Utrzymanie zegara w systemie PC zsynchronizowany jest ważne dla wielu systemów, sieci i użytkowników, które wymagają dokładności czasu dla aplikacji i transakcji. Prawie wszystko na nowoczesnym systemie komputerowym czas zależny więc gdy synchronizacja nie powiedzie się różnego rodzaju problemów może wynikać z danych gubię i debugowanie staje prawie niemożliwe.

Istnieje kilka metod synchronizacji zegara w systemie komputerowym, ale większość z nich opiera się na protokół synchronizacji czasu NTP (Network Time Protocol).

Zdecydowanie najczęstszą metodą jest skorzystać z niezliczonych Internecie Serwery czasu NTP że przekaźnik czasu UTC (Coordinated Universal Time). Jednakże, istnieje wiele wspólnych problemów w korzystaniu z Internetu w oparciu serwerów czasu - oto niektóre z nich:

Nie można uzyskać dostępu do serwera czasu Internet

Wspólne wystąpienie z źródeł czasu do Internetu jest niezdolność do nich dostęp. Może to być spowodowane przez szereg przyczyn:

• Zbyt dużo ruchu próbuje uzyskać dostęp do serwera
• Strona internetowa jest w dół
• Połączenie jest w dół

Czasu z serwera czasu jest innacuurate

Większość źródeł online czasu są tak zwane serwerami czasu stratum 2. Oznacza to, że się ich razem z innego serwera czasu (stratum 1), że ono połączone z zegarem atomowym (stratum 0). Jeśli wystąpi błąd z urządzeniem warstwy 1 urządzenie 2 warstwa będzie źle (i każde urządzenie, które stara się z niego czasu).

Serwer czasu prowadzi do problemów bezpieczeństwa z zaporą

Innym częstym problemem spowodowane faktem, że wszystkie serwery czasu Online trzeba dostęp przez zaporę. Niestety to daje możliwość szkodliwym użytkownikom skorzystania z tej tylne drzwi do systemu.

Problemy z serwerem czasu eliminując

Źródła czasu Internet nie są gwarantowane są dokładne, wiarygodne i bezpieczne tak dla wszelkich poważnych wymagań synchronizacji czasu zewnętrzne źródło czasu powinny być stosowane. Serwery czasu NTP że podłączenie do sieci i odbioru czas z GPS i radiowe źródła są dużo bardziej bezpieczne i niezawodne rozwiązanie. Te Serwerów NTP są również bardzo bezpieczne, ponieważ nie działa w Internecie.

NTP (Network Time Protocol) jest prawdopodobnie najstarszym i najczęściej używanym protokołem stosowanym przez komputery, a jednak jest prawdopodobnie najmniej zrozumiały.

NTP jest używany przez prawie wszystkie komputery, sieci i inne urządzenia, które są zaangażowane w komunikację przez Internet lub sieci wewnętrzne. Został opracowany na najwcześniejszych etapach internetu, gdy okazało się, że wymagana jest pewna metoda zapewnienia dokładności na odległość.

Protokół działa poprzez wybranie jednego źródła czasu, z którego NTP ma możliwość ustalenia dokładności i niezawodności, które następnie dystrybuuje wokół każdego urządzenia w sieci NTP.

Każde urządzenie jest regularnie sprawdzane pod kątem tego zegara referencyjnego i korygowane w przypadku zauważenia jakiegokolwiek dryfu. Wersja NTP jest teraz wdrażana z praktycznie każdym systemem operacyjnym, umożliwiając synchronizację dowolnego komputera z jednym źródłem czasu.

Oczywiście, jeśli każda sieć na świecie wybrałaby inne źródło czasu jako odniesienie, przyczyna tej synchronizacji zostałaby utracona.

Na szczęście opracowano globalną skalę czasową opartą na międzynarodowym konsorcjum zegarów atomowych w celu zapewnienia jednorazowego źródła w celu globalnej synchronizacji.

UTC (Skoordynowany czas uniwersalny) jest używany przez sieci komputerowe na całym świecie jako odniesienie czasowe, co oznacza, że ​​każde urządzenie, które jest zsynchronizowane z UTC z NTP, będzie w efekcie synchronizowane z każdą siecią wykorzystującą czas UTC jako czas UTC.

Istnieje wiele różnych metod, dzięki którym NTP może uzyskać dostęp do czasu UTC. Internet jest powszechną lokalizacją, chociaż zapewnia bezpieczeństwo i zapory. Bezpieczniejszą (i dokładniejszą) metodą jest użycie dedykowanego Serwer czasu NTP zajmuje to trochę czasu z zewnętrznych źródeł, takich jak sieć GPS (GPS działa przez nadawanie zegara czasu atomowego, który można łatwo przekształcić w UTC przez Serwer NTP).

Dzięki NTP, dedykowanemu serwerowi czasu i dostępowi do UTC można zsynchronizować całą sieć w ciągu kilku milisekund czasu uniwersalnego, zapewniając bezpieczną i dokładną sieć, która może działać w pełnej synchronizacji z innymi sieciami na całym świecie.

Zegary atomowe są bez wątpienia najdokładniejszymi fragmentami czasu na powierzchni planety. W rzeczywistości dokładność zegara atomowego nieporównywalna z jakimkolwiek innym chronometrem, zegarem czy zegarem.

Choć zegar atomowy nie straci nawet sekundy w ciągu tysięcy lat, przeciętny cyfrowy zegarek może stracić sekundę w ciągu zaledwie kilku dni, co po kilku tygodniach lub miesiącach będzie oznaczać, że zegarek działa wolno lub szybko o kilka minut.

To samo można powiedzieć o zegarze systemowym, który steruje komputerem, a jedyną różnicą jest to, że komputery polegają na czasie znacznie silniej niż my sami.

Prawie wszystko, co robi komputer, polega na sygnaturach czasowych, od zapisywania pracy, po aplikacje, debugowanie, a nawet e-maile są zależne od znaczników czasu, co może stanowić problem, jeśli zegar na komputerze działa zbyt szybko lub wolno, ponieważ często występują błędy. zwłaszcza jeśli komunikujesz się z innym komputerem lub urządzeniem.

Na szczęście większość komputerów PC jest łatwo zsynchronizowana z zegarem atomowym, co oznacza, że ​​mogą być dokładne, ponieważ te potężne urządzenia pozwalają na zachowanie czasu, więc wszelkie zadania wykonywane przez komputer mogą być w doskonałej synchronizacji z każdym urządzeniem, z którym się komunikujesz.

W większości systemów operacyjnych na komputery PC wbudowany protokół (NTP) umożliwia komunikację komputera z serwerem czasu połączonym z zegarem atomowym. W większości wersji systemu Windows jest to dostępne poprzez ustawienie daty i czasu (podwójne kliknięcie zegara w prawym dolnym rogu).

Jednak w przypadku komputerów lub sieci biznesowych, które wymagają bezpiecznej i dokładnej synchronizacji czasu, serwery czasu online są po prostu mało bezpieczne i wystarczająco dokładne, aby zapewnić, że twoja sieć nie jest podatna na wady bezpieczeństwa.

Jednakże, Serwery czasu NTP które otrzymują czas bezpośrednio z zegarów atomowych, które mogą synchronizować całe sieci. Urządzenia te otrzymują rozsyłany znacznik czasu dystrybuowany przez krajowe laboratoria fizyczne lub za pośrednictwem sieci satelitarnej GPS.

Serwerów NTP umożliwić całej sieci wszystkim dokładnie dokładnie zsynchronizowany czas, który jest tak dokładny i bezpieczny, jak to tylko możliwe.

Synchronizacja ma zasadnicze znaczenie dla większości sieci komputerowych. Sygnatury czasowe są jedyną informacją, którą komputer może wykorzystać do analizy, kiedy i czy procesy lub aplikacje zostały zakończone. Zsynchronizowane znaczniki czasu mają również kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa, debugowania i rejestrowania błędów.

Niedotrzymanie odpowiedniej synchronizacji sieci może prowadzić do różnego rodzaju problemów. Aplikacje nie rozpoczynają się, transakcje wrażliwe na czas zawiodą, a błędy i utrata danych staną się powszechne.

Jednak zapewnienie synchronizacji bez względu na rozmiar sieci jest proste i nie kosztowne, dzięki dedykowanemu serwerowi czasu sieciowego i protokołowi czasu NTP.

Network Time Protocol (NTP)

NTP był nawet dłuższy niż Internet, ale jest najczęściej stosowanym protokołem synchronizacji. Usługa NTP jest bezpłatna i ułatwia synchronizację. Działa poprzez pobranie jednorazowego źródła (lub wielu) i rozprowadzenie go w sieci. Utrzyma wysoki poziom dokładności nawet wtedy, gdy utraci pierwotny sygnał czasu i będzie mógł ocenić, jak dokładny jest każdy punkt odniesienia.

Serwer czasu NTP

Są one w różnych formach. Po pierwsze, istnieje wiele wirtualnych serwerów czasu w całym Internecie, które dystrybuują czas bezpłatnie. Jednakże, ponieważ są one oparte na Internecie, sieć podejmuje ryzyko, pozostawiając otwarty port firewall dla tej komunikacji w czasie. Ponadto nie ma kontroli nad sygnałem czasu, więc jeśli zostanie obniżony (lub stanie się niestabilny lub całkowicie niedokładny), twoja sieć może pozostać bez odpowiedniej synchronizacji.

Dedykowane Serwery czasu NTP użyj GPS lub radia, aby otrzymać czas. Jest to o wiele bezpieczniejsze, podobnie jak sygnały GPS i radiowe, takie jak WWVB (od NIST) są generowane przez zegary atomowe tam dokładność nie ma sobie równych.

Ponieważ protokół NTP jest hierarchiczny, oznacza to również, że tylko jeden dedykowany serwer czasu musi być używany w sieci, bez względu na rozmiar, ponieważ inne urządzenia w sieci mogą działać jako serwery czasu po uzyskaniu czasu od podstawowego Serwer NTP.

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.

Podobnie jak w przypadku zaawansowanej technologii komputerowej, która wydaje się wykładniczo zwiększać możliwości każdego roku, zegary atomowe również wydają się drastycznie zwiększać swoją dokładność z roku na rok.

Teraz, ci pionierzy technologii zegara atomowego, Amerykański Narodowy Instytut Standardów Czasowych (NIST), ogłosili, że udało im się wyprodukować zegar atomowy z dokładnością dwukrotnie większą niż w przypadku zegarów, które były wcześniej używane.

Zegar opiera się na pojedynczym atomie glinu, a NIST twierdzi, że może pozostać dokładny bez utraty sekundy w ciągu 3.7 miliarda lat (mniej więcej tyle samo czasu, ile życie istniało na Ziemi).

Poprzedni najdokładniejszy zegar został opracowany przez niemiecki Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) i był zegarem optycznym opartym na atomie strontu i był dokładny do sekundy od ponad miliarda lat. Ten nowy zegar atomowy NIST jest również zegarem optycznym, ale bazuje na atomach glinu, co według badań NIST z tym zegarem jest znacznie dokładniejsze.

Zegary optyczne wykorzystują lasery do zatrzymywania atomów i różnią się od tradycyjnych zegarów atomowych wykorzystywanych przez sieci komputerowe Serwerów NTP (Network Time Protocol) i inne technologie oparte na zegarach fontannowych. Te tradycyjne zegary fontannowe nie tylko używają cezu jako atomu czasu, ale zamiast laserów wykorzystują super chłodzone ciecze i odkurzacze do kontrolowania atomów.

Dzięki pracy NIST, PTB i Wielkiej Brytanii NPL (National Physical Laboratory) zegary atomowe nadal postępują w postępie geometrycznym, jednak te nowe optyczne zegary atomowe oparte na atomach takich jak aluminium, rtęć i stront są dalekie od wykorzystania jako podstawa do UTC (Skoordynowany czas uniwersalny).

UTC jest sterowane konstelacją zegarowych fontann cezowych, które mimo że są dokładne do sekundy w 100,000, są zdecydowanie mniej precyzyjne niż te zegary optyczne i bazują na technologii sprzed pięćdziesięciu lat. I niestety, dopóki światowa społeczność naukowa nie zgodzi się na to, by projekt atomów i zegarów był używany na całym świecie, te precyzyjne zegary atomowe pozostaną jedynie grą społeczności naukowej.

Network Time Protocol (NTP) Jest protokół TCP / IP opracowane kiedy internet był w powijakach. Został on opracowany przez David Mills z University of Delaware który próbował zsynchronizować komputerów w sieci z pewną dokładnością.

Protokół NTP jest oparta UNIX, ale został przeniesiony do pracy tak samo skutecznie i na stacjach wersja została dołączona do systemów operacyjnych do systemu Windows 2000 (w tym Windows 7, Vista i XP).

NTP i demon (aplikacji), który kontroluje się nie tylko metodą przepuszczanie razem. Każdy system działa demona NTP może działać jako klient, badając czas odniesienia z innych serwerów lub może to zrobić własny czas dostępny dla innych urządzeń w użyciu co w efekcie zamienia ją w samym serwerem czasu. Może również działać jako równorzędnego poprzez współpracę z innymi rówieśnikami, aby znaleźć najbardziej stabilne i dokładne źródło czasu do wykorzystania.

Jednym z najbardziej elastycznych aspektów NTP jest jej hierarchiczna natura. NTP dzieli urządzenia do warstw, każdy poziom warstwy jest określona przez jego bliskość do zegara odniesienia (zegar atomowy). Sam zegar atomowy jest urządzeniem warstwy 0, najbliżej do niego urządzenia (często Dedykowany serwer czasu NTP) Jest urządzeniem warstwy 1 podczas innych urządzeń łączących się z tym stać się naskórka 2. NTP może utrzymać dokładność w granicach poziomu warstwy 16.

Każda sieć, która musi być zsynchronizowane, musi najpierw zidentyfikować i zlokalizować źródło czasu dla NTP do dystrybucji. Internetowe źródła czasu są dostępne, ale ci są często pobierane z urządzeń warstwy 2, które działają przez zaporę. Jedynym sposobem, NTP potrafimy czasu jest, gdy port TCP / IP pozostają otwarte, aby umożliwić ruch przez. Może to prowadzić do problemów bezpieczeństwa, jak złośliwi użytkownicy mogą skorzystać z tej dziury zapory.

Dedykowane Serwery czasu NTP znaleźć źródło czasie za pośrednictwem sygnałów GPS lub radia, a więc nie opuścić sieć podatne na atak. Dołączając Serwer czasu NTP do routera i całej sieci setek, a nawet tysięcy urządzeń mogą być synchronizowane dzięki hierarchicznej struktury NTP.

. Protokół NTP (Network Time Protocol) od najdawniejszych czasów Internetu był odpowiedzialny za synchronizację czasu w sieciach komputerowych. Nie tylko NTP jest na to skuteczny, ale po podłączeniu do źródła UTC (Coordinated Universal Time) NTP jest również wyjątkowo dokładny.

Większość sieci komputerowych łączy się z UTC za pośrednictwem dedykowanego Serwer czasu NTP. Te urządzenia używają zewnętrznego połączenia z zegarem atomowym, aby odbierać czas, a następnie dystrybuować go przez sieć. Łącząc się zewnętrznie, za pośrednictwem GPS (Global Positioning System) lub radia długofalowego, nie tylko są Serwery czasu NTP Niezwykle dokładne, ale są również bardzo bezpieczne, ponieważ na razie nie polegają na połączeniu internetowym.
Serwery czasu NTP są również coraz częściej wykorzystywane do innych nowych innowacji. Nie tylko tradycyjne technologie, takie jak CCTV, sygnalizacja świetlna, kontrola ruchu lotniczego i giełda, są zależne od synchronizacji czasu z serwerami czasu, ale coraz więcej nowoczesnych technologii.

Serwery czasu NTP są teraz powszechne we współczesności Digital signage systemy (korzystanie z telewizorów z płaskim ekranem do celów reklamowych poza domem). Te ekrany sieciowe są często synchronizowane, aby umożliwić zaplanowane i uporządkowane kampanie.

Zsynchronizowana kampania digital signage to jedna z metod wyróżnienia się z kampanii reklamowej w domu. Jest to coraz ważniejsze, ponieważ coraz więcej cyfrowych znaków jest wprowadzanych w życie, co sprawia, że ​​konwencjonalna kampania digital signage jest trudna do przyciągnięcia i przyciąga wzrok.

Synchronizując wiele ekranów razem z serwerem czasu NTP i uruchamiając zaplanowaną i zaplanowaną kampanię. Pozwala to zaplanować lub zaplanować treść, aby zmaksymalizować jej wpływ.

Małe serwery czasu mogą zostać zainstalowane bezpośrednio w cyfrowym oznakowaniu Obudowa LCD chociaż większość tych urządzeń do synchronizacji wymaga sygnału GPS lub długofalowego, antena może być probabilyczna. Lepszym rozwiązaniem jest połączenie oznakowania digtal i użycie singla Serwer NTP jako metoda synchonizacji.

NTP może być najstarszym protokołem w Internecie i Serwery czasu NTP istnieją już od prawie dwóch dekad, ale ta stosunkowo antyczna technologia i oprogramowanie nigdy nie były tak popularne.

Precyzja staje się coraz ważniejsza w nowoczesnych technologiach i niczym więcej niż dokładnością w utrzymywaniu czasu. Od Internetu po nawigację satelitarną precyzyjna i dokładna synchronizacja ma zasadnicze znaczenie w dzisiejszych czasach.

W rzeczywistości wiele technologii, które bierzemy za pewnik w dzisiejszym świecie, nie byłoby możliwe, gdyby nie najdokładniejsze maszyny wymyślone - zegar atomowy.

Zegary atomowe są tylko urządzeniami mierzącymi czas, takimi jak inne zegary lub zegarki. Ale to, co je wyróżnia, to dokładność, jaką mogą osiągnąć. Jako prosty przykład Twój standardowy zegar mechaniczny, taki jak wieża zegarowa w centrum miasta, będzie dryfował nawet o sekundę dziennie. Zegary elektroniczne, takie jak zegarki cyfrowe lub radiobudziki, są dokładniejsze. Tego typu zegary dryfują sekundę w ciągu około tygodnia.

Jednak przy porównywaniu dokładności zegara atomowego, w którym sekunda nie zostanie utracona lub utracona w 100,000 lat lub więcej, dokładność tych urządzeń jest nieporównywalna.

Zegary atomowe mogą osiągnąć tę dokładność dzięki oscylatorom, z których korzystają. Prawie wszystkie rodzaje zegara mają oscylator. Generalnie oscylator jest po prostu obwodem, który regularnie tyka.

Zegary mechaniczne wykorzystują wahadła i sprężyny, aby zapewnić regularną oscylację, podczas gdy zegary elektroniczne mają kryształ (zwykle kwarc), który po przejściu prądu elektrycznego zapewnia dokładny rytm.

Zegary atomowe wykorzystują oscylację atomów podczas różnych stanów energii. Często używa się cezu 133 (a czasami rubidu), ponieważ jego nadsubtelna przejściowa oscylacja wynosi ponad 9 miliarda razy na sekundę (9,192,631,770) i to nigdy się nie zmienia. W rzeczywistości Międzynarodowy system jednostek (SI) teraz oficjalnie uznaje drugi w czasie cykl 9,192,631,770 promieniowania z atomu cezu.

Zegary atomowe stanowią podstawę światowego globalnego harmonogramu - UTC (Coordinated Universal Time). A sieci komputerowe na całym świecie pozostają zsynchronizowane za pomocą sygnałów czasu nadawanych przez zegary atomowe i odbierane Serwery czasu NTP (Network Time Server).

Nieprzerwany…

Jednak są sytuacje, w których serwer czasu może utracić połączenie z zegarem atomowym i nie otrzymywać kodu czasu przez dłuższy czas. Czasami może to być spowodowane przestojami kontrolerów zegara atomowego do konserwacji lub że zakłócenia w pobliżu blokują transmisję.

Oczywiście im dłuższy sygnał, tym bardziej potencjalny dryf może wystąpić w sieci jako oscylator kwarcowy w sieci Serwer NTP to jedyna rzecz utrzymująca czas. W przypadku większości aplikacji nigdy nie powinno to stanowić problemu, ponieważ najbardziej długotrwały okres przestoju wynosi zazwyczaj nie więcej niż trzy lub cztery godziny, a serwer NTP nie dryfowałby zbyt często w tym czasie, a występowanie tego przestoju jest dość rzadkie (może raz lub dwa razy w roku).

Jednak w przypadku niektórych ultraprecyzyjnych zastosowań wysokiej klasy oscylatory kryształu rubidu zaczynają być używane, ponieważ nie dryfują tak bardzo jak kwarc. Rubidium (często używane w zegary atomowe zamiast cezu) jest znacznie dokładniejszym oscylatorem niż kwarcem i zapewnia lepszą dokładność, gdy nie ma sygnału do Serwer czasu NTP pozwalając sieci na utrzymanie dokładniejszego czasu.

Sam Rubid jest metalem alkalicznym o właściwościach zbliżonych do potasu. Jest bardzo nieznacznie radioaktywny, chociaż nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ludzkiego (i jest często stosowany w obrazowaniu medycznym przez wstrzyknięcie go pacjentowi). Jego okres półtrwania wynosi 49 miliard lat (czas potrzebny do zaniku o połowę - w porównaniu z niektórymi z najbardziej śmiercionośnych materiałów radioaktywnych mają okres półtrwania poniżej sekundy).

Jedynym prawdziwym niebezpieczeństwem związanym z rubidium jest to, że reaguje on raczej gwałtownie na wodę i może wywołać pożar