od tego, jak krótko, może spowodować poważne problemy.

Głównym problemem z sygnałem GPS jest to, że jest bardzo słaby, a ponieważ pochodzi z satelitów związanych z przestrzenią, niewiele można zrobić, aby wzmocnić sygnał, aby jakakolwiek podobna częstotliwość emitowana w lokalnym obszarze mogła łatwo zagłuszyć GPS.

Jednak GPS nie jest jedyną dokładną i bezpieczną metodą odbierania czasu ze źródła zegara atomowego. Wiele krajowych laboratoriów fizyki z całego świata transmituje sygnały zegara atomowego za pomocą fal radiowych (zazwyczaj fal długich). W USA sygnały te są transmitowane przez NIST (Narodowy Instytut Standardów i Czasu (znany jako WWVB), podczas gdy w Wielkiej Brytanii sygnał MSF jest nadawany przez NPL (Krajowe Laboratorium Fizyczne).

Podwójne serwery czasu które mogą odbierać oba sygnały są dostępne i są bezpieczniejsze dla każdej firmy wysokiej technologii, której nie stać na ryzyko utraty sygnału czasu.

Zapytaj dowolnego administratora sieci lub informatyka i zapytaj ich, jak ważne synchronizacja czasu sieci jest i zwykle otrzymasz tę samą odpowiedź - bardzo.

Czas wykorzystywany jest w prawie wszystkich aspektach przetwarzania w celu rejestrowania zdarzeń. W rzeczywistości znaczniki czasu są jedynym odniesieniem, które komputer może wykorzystać do utrzymywania śladów zadań, które wykonał, i tych, których jeszcze nie ma.

Gdy sieci nie są zsynchronizowane, wynik może być prawdziwym bólem głowy dla każdego, kto ma za zadanie debugowanie ich. Dane mogą często zostać utracone, aplikacje nie mogą się uruchomić, rejestrowanie błędów jest prawie niemożliwe, nie wspominając już o lukach w zabezpieczeniach, które mogą wystąpić, jeśli nie ma zsynchronizowanego czasu sieciowego.

NTP (Network Time Protocol) to wiodąca aplikacja do synchronizacji czasu działająca od czasów 1980-ów. Został stale opracowany i jest używany przez praktycznie każdą sieć komputerową, która wymaga dokładnego czasu.

Większość systemów operacyjnych ma już zainstalowaną wersję NTP i używanie jej do synchronizowania pojedynczego komputera jest stosunkowo proste, korzystając z opcji w ustawieniach zegara lub pasku zadań.

Jednak użycie wbudowanej aplikacji NTP lub demona na komputerze spowoduje, że urządzenie wykorzysta źródło czasu internetowego jako odniesienie czasowe. To wszystko jest dobre i dobre dla pojedynczych biurkowych urządzeń, ale w sieci wymagane jest bezpieczniejsze rozwiązanie.

W każdej sieci komputerowej ważne jest, aby w zaporze nie było żadnych usterek, które mogłyby prowadzić do ataków złośliwych użytkowników. Otwarcie portu w celu komunikowania się z internetowym źródłem czasu jest jedną z metod, za pomocą których atakujący może wprowadzić sieć.

Na szczęście istnieją alternatywy dla korzystania z Internetu jako źródła czasu. Atomowe sygnały zegarowe mogą być odbierane za pomocą fal długich lub transmisji GPS.

Dedykowane Serwer czasu NTP dostępne są urządzenia, które bardzo ułatwiają synchronizację czasu Serwerów NTP odbiera czas (zewnętrznie do zapory ogniowej), a następnie może dystrybuować do wszystkich komputerów w sieci - odbywa się to bezpiecznie i dokładnie w większości sieci synchronizowanych z serwerem NTP działających w odstępach kilku milisekund.

Każdy administrator sieci powie Ci, jak ważne synchronizacja czasu jest dla nowoczesnej sieci komputerowej. Komputery polegają na czasie niemal we wszystkim, szczególnie w dzisiejszym świecie handlu online i komunikacji globalnej, gdzie niezbędna jest dokładność.

Niepowodzenie w dokładnym synchronizowaniu komputerów może prowadzić do różnego rodzaju problemów: utraty danych, luk w zabezpieczeniach, niemożności przeprowadzenia czasochłonnych transakcji i trudności w debugowaniu może być spowodowane brakiem lub niewystarczającą wystarczającą synchronizacją czasu.

Jednak zapewnienie, że każdy komputer w sieci ma dokładnie ten sam czas, jest proste dzięki dwóm technologiom: zegarowi atomowemu i zegarowi NTP serwer (Network Time Protocol).

Zegary atomowe są niezwykle dokładnymi chronometrami. Mogą utrzymywać czas i nie dryfować nawet o jedną sekundę od tysięcy lat i właśnie ta dokładność umożliwiła zastosowanie technologii i aplikacji, takich jak nawigacja satelitarna, handel online i GPS.

Synchronizacja czasu w sieciach komputerowych jest kontrolowana przez serwer czasu sieciowego, nazywany zwykle serwerem NTP po protokole synchronizacji czasu, którego używa, Network Time Protocol.
Jeśli chodzi o wybór serwera czasu, tak naprawdę istnieją tylko dwa prawdziwe typy - referencje radiowe Serwer czasu NTP oraz NTP serwer czasu GPS.

Radiowe serwery czasu odniesienia odbierają czas z transmisji długofalowej transmitowanej przez laboratoria fizyki, takie jak NIST w Ameryce Północnej lub NPL w UK. Transmisje te można często odbierać w całym kraju pochodzenia (i poza nim), chociaż lokalna topografia i zakłócenia od innych urządzeń elektrycznych mogą zakłócać sygnał.

GPS serwery czasu, z drugiej strony, używaj sygnału nawigacji satelitarnej transmitowanego z satelitów GPS. Transmisje GPS są generowane przez zegary atomowe na satelitach, dzięki czemu są bardzo dokładnym źródłem czasu, podobnie jak zegar atomowy generowany w czasie nadawanym przez laboratoria fizyki.

Poza wadą konieczności posiadania anteny na dachu (GPS działa przez linię wzroku, tak, że niezbędny jest czysty widok nieba), GPS można uzyskać dosłownie wszędzie na świecie.

Zarówno jako rodzaje serwera czasu może dostarczyć dokładnego źródła niezawodnego czasu na decyzję, który typ serwera czasu powinien być oparty na dostępności sygnałów długofalowych lub czy można zainstalować antenę GPS na dachu.