Synchronizacja nowoczesnych sieci komputerowych ma ogromne znaczenie z wielu powodów, a także dzięki protokołowi czasowemu NTP (Network Time Protocol) jest to stosunkowo proste.

Protokół NTP jest algorytmicznym protokołem, który analizuje czas na różnych komputerach i porównuje go z pojedynczym odwołaniem do czasu i dostosowuje każdy zegar do dryfu, aby zapewnić synchronizację ze źródłem czasu. NTP jest tak zdolny do tego zadania, że ​​sieć zsynchronizowana za pomocą protokołu może realistycznie uzyskać dokładność milisekundową.

Wybór źródła czasu

Jeśli chodzi o ustalenie czasu odniesienia, nie ma alternatywy, aby znaleźć źródło UTC (Coordinated Universal Time). UTC to globalna skala czasowa, stosowana na całym świecie jako jedna oś czasu w sieciach komputerowych. UTC jest utrzymywane w dokładności dzięki konstelacji zegarów atomowych na całym świecie.

Synchronizacja z UTC

Podstawową metodą odbierania źródła czasu UTC jest korzystanie z internetowego serwera czasu 2. Są one uważane za warstwy 2, ponieważ rozpowszechniają czas po otrzymaniu go od Serwer NTP (warstwa 1), która jest połączona z zegarem atomowym (warstwa 0). Niestety nie jest to najdokładniejsza metoda odbioru UTC z powodu odległość, którą dane muszą przebyć od hosta do klienta.

Istnieją również problemy bezpieczeństwa związane z korzystaniem z internetowego źródła czasu 2, ponieważ zaporowy port UDP 123 musi pozostać otwarty na odbiór kodu czasowego, ale to otwieranie zapory ogniowej może i jest wykorzystywane przez złośliwych użytkowników.

Dedykowane serwery NTP

Dedykowane serwery czasu NTP, często określane jako sieciowe serwery czasu, są najbardziej dokładną i bezpieczną metodą synchronizacji sieci komputerowej. Działają zewnętrznie w sieci, więc nie ma problemów z firewallem. Te urządzenia 1 warstwy otrzymują czas UTC bezpośrednio ze źródła zegara atomowego przez transmisje radiowe fal długich lub Sieć GPS (Globalny System Pozycjonowania). Chociaż wymaga to anteny, która w przypadku GPS musi być umieszczona na dachu, sam serwer czasu automatycznie zsynchronizuje setki, a nawet tysiące różnych urządzeń w sieci.

Dokładny pomiar czasu jeśli często są one pomijane jako priorytet dla administratorów sieci, to jednak wiele z nich ryzykuje zarówno bezpieczeństwo, jak i utratę danych, nie zapewniając ich synchronizacji z jak najdokładniejszym z możliwych.

Komputery mają własne zegary sprzętowe, ale często są to zwykłe oscylatory elektroniczne, takie jak zegarki cyfrowe i niestety zegary systemowe mają tendencję do dryfowania, często nawet o kilka sekund w tygodniu.

Uruchamianie różnych maszyn w sieci, które mają różne czasy - nawet przez kilka sekund - może spowodować spustoszenie, ponieważ wiele zadań komputerowych polega na czasie. Czas, w postaci znaczników czasu, jest jedynym komputerem referencyjnym używanym do rozróżniania różnych zdarzeń i niepowodzeń dokładnie synchronizuj sieć może prowadzić do wielu nieopisanych problemów.

Oto niektóre z głównych powodów, dla których twoja sieć powinna być zsynchronizowana za pomocą Network Time Protocol, wstępnie z a Serwer czasu NTP.

Kopie zapasowe danych - istotne dla zabezpieczenia danych w dowolnej firmie lub organizacji, brak synchronizacji może prowadzić nie tylko do awarii, ale i starszych wersji plików zastępujących bardziej nowoczesne wersje.

Złośliwe ataki - Niezależnie od tego, jak bezpieczna jest sieć, ktoś, gdzieś w końcu uzyska dostęp do twojej sieci, ale bez dokładnej synchronizacji może się okazać niemożliwe odkrycie, jakie kompromisy się wydarzyły, a także spowoduje, że wszyscy nieautoryzowani użytkownicy będą mieli więcej czasu w sieci, aby siać spustoszenie.

Błąd logowania - gdy wystąpią usterki i nieuchronnie to nastąpi, dzienniki systemowe zawierają wszystkie informacje umożliwiające identyfikację i usunięcie problemów. Jeśli jednak dzienniki systemowe nie są zsynchronizowane, czasami nie można ustalić, co poszło nie tak i kiedy.

Online Trading - Kupowanie i sprzedawanie w Internecie jest obecnie powszechne, aw niektórych przedsiębiorstwach tysiące transakcji internetowych przeprowadzanych jest co sekundę od rezerwacji miejsc po zakup udziałów i brak dokładna synchronizacja może powodować wszelkiego rodzaju błędy w handlu online, takie jak przedmioty kupowane lub sprzedawane więcej niż raz.

Zgodność i legalność - Wiele systemów regulacji przemysłowych wymaga sprawdzalnej i dokładnej metody pomiaru czasu. Niezsynchronizowana sieć będzie również narażona na problemy prawne, ponieważ nie można udowodnić, kiedy dokładnie miało nastąpić zdarzenie.

Kiedy liczyłeś na sylwestra, aby oznaczyć początek następnego roku, zacząłeś od 10 lub 11? Większość biesiadników odliczałaby od dziesięciu, ale byliby w tym roku przedwcześnie, ponieważ w zeszłym roku dodano dodatkową sekundę - sekundę przestępną.

Sekundowe sekundy są zwykle wstawiane raz lub dwa razy w roku (zwykle w Sylwestra iw czerwcu), aby zapewnić globalną skalę czasową UTC (Coordinated Universal Time) zbiega się z dniem astronomicznym.

Sekundowe sekundy zostały wykorzystane od czasu wprowadzenia UTC i są bezpośrednim wynikiem naszej dokładności w mierzeniu czasu. Problem polega na tym, że współczesny zegary atomowe są znacznie dokładniejszymi urządzeniami mierzenia czasu niż sama ziemia. Zauważono, że po raz pierwszy opracowano zegary atomowe, których długość, raz uważana za dokładnie 24 godzin, była zróżnicowana.

Zmiany są spowodowane obrotem Ziemi, na którą wpływa grawitacja Księżyca i siły pływowe Ziemi, z których wszystkie nieznacznie spowalniają obrót Ziemi.

To spowolnienie rotacyjne, choć tylko maleńkie, jeśli nie zostanie sprawdzone, to dzień UTC wkrótce dryfuje w astronomiczną noc (choć od kilku tysięcy lat).

Decyzja, czy potrzebny jest drugi skok, leży w gestii Międzynarodowej Służby ds. Rotacji Ziemi (IERS), jednak Leap Seconds nie są popularne wśród wszystkich i mogą powodować potencjalne problemy po ich wprowadzeniu.

UTC jest używane przez Serwery czasu NTP (Network Time Protocol) jako odniesienie czasowe do synchronizacji sieci komputerowych i innych technologii oraz zakłócenia, które może spowodować sekund sekund przestępnych są postrzegane jako nie warte kłopotów.

Jednak inni, jak na przykład astronomowie, twierdzą, że nieprzestrzeganie czasu UTC w dzień astronomiczny sprawiłoby, że studiowanie niebios byłoby prawie niemożliwe.

Ostatni wprowadzony przed tą sekundą drugi skok był w 2005, ale od 23 do czasu UTC dodano łącznie 1972 sekund.

digital signage rozwija się dość szybko dla tak rozwijającej się nowej branży. Przez cały czas powstają fantastyczne nowe innowacje i style treści, a tam są naprawdę fantastyczne kampanie i coraz więcej awanturniczych wdrożeń cały czas się rozwija.

Jednym z rosnącej liczby trendów jest stosowanie skomplikowanych, zaplanowanych i zsynchronizowanych kampanii na wielu komputerach. Są niesamowicie przyciągające wzrok, zwłaszcza gdy zawartość jest zsynchronizowana, aby zapewnić przechodniom niemal interaktywne wrażenia.

Zsynchronizowane treści mogą być naprawdę trudne do wdrożenia i tego typu treści z pewnością nie są dla początkujących, ponieważ tworzenie tak wyrafinowanej kampanii może być naprawdę trudne.

Jednym z istotnych aspektów tego typu zaplanowanych kampanii digital signage jest zapewnienie, że wszystkie wyświetlacze są zsynchronizowane razem. Synchronizacja jest prawdopodobnie najważniejszym aspektem tego typu wyrafinowanych kampanii digital signage. Istnieje wiele metod synchronizacji tego typu kampanii.

Jednym z rozwiązań jest serwer czasu w sieci, który odbiera jedno źródło czasu i rozprowadza je wśród wszystkich urządzeń w tej sieci przy użyciu protokołu czasu NTP (Network Time Protocol).

Serwerów NTP odbierać czas z zewnętrznego źródła (zwykle z radia GPS lub fal długich fal), więc nie ma potrzeby, aby sieć była podłączona do Internetu, chociaż możliwa jest synchronizacja z internetowym źródłem czasu, chociaż może to być problematyczne, jeśli zakłócenia w połączeniu internetowym.

Każda duża sieć wyświetlaczy Digital Signage również musi być chroniona, zwłaszcza jeśli do generowania treści wykorzystywane są odtwarzacze multimedialne lub komputery PC. Najlepszym rozwiązaniem dla zapewnienia całkowitego bezpieczeństwa jest umieszczenie ekranu i urządzenia multimedialnego w obudowa wyświetlacza, często określane jako Obudowa LCD.

Oscylatory były niezbędne w opracowywaniu zegarów i chronologii. Oscylatory są po prostu obwodami elektronicznymi, które wytwarzają powtarzalny sygnał elektroniczny. Często do stabilizowania częstotliwości oscylacji wykorzystywane są kryształy takie jak kwarc,

Oscylatory są podstawową technologią zegarów elektronicznych. Zegarki cyfrowe i analogowy zegar zasilany bateryjnie są kontrolowane przez obwód oscylacyjny, zwykle zawierający kryształ kwarcu.

I choć zegary elektroniczne są wielokrotnie dokładniejsze niż zegar mechaniczny, oscylator kwarcowy będzie nadal dryfował o sekundę lub dwie w tygodniu.

Zegary atomowe oczywiście są znacznie dokładniejsze. Nadal jednak używają oscylatorów, najczęściej cezu lub rubidu, ale robią to w stanie hiper-fine, często zamrożonym w ciekłym azocie lub helu. Zegary te w porównaniu do zegarów elektronicznych nie dryfują o sekundę nawet o milion lat (i przy bardziej nowoczesnych zegarkach atomowych 100 milion lat).

Aby wykorzystać tę dokładność chronologiczną serwer czasu sieciowego, który używa NTP (Network Time Protocol) może być użyty do synchronizacji kompletnych sieci komputerowych. Serwerów NTP użyj sygnału czasu z odbiornika GPS lub radia długofalowego, które pochodzi bezpośrednio z zegara atomowego (w przypadku GPS czas jest generowany w zegarze na pokładzie satelity GPS).

Serwerów NTP ciągle sprawdzaj to źródło czasu, a następnie dostosuj urządzenia w sieci, aby pasowały do ​​tego czasu. Pomiędzy ankietami (odbierającymi źródło czasu), standardowy czasowy oscylator jest używany przez serwer czasu do utrzymywania czasu. Zwykle te oscylatory są kwarcowe, ale ponieważ serwer czasu jest w regularnej komunikacji z zegarem atomowym, co minutę lub dwie, to normalne dryfowanie oscylatora kwarcowego nie stanowi problemu, ponieważ kilka minut między sondami nie doprowadziłoby do żadnego mierzalnego dryfu.

Ciąg dalszy nastąpi ...

Niezależnie od tego, gdzie jesteśmy na świecie, wszyscy musimy znać czas w którymś momencie dnia, ale gdy każdy dzień trwa tyle samo czasu bez względu na to, gdzie jesteś na Ziemi, ta sama skala czasowa nie jest używana globalnie.

Niepraktyczność Australijczyków, którzy muszą się obudzić w 17.00 lub w Stanach Zjednoczonych, którzy muszą rozpocząć pracę w 14.00, wykluczałaby proces o jeden okres czasu, chociaż pomysł ten został omówiony, gdy Greenwich został nazwany oficjalnym południkiem głównym (oficjalnie oficjalnym dateline). dla świata jakieś 125 lata temu.

Chociaż idea globalnej skali czasu została odrzucona z powyższych powodów, później uznano, że podłużne linie 24 podzieliłyby świat na różne strefy czasowe. Będą one emanować z GMT, a te z przeciwnej strony planety będą wynosić + 12 godzin.

Jednak dzięki 1970 wzrost globalnej komunikacji oznaczał, że uniwersalna skala czasu została ostatecznie przyjęta i jest nadal w powszechnym użyciu, mimo że wielu ludzi nigdy o niej nie słyszało.

UTC, Coordinated Universal Time, opiera się na GMT (Greenwich Meantime), ale jest utrzymywany przez konstelację zegarów atomowych. Uwzględnia on również zmiany w obrocie Ziemi z dodatkowymi sekundami znanymi jako "sekundy przestępne" dodawane raz dwa razy w roku, aby przeciwdziałać spowolnieniu ziemskiego spinu wywołanego siłami grawitacyjnymi i pływowymi.

Podczas gdy większość ludzi nigdy nie słyszała o UTC lub używała go bezpośrednio, jego wpływ na nasze życie był niezaprzeczalny w sieciach komputerowych, zsynchronizowanych z UTC przez Serwery czasu NTP (Network Time Protocol).

Bez tej synchronizacji do jednej skali czasowej wiele technologii i aplikacji, które bierzemy dzisiaj za pewnik, byłoby niemożliwe. Wszystko, od globalnego handlu akcjami i udziałami, poprzez zakupy internetowe, pocztę e-mail i sieci społecznościowe, jest możliwe tylko dzięki UTC i sieciom Serwer czasu NTP.

Od pierwszych dni rewolucji przemysłowej, kiedy linie kolejowe i telegraf rozciągały się w różnych strefach czasowych, okazało się, że potrzebna jest globalna skala czasowa, która pozwoliłaby na wykorzystanie tego samego czasu bez względu na to, gdzie byłabyś na świecie.

Pierwsza próba na globalną skalę czasową GMT - Greenwich Meantime. Zostało to oparte na południku Greenwich, gdzie słońce jest bezpośrednio powyżej 12 w południe. GMT został wybrany, głównie ze względu na wpływ brytyjskiego imperium na resztę świata.

Inne czasy zostały opracowane, takie jak British Railway Time, ale GMT był po raz pierwszy prawdziwie globalny system czasu był używany na całym świecie.

GMT pozostał w skali globalnej przez pierwszą połowę XX wieku, chociaż ludzie zaczęli odnosić się do UT (Universal Time).

Jednakże, kiedy zegary atomowe zostały opracowane w połowie XX wieku, wkrótce stało się jasne, że GMT nie było wystarczająco dokładne. Aby przedstawić te nowe dokładne chronometry, potrzebna była globalna skala czasowa oparta na czasie określonym przez zegary atomowe.

W tym celu opracowano Międzynarodowy Czas Atomowy (TAI), ale wkrótce pojawiły się problemy z wykorzystaniem zegarów atomowych.

Uważano, że rewolucja ziemska na jego osi była dokładnie 24 godzin. Ale dzięki zegarom atomowym odkryto, że obrót Ziemi jest różny i odkąd 1970 zwalnia. To spowolnienie obrotu Ziemi wymagało wyjaśnienia, w przeciwnym razie rozbieżności mogły narastać, a noc powoli dryfowałaby do dnia dzisiejszego (choć w ciągu wielu tysiącleci).

Coordinated Universal Time został opracowany, aby temu przeciwdziałać. Oparte na obu TAI i GMT, UTC pozwala na spowolnienie obrotu Ziemi poprzez dodanie sekund przestępnych co roku lub dwa (a czasami dwa razy w roku).

UTC jest teraz prawdziwie globalną skalą czasową i jest adoptowane przez narody i technologie na całym świecie. Sieci komputerowe są zsynchronizowane z UTC za pośrednictwem Sieć serwerów czasu i używają protokołu NTP w celu zapewnienia dokładności.

Chociaż dostępnych jest kilka protokołów do synchronizacji czasu, większość czasu sieciowego jest synchronizowana za pomocą jednego z nich NTP lub SNTP.

Protokół NTP (Network Time Protocol) i protokół SNTP (Simple Network Time Protocol) istnieją od początku istnienia Internetu (w przypadku NTP, kilka lat wcześniej) i są zdecydowanie najbardziej popularnymi i szeroko rozpowszechnionymi protokołami synchronizacji czasu.

Jednak różnica między nimi jest niewielka i decyduje, który protokół jest najlepszy dla a serwer czasu NTP lub konkretna aplikacja do synchronizacji czasu może być kłopotliwa.

Jak sama nazwa wskazuje, SNTP to uproszczona wersja Network Time Protocol, ale często pojawia się pytanie: "czym dokładnie jest różnica?"

Główna różnica między dwiema wersjami protokołu polega na zastosowaniu algorytmu. Algorytm NTP może wykonywać kwerendy dla wielu zegarów referencyjnych i obliczyć, który jest najbardziej dokładny.

Wykorzystanie SNTP dla urządzeń o niskim przetwarzaniu - jest przystosowane do mniej wydajnych maszyn, nie wymaga wysokiej dokładności NTP. NTP może również monitorować wszelkie przesunięcia i fluktuacje (niewielkie zmiany kształtu fali wynikające z wahań napięcia zasilania, wibracji mechanicznych lub innych źródeł), podczas gdy SNTP tego nie robi.

Inną istotną różnicą jest sposób, w jaki te dwa protokoły dostosowują się do dryfu w urządzeniach sieciowych. NTP przyspieszy lub spowolni zegar systemowy, aby dopasować czas wejścia zegara referencyjnego do Serwer NTP (przesuwanie), podczas gdy SNTP będzie po prostu przesuwać do przodu lub do tyłu zegar systemowy.

To stopniowe wydłużanie czasu systemu może powodować potencjalne problemy z aplikacjami wrażliwymi na czas, zwłaszcza że krok jest dość duży.

Protokół NTP jest używany, gdy dokładność jest ważna, a aplikacje o znaczeniu krytycznym są zależne od sieci. Jednak jego złożony algorytm nie jest odpowiedni dla prostych maszyn lub tych z mniej wydajnymi procesorami. Z kolei SNTP najlepiej nadaje się do tych prostszych urządzeń, ponieważ zajmuje mniej zasobów komputerowych, jednak nie jest odpowiedni dla żadnego urządzenia, w którym dokładność jest krytyczna lub gdzie aplikacje o znaczeniu krytycznym są zależne od sieci.

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.

Czas jest coraz ważniejszy dla systemów komputerowych. Obecnie prawie nie słyszymy, aby sieć komputerowa działała bez synchronizacji z UTC (Coordinated Universal Time). Nawet pojedyncze maszyny używane w domu są teraz wyposażone w automatyczną synchronizację. Najnowsze wcielenie systemu Windows, na przykład Windows 7, łączy się automatycznie ze źródłem taktowania (chociaż można tę aplikację wyłączyć ręcznie, uzyskując dostęp do preferencji czasu i daty).

Włączenie tych automatycznych narzędzi synchronizacji do najnowszych systemów operacyjnych jest wskazówką, jak ważne informacje o czasie stały się i kiedy bierzesz pod uwagę rodzaje aplikacji i transakcji, które są obecnie prowadzone w Internecie, nie jest to niespodzianką.

Bankowość internetowa, rezerwacje internetowe, aukcje internetowe, a nawet poczta e-mail może polegać na dokładnym czasie. Komputery używają znaczników czasu jako jedynego punktu odniesienia, który musi identyfikować, kiedy i kiedy nastąpiła transakcja. Błędy w informacji o czasie mogą powodować niewypowiedziane błędy i problemy, szczególnie w przypadku debugowania.

Internet jest pełen serwery czasu z ponad tysiącem źródeł czasowych dostępnych do synchronizacji online; dokładność i użyteczność tych internetowych źródeł czasu UTC zmienia się i pozostawia otwartą TCP / IP w zaporze, aby informacja o taktowaniu mogła pozostawić system podatny na ataki.

W przypadku systemów sieciowych, w których czas ma nie tylko kluczowe znaczenie, ale także bezpieczeństwo jest sprawą nadrzędną, dlatego internet nie jest preferowanym źródłem do odbierania informacji UTC i wymagane jest źródło zewnętrzne.

Podłączenie sieci NTP do zewnętrznego źródła czasu UTC jest względnie proste, jeśli sieciowy serwer czasu Jest używane. Te urządzenia, które są często określane jako Serwerów NTP, używaj zegarów atomowych na pokładach satelitów GPS (Global Positioning System) lub transmisji długofalowych nadawanych przez takie miejsca jak NIST or NPL.