Network Time Protocol (NTP) to jeden z najstarszych używanych protokołów internetowych, opracowany przez dr Davida Millsa z University of Delaware, który jest wykorzystywany od 1985. NTP to protokół przeznaczony do synchronizacji zegarów na komputerach i sieciach w Internecie lub w sieciach lokalnych (LAN).

NTP (wersja 4) może utrzymywać czasu przez Internet publicznego w ciągu milisekund 10 (1 / 100th sekundy) i może wykonywać jeszcze lepiej nad sieciami LAN z dokładnością 200 mikrosekund (1 / 5000th sekundy) w idealnych warunkach.

NTP działa w ramach pakietu TCP / IP i opiera się na UDP, mniej skomplikowana forma NTP istnieje nazywa Simple Network Time Protocol (SNTP), która nie wymaga przechowywania informacji o poprzednich komunikatach, potrzebnych NTP. Jest on stosowany w niektórych urządzeniach i aplikacjach gdzie wymagana jest wysoka dokładność synchronizacji nie jest tak ważne.

Synchronizacja czasu z NTP jest stosunkowo prosta, synchronizuje czas w odniesieniu do niezawodnego źródła zegara. To źródło może być względne (zegar wewnętrzny komputera lub czas na zegarze nadgarstka) lub bezwzględne (A UTC - Universal Coordinated Time - źródło zegara tak dokładne, jak to tylko możliwe).

Zdecydowanie zaleca się, aby firma Microsoft i inne firmy korzystały z zewnętrznych źródeł czasowych, a nie internetowych, ponieważ nie można ich uwierzytelnić. Dostępne są specjalistyczne serwery NTP, które mogą synchronizować czas w sieci przy użyciu MSF (lub odpowiednika) lub sygnału GPS.

Zegary atomowe są najbardziej bezwzględnymi urządzeniami chroniącymi czas; Są jednak bardzo drogie i generalnie można je znaleźć tylko w dużych laboratoriach fizyki. Jednak NTP może zsynchronizować sieci z zegarem atomowym, korzystając z sieci GPS lub specjalistycznej transmisji radiowej (MSF w Wielkiej Brytanii).

Krajowe krajowe i częstotliwościowe transmisje radiowe MSF wykorzystywane do synchronizacji serwera NTP są transmitowane przez National Physics Laboratory w Cumbrii, która służy jako krajowe odniesienie czasowe w Zjednoczonym Królestwie, istnieją również podobne systemy w Kolorado, USA (WWVB) i we Frankfurcie w Niemczech (DCF-77).

Serwer NTP oparty na radiu zazwyczaj składa się z serwera czasowego montowanego w szafie i anteny składającej się z baru ferrytowego umieszczonego w plastikowej obudowie, który odbiera czas i częstotliwość transmisji radiowej. Antena powinna być montowana poziomo pod kątem prostym w kierunku skrzyni biegów, aby uzyskać optymalną siłę sygnału. Dane są wysyłane w impulsy, 60 sekundę. Te sygnały zapewniają czas UTC z dokładnością do 100 mikrosekund, jednak sygnał radiowy ma ograniczony zakres i jest podatny na zakłócenia.

Łatwo instalowany radiowy serwer NTP może dostarczyć organizacji precyzyjne odniesienie do czasu, umożliwiające synchronizację całej sieci.

Network Time Protocol (NTP) jest jednym z najstarszych protokołów internetowych, które są nadal w użyciu. Wynaleziony przez dr Davida Millsa z University of Delaware został wykorzystany od 1985. Protokół NTP został zaprojektowany do synchronizowania zegarów na komputerach i sieciach w Internecie lub w sieciach lokalnych (LAN).

NTP (obecnie wersja 4) to właściwie trzy rzeczy w jednym; program działający w tle systemu Windows lub UNIX; protokół, który wymienia wartości czasu między serwerami i klientami; oraz zestaw algorytmów, które przetwarzają wartości czasu, aby przesuwać lub cofać zegar systemowy.

NTP używa algorytmu (algorytmu Marzullo) do synchronizacji czasu w sieci za pomocą odwołania do czasu. Chociaż sieci mogą być synchronizowane z wewnętrznymi zegarami lub odniesieniami czasowymi opartymi na Internecie, wysoce zalecane jest to przez firmę Microsoft i inne firmy, że do zagwarantowania autentykacji należy użyć zewnętrznego taktowania. Absolutne odniesienie do czasu powinno wykorzystywać UTC (Coordinated Universal Time lub Temps Universel Coordonné), który obsługuje takie funkcje, jak sekundy przestępne - dodane, aby zrekompensować spowolnienie obrotu Ziemi.

NTP działa w ramach pakietu TCP / IP i opiera się na UDP, mniej skomplikowana forma NTP istnieje nazywa Simple Network Time Protocol (SNTP), która nie wymaga przechowywania informacji o poprzednich komunikatach, potrzebnych NTP. Jest on stosowany w niektórych urządzeniach i aplikacjach gdzie wymagana jest wysoka dokładność synchronizacji nie jest tak ważne, to jest również w większości systemów operacyjnych Windows, ale nowsze wersje mają pełną NTP już zainstalowany, który jest również do ściągnięcia za darmo przez Internet.

Synchronizacja z NTP jest stosunkowo prosta, to synchronizuje czas z odniesieniem do wiarygodnego źródła zegara, takie jak zegar atomowy, chociaż są one bardzo drogie i zazwyczaj można znaleźć tylko w dużych laboratoriach fizyki, jednak NTP można użyć Global Positioning System (GPS) lub specjalista sieć transmisji radiowej, aby otrzymać czas UTC z tych zegarów.

NTP używa znaczników czasu do reprezentowania aktualny czas dnia każdego timestamp jest ulotne, innymi słowy jest zawsze większy niż poprzedni datownik jako czas nie działa wstecz. NTP analizuje wartości znacznika czasu oraz częstości błędów i stabilności. Serwer NTP utrzyma oszacowanie jakości swoich zegarów referencyjnych i sobie.

Odległość od zegara odniesienia jest znany jako poziomie naskórka i mające na celu zapobieganie cykli w NTP. Warstwa 0 są takie urządzenia jak zegarowych odniesienia podłączone bezpośrednio do komputera. Stratum 1 komputery są podłączone do urządzeń 0 stratum, natomiast warstwa 2 są komputery, które wysyłają żądania do serwera NTP stratum 1. NTP może obsługiwać do 256 warstw.

znaczniki czasu NTP są w dwóch formatach ale przekaźnik sekund od zadanej w czasie (znanego jako głównego epoki, nastawionym na 00: 00 1 stycznia 1900) algorytm NTP wykorzystują te timestamp w celu ustalenia kwoty zaliczki lub wycofać system lub zegar sieci.

Program NTP (znany jako demon w systemie UNIX i usługa w systemie Windows) działa w tle systemu. NTP nie chce uwierzyć w czas, w jaki się to mówi, dopóki nie doszło do kilku wymian pakietów, z których każdy przechodzi zestaw testów. Tylko wtedy, gdy odpowiedzi z serwera spełniają test, znane jako specyfikacje protokołu, bierze się pod uwagę serwer. Zwykle trwa to około pięciu minut (pięć dobrych próbek), dopóki serwer NTP nie zostanie zaakceptowany jako źródło synchronizacji.

Typowy serwer czasu GPS może dostarczyć informacji o taktowaniu w ciągu kilku nanosekund UTC, o ile znajduje się antena z dobrym widokiem nieba.

Istnieje również szereg krajowych transmisji radiowych w czasie i częstotliwościach, które można wykorzystać do synchronizacji serwera NTP. W Wielkiej Brytanii sygnał (zwany MSF) jest nadawany przez National Physics Laboratory w Cumbrii, który służy jako krajowe odniesienie czasowe w Wielkiej Brytanii, istnieją również podobne systemy w Kolorado, USA (WWVB) i we Frankfurcie w Niemczech (DCF-77). Sygnały te zapewniają czas UTC z dokładnością do mikrosekund 100, jednak sygnał radiowy ma skończony zakres i jest podatny na zakłócenia.

Protokół NTP (Network Time Protocol) jest jednym z najstarszych protokołów internetowych, które są nadal używane. Opracowany przez dr Davida Millsa z University of Delaware, był w ciągłym użyciu i stale aktualizowany od 1985. NTP to protokół przeznaczony do synchronizacji zegarów na komputerach i sieciach w Internecie lub w sieciach lokalnych (LAN).

NTP używa algorytmu (algorytmu Marzullo) do synchronizacji czasu w sieci przy użyciu skal czasowych takich jak UTC (Coordinated Universal Time lub Temps Universel Coordonné) i może obsługiwać takie funkcje, jak sekundy przestępne - dodane w celu kompensacji spowolnienia obrotu Ziemi.

NTP (najnowsza wersja 4) może utrzymywać czas w publicznym Internecie z dokładnością do 10 milisekund (1 / 100th of sekunda) i może działać jeszcze lepiej w sieciach LAN z dokładnością mikrosekund 200 (1 / 5000 sekundy) w idealnych warunkach .

Serwery czasu NTP działają w pakiecie TCP / IP i polegają na UDP (User Datagram Protocol). Mniej skomplikowana forma NTP zwana Simple Network Time Protocol (SNTP), która nie wymaga przechowywania informacji o wcześniejszej komunikacji, potrzebnej przez NTP, jest używana w niektórych urządzeniach i aplikacjach, w których synchronizacja z wysoką dokładnością nie jest tak ważna i jest również uwzględniana jako standardowy w oprogramowaniu Windows (chociaż nowsze wersje systemu Microsoft Windows mają zainstalowany pełny NTP, a kod źródłowy jest darmowy i łatwo dostępny w Internecie).

Synchronizacja czasu z NTP jest stosunkowo prosta, synchronizuje czas w odniesieniu do niezawodnego źródła zegara. To źródło może być względne (zegar wewnętrzny komputera lub czas na zegarku) lub bezwzględne (źródło zegara UTC, podobnie jak zegar atomowy, które jest dokładne, jak to tylko możliwe).

Zegary atomowe są najbardziej bezwzględnych czas utrzymywania urządzenia. Działają one na zasadzie, że atom cezu 133 miał ustaloną liczbę cykli promieniowania co drugi (9,192,631,770). Okazało się więc dokładne Międzynarodowy System (SI) jest obecnie definiowane jako drugi okres 9,192,631,770 cykli promieniowania atomu cezu 133.

Jednak zegary atomowe są bardzo drogie i na ogół można znaleźć tylko w dużych laboratoriach fizyki. Jednak NTP może synchronizować sieci do zegara atomowego używając zarówno globalnego systemu pozycjonowania (GPS) lub specjalistycznej sieci transmisji radiowej.

Najpowszechniej stosowany jest system GPS, który składa się z kilku satelitów dostarczających dokładnych informacji niezbędnych do pozycjonowania i lokalizacji. Każdy z satelitów GPS może to zrobić tylko poprzez wykorzystanie zegar atomowy, który z kolei może być może być używany jako odniesienie rozrządu.

Typowy odbiornik GPS może dostarczyć informacji o taktowaniu do kilku nanosekund UTC tak długo, jak jest antena położony z dobrym widokiem nieba.

Istnieje również szereg krajowych transmisji radiowych w czasie i częstotliwościach, które można wykorzystać do synchronizacji serwera NTP. W Wielkiej Brytanii sygnał (zwany MSF) jest nadawany przez National Physics Laboratory w Cumbrii, który służy jako krajowe odniesienie czasowe w Wielkiej Brytanii, istnieją również podobne systemy w Kolorado, USA (WWVB) i we Frankfurcie w Niemczech (DCF-77). Sygnały te zapewniają czas UTC z dokładnością do mikrosekund 100, jednak sygnał radiowy ma skończony zakres i jest podatny na zakłócenia.

Odległość od zegara referencyjnego jest znana jako poziom warstwy i istnieją one, aby zapobiec cyklom w NTP i potwierdzić dokładność. Stratum 0 to urządzenia takie jak zegary atomowe podłączone bezpośrednio do komputera. Stratum 1 to komputery dołączone do urządzeń warstwy 0 (np. Przez odbiornik GPS), natomiast Stratum 2 to komputery, które wysyłają żądania NTP do serwerów Stratum 1. NTP może obsługiwać warstwy do 256.

Wszystkie wersje systemu Microsoft Windows od 2000 obejmują usługę czasu systemu Windows (w32time.exe), która ma możliwość synchronizowania zegara komputera z serwerem NTP. Należy zauważyć, że Microsoft zaleca użycie zewnętrznych odwołań czasowych zamiast opartych na Internecie, ponieważ nie można ich uwierzytelnić. Dostępne są specjalistyczne serwery NTP, które mogą synchronizować czas w sieci przy użyciu MSF (lub odpowiednika) lub sygnału GPS.

Niezbędna jest synchronizacja czasu w nowoczesnych sieciach komputerowych. Zapewnia nie tylko jedyną ramkę odniesienia między wszystkimi urządzeniami, ale ma kluczowe znaczenie we wszystkim, od zabezpieczania, planowania i debugowania sieci do dostarczania znacznika czasu dla aplikacji, takich jak gromadzenie danych lub poczta elektroniczna.

System Microsoft Windows XP zawiera narzędzie do synchronizacji czasu wbudowane w system operacyjny o nazwie Czas systemu Windows (w32time.exe), który można skonfigurować do pracy w sieci jako serwer czasu. Można go skonfigurować do synchronizowania sieci za pomocą wewnętrznego zegara lub zewnętrznego źródła czasu.

W wielu aplikacjach wewnętrzny zegar może być dość odpowiedni, chociaż w sieci mogą pojawić się problemy z aplikacjami, takimi jak udostępnianie plików sieciowych lub w niektórych środowiskach, nawet oszustami, dlatego ważne jest, aby z powodów bezpieczeństwa używać dokładnego źródła czasu. sieć.

Protokół NTP (Network Time Protocol) jest już zainstalowany w systemie Windows XP i jest używany przez czas systemu Windows do synchronizowania komputerów ze źródłem jednorazowym. Istnieje kilka źródeł czasu dostępnych w Internecie, ale Microsoft i inni zdecydowanie zalecają skonfigurowanie serwera czasu ze źródłem sprzętowym, a nie z Internetu, w którym nie ma uwierzytelniania.

Dostępne są specjalistyczne serwery NTP, które mogą odbierać wiarygodne źródło czasu za pomocą sygnału GPS lub specjalistycznych transmisji radiowych, które pobierają czas z zegarów atomowych.

Jeśli chcesz skonfigurować system Windows XP do działania jako serwer czasu, najpierw zlokalizuj podklucz Windows Time. Aby to zrobić:
Uruchom Regedit (Kliknij start / uruchom / następnie wpisz REGEDIT / i kliknij enter.

Uwaga: edycja rejestru systemu może spowodować problemy z systemem. Zaleca się wykonanie kopii zapasowej systemu przed edycją rejestru.

Teraz znajdź następujący podklucz: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ parameters \
Kliknij prawym przyciskiem myszy po prawej stronie i kliknij Modyfikuj. W polu Edytuj wartość w obszarze Dane wartości wpisz NTP, a następnie kliknij przycisk OK.
Teraz przejdź do folderu Config i kliknij prawym przyciskiem myszy AnnounceFlags, Modyfikuj, a następnie w polu Edycja wartości DWORD w obszarze Dane wartości wpisz 5, a następnie kliknij przycisk OK.

Zlokalizuj ten podklucz:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpClient \

Kliknij prawym przyciskiem myszy w oknie po prawej stronie i Modyfikuj. Edytuj pole wartości DWORD i wpisz liczbę sekund dla każdej sondy w obszarze Dane wartości, tj. 900 będzie równe 15 minut. Pole poll reprezentuje interwał sondowania między pakietami sondowania NTP.

Aby włączyć serwer NTP zlokalizuj podklucz: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Kliknij prawym przyciskiem myszy (w prawym oknie), a następnie Modyfikuj. Edytuj wartość DWORD i wpisz 1. Kliknij prawym przyciskiem myszy NtpServer, następnie Modyfikuj, a następnie w Edytowaniu wartości DWORD w obszarze Typ danych równych, a następnie kliknij przycisk OK.

Zlokalizuj: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ config
W prawym okienku kliknij prawym przyciskiem myszy pozycję MaxPosPhaseCorrection, a następnie Modyfikuj, w polu Edytuj wartość DWORD, w obszarze Baza kliknij opcję Dziesiętny, w obszarze Dane wartości wpisz czas w sekundach, na przykład 3600 (godzina), a następnie kliknij przycisk OK. To dostosowuje ustawienia połączenia.

Teraz wróć i kliknij:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ config

W prawym okienku kliknij prawym przyciskiem myszy pozycję MaxNegPhaseCorrection, a następnie zmodyfikować.
W polu Edycja DWORD pod podstawą kliknij Dziesiętny, pod typem danych wartości, czas w sekundach, który chcesz sondować, taki jak 3600 (godzina).

Wyjdź z rejestru, a następnie uruchom ponownie usługę czasu Windows, klikając Start / Uruchom, a następnie wpisując:
net stop w32time && net start w32time.
na każdym komputerze, innym niż kontroler domeny, wpisz: W32tm / resync / rediscover.
Serwer czasu powinien teraz działać i działać.

Wszyscy słyszeliśmy o roku przestępnym - ten dodatkowy dzień dodawany do kalendarza co cztery lata. Może to dać nam dłuższy luty, ale jest również niezbędne, aby nasze kalendarze i sezony były dokładne. Jeśli dodatkowy dzień nie zostanie dodany do roku przestępnego, to ostatecznie (wprawdzie po ponad wieku) zima zacznie się w lipcu, a lato rozpocznie się w okolicach Bożego Narodzenia (i odwrotnie na półkuli południowej), ponieważ Ziemia potrzebuje dodatkowych sześciu godziny dłużej niż 365 dni w roku, aby okrążyć słońce.

Rok przestępny może być odrobiną krówki, ale alternatywą byłoby mieć ćwierć dnia pod koniec roku, co oczywiście wyrzuciłoby nasze dni i noce niezsynchronizowane ze sobą (i czy można sobie wyobrazić, że ma tylko sześć godzina - niektórzy z nas walczą, aby załatwić sprawy w 24!).

Oczywiście zawsze mierzyliśmy czas w odniesieniu do ruchu Ziemi - dnia będącego całkowitą rewolucją, rokiem, w którym krąży orbita Słońca. Ponieważ jednak nasz sposób pomiaru czasu stał się coraz bardziej dokładny, wkrótce stało się jasne, że w obrotach Ziemi występuje więcej nieprawidłowości niż tylko sześć dodatkowych godzin w roku.

GMT (Greenwich Mean Time) został opracowany z uwagi na potrzebę skali czasu, w której Średnia pozycja słońca w południe, uśredniona w ciągu roku, znajduje się powyżej Greenwich Meridian (zerowej długości geograficznej), a godziny letnie są dodawane lub usuwane W zależności od pory roku.

Jednak w 1955 pierwszy zegar atomowy wszedł w życie po odkryciu stabilności atomu cezu-133, który wibrował z dokładną prędkością (9,192,631,770 sekundę). Zaimponowany tą dokładnością Międzynarodowy System Jednostek Miary (SI) uznał, że druga powinna zostać zdefiniowana jako ta liczba oscylacji atomu cesium-133.

Po SI drugi skala czasowa o nazwie International Atomic Time (TAI - z francuskiej Temp Atomique International), która była prostym zliczeniem, w sekundach, dla 24 godzin naszego dnia. I odwrotnie, ponieważ TAI nie jest związane z ruchem Ziemi, wkrótce odkryto, że TAI i zegary atomowe były znacznie bardziej stabilne i niezawodne niż sama Ziemia (tak naprawdę zegar atomowy jest 1,000,000 razy dokładniejszy niż obrót Ziemi).

Ogólnie rzecz biorąc, Ziemia ciągle spowalnia swoją rotację (choć, niewiele już teraz, a potem wydaje się przyspieszyć), więc TAI jest niewiele przydatne dla tych, którzy chcą, aby ich zegary były zgodne z Ziemią (astronomowie są zdecydowanie Najbardziej wokalny z nich).

Opracowano kolejną skalę czasową o nazwie Coordinated Universal Time (UTC - ponownie z francuskiego - Temp Universel Coordonne). Zostało to oparte na czasie atomowym (TAI), ale dokonano niewielkich zmian, aby utrzymać go w krokach z GMT (który nawiasem mówiąc jest teraz powszechnie nazywany UT1 lub w zależności od strefy czasowej UT + 1 UT + 2 UT + 3 itp.)

Czas UTC jest korygowany poprzez wprowadzenie dodatkowych sekund, zwanych sekundami przestępnymi, w razie potrzeby, aby utrzymać je w ciągu sekundy od GMT (lub UT1). Możliwe, że w przyszłości może być konieczne usunięcie drugiej, ale to się jeszcze nie stało. UTC jest niezbędne w nowoczesnym przemyśle i technologii, gdzie komputery są zsynchronizowane z czasem UTC, zwykle za pośrednictwem serwera NTP (Network Time Protocol) - aby umożliwić międzynarodowe transakcje czasowe.

Sekundę przejściową wprowadza się zwykle pod koniec grudnia w ciągu ostatniej godziny (choć czasami odbywa się to w czerwcu, marcu i wrześniu). Decyzja o tym, czy wymagana jest sekunda przestępna, jest podejmowana przez Centrum Orientacji Ziemi Międzynarodowej Służby Obrotów Ziemi i Służb Systemów Referencyjnych (IERS), która monitoruje rotację Ziemi i sugeruje jej korektę z sześciomiesięcznym wyprzedzeniem.
 
Po dodaniu sekundy przestępnej, w ciągu ostatniej minuty roku wartość ta wynosi 61 sekund. Znajomy sygnał radiowy "sześć pipsów" zyskuje dodatkowe pipsy, a nawet słynny londyński Big Ben zostaje zatrzymany na sekundę przed wejściem do gry (ale nie ma dodatkowej bonga, ponieważ ma to oznaczać godziny)

Do czasu UTC dodano od 33a czasy skoku 1972 (chociaż pierwsze dziesięć zostało dodanych z mocą wsteczną), ale wraz z postępującym spowolnieniem na Ziemi szacuje się, że w ciągu kolejnych tysiącleci lub dwóch sekund przestępnych będzie trzeba dodawać każdego miesiąca.

W tym artykule opisano, co się stało, gdy Europa przyjęła kalendarz gregoriański i problemy, które wciąż napotykamy dzisiaj, próbując zsynchronizować się z ruchem Ziemi.

Czy pewnego wieczoru położyłeś się spać i zastanawiałeś się, dokąd zmierza dzień? Czy możesz sobie wyobrazić budzenie się, aby odkryć, że jedenaście dni zniknęło całkowicie? Tak właśnie stało się w 1752, kiedy wszyscy mieszkańcy Wielkiej Brytanii i Ameryki poszli spać w środę, 2 września, tylko po to, aby obudzić się w czwartek, 14 września.

Jednak nie była to epidemia sennej choroby, a nawet masa lenistwa, która utrzymywała całą ludność w łóżku, a jedynie władze próbujące zsynchronizować się z resztą świata, przyjmując kalendarz gregoriański.

Kalendarz juliański (nazwany na cześć Juliusza Cezara) był używany od czasów biblijnych, ale został ostatecznie wycofany w całej Europie w 1582, ale zajęło zdecydowanych Brytyjczyków i Amerykanów kolejne dwieście lat, aby pójść w ich ślady.

A jeśli wierzyć malarzowi Hogarthowi, to ludność też nie przyjęła go zbyt pochlebnie, gdy ludzie wybrali się na ulicę, domagając się powrotu ich brakujących dni 11, a nawet doniesień o zamieszkach.

Więc po co zmieniać? Tak mówiły brytyjskie władze od dwustu lat, odkąd papież Grzegorz XIII zastąpił kalendarz juliański w Europie dwieście lat wcześniej.

Powodem pierwotnej zmiany było jednak to, że kalendarz juliański nie pozwalał na wystarczającą liczbę lat przestępnych (zostały one pominięte w latach podzielnych przez 100, ale nie podzielnych przez 400 - co myśleli Rzymianie?) I pory roku powoli wyparły synchronizacji z kalendarzem. Sytuacja stała się jeszcze bardziej nie do zniesienia w Wielkiej Brytanii, siejąc spustoszenie dla rolników - którzy nie mieli pojęcia, kiedy sadzić swoje plony, wreszcie władze przełączyły się i przyspieszyły cały kraj 11 dni.

Jednak ten problem z synchronizacją zawsze był z nami. Tradycyjnie próbowaliśmy oprzeć nasze kalendarze wokół ruchu Ziemi, aby umożliwić nam przewidywanie pór roku i wiedzieć, kiedy spadnie lato i zima. Mogliśmy jednak rozwiązać lata przestępne (spowodowane faktem, że Ziemia zabiera 365 i ćwierć dnia, aby podróżować po Słońcu), ale próba oparcia kalendarza wokół ruchu Ziemi zawsze prowadzi do problemów.

Kalendarz gregoriański działał dobrze aż do 1950-ów, kiedy opracowano zegar atomowy. Zegar atomowy działał tak dobrze - dostarczając informacji o czasie z dokładnością do sekundy w ciągu kilku milionów lat - wkrótce zdaliśmy sobie sprawę, że nasze zegary były teraz znacznie dokładniejsze niż sama Ziemia.

Ziemia faktycznie zwalnia w ruchu obrotowym i jeśli nic nie zostało zrobione, to w końcu południe spadnie w nocy i vice versa (choć nie przez kilka tysiącleci), ale nie martw się, że nie masz zamiaru obudzić się w środku przyszłego tygodnia. Rozwiązaniem jest dodanie sekund przestępnych, a 33 został dodany pod koniec naszych lat od czasu 1970-ów.

Decyzja o wstawieniu sekundy jest zwykle podejmowana sześć miesięcy wcześniej, po dokładnym monitorowaniu obrotu Ziemi. Kalendarz oparty na ruchu Ziemi może wydawać się mniej istotny dzisiaj, ale z Globalnym Systemem Pozycjonowania (GPS), globalną skalą czasu (Coordinated Universal Time) i komputerami zsynchronizowanymi razem na całym świecie przy użyciu serwerów NTP (Network Time Protocol ) konieczne jest, abyśmy wszyscy mogli powiedzieć właściwy czas.

Która godzina? Jednym z najczęstszych pytań na całym świecie, ale czego dokładnie pytamy? Pytasz kogoś w Chinach, jaka jest godzina, na pewno dostaniesz inną odpowiedź, jeśli zapytasz Amerykanina, oczywiście ich strefy czasowe są po przeciwnej stronie świata.

Ale co, jeśli poprosisz dwie osoby w tym samym pokoju co ty? Możesz otrzymać taką samą odpowiedź od nich obu, ale potem znowu zegarek jednej osoby może być minutę lub dwie szybciej.

Kiedy poprosimy o czas, to o co nam naprawdę chodzi, to szorstka ocena strefy czasowej, w jakiej się znajdujemy. Niektóre zegarki są dokładniejsze od innych, ale często wystarczy na nasze codzienne potrzeby.

Ale co jeśli musisz znać dokładny czas i co zrobić, jeśli musisz wiedzieć, co to czas jest innym krajem. Być może kupiłeś bilet lotniczy; Rozczarowanie mogłoby się zwrócić na lotnisku tylko po to, aby powiedzieć, że bilet został sprzedany komuś innemu, ponieważ zegar w ich biurze podróży był wolniejszy niż ten, w którym kupiłeś bilet.

W jaki sposób przemysł globalny zachowuje dokładny czas ze sobą? Odpowiedź jest dość prosta i nazywa się Coordinated Universal Time lub UTC.

Międzynarodowe Biuro Miar i Wagi (BIPM) działa jako oficjalny opiekun czasowy dla świata i rozpoczęło pracę w 1972 po opracowaniu zegarów atomowych.

Zegar atomowy opracowano po raz pierwszy w późnych 50-ach, kiedy odkryto, że atom cezu-133 rezonuje z dokładną częstotliwością 9,192,631,770 co sekundę. Ta częstotliwość była tak dokładna, że ​​zegary atomowe osiągnęły dokładność jednej sekundy w ciągu XNUM X milionów lat, a Międzynarodowy System Jednostek definiował drugi jako częstotliwość atomu cezu-1.4 i narodziła się międzynarodowa jednostka do pomiaru czasu.

Jednak zegary atomowe są nawet dokładniejsze niż sama Ziemia, która faktycznie spowalnia jej rotację. To spowolnienie jest niewielkie, ale jeśli standardowy system czasu, UTC, nie zrekompensowałby go, ostatecznie północy spadłoby w środku dnia (chociaż zajęłoby to tysiąclecia lub dwie), więc co kilka lat dodawane są kolejne sekundy zrekompensować.

Jedynym problemem z zegarem UTC jest to, że zegary atomowe są ogromne zarówno pod względem rozmiaru, jak i kosztu. W rzeczywistości są one powszechnie dostępne tylko w laboratoriach fizyki na dużą skalę, takich jak NPL (National Physics Laboratory, Wielka Brytania) czy MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA).

Jak więc reszta świata śledzi czas UTC? Czas mówiony na tych rozległych zegarkach atomowych jest nadawany za pomocą audycji radiowych lub systemu satelitarnego GPS (Nawigacja satelitarna opiera się na UTC, ponieważ bez niego satelita nie jest w stanie dokładnie określić, gdzie znajduje się odbiornik).

Większość sieci komputerowych jest połączona z czasem UTC przez Internet (co nie jest bezpieczne i zalecane tylko dla użytkowników domowych) lub przez specjalistyczne serwery czasu GPS lub radiowe. Te serwery czasu korzystają z NTP (Network Time Protocol), który został opracowany w ciągu ostatnich 25 lat, aby utrzymać synchronizację sieci komputerowych, aby nie musiały polegać na swoich niedokładnych wewnętrznych zegarach.

Serwery NTP i UTC pozwoliły przemysłowi stać się prawdziwie globalnym i udostępnić technologie, takie jak satelity telekomunikacyjne, telefony komórkowe, satelity i bankomaty, które wszyscy uważamy za oczywiste.

Network Time Protocol (NTP) jest jednym z najstarszych protokołów internetowych i nadal jest standardem synchronizacji czasu. Sukces NTP wynika z ciągłego rozwoju (wersja 4 jest obecnie w toku) oraz dokładności, jaką serwer czasu NTP może pochwalić się synchronizacją sieci.

Chociaż dokładna dokładność 1 / 5000th sekundy może być uzyskana w sieci w odpowiednich warunkach, ta dokładność zależy wyłącznie od tego, ile czasu NTP używa do synchronizacji. Źródło to mogłoby oczywiście być niewiarygodne, podobnie jak zegar stacji roboczej, jako żetony czasu rzeczywistego w większości komputerów, są podatne na dryfowanie i są znacznie mniej dokładne niż średni zegarek cyfrowy.

Alternatywą jest użycie wiarygodnego źródła UTC (Coordinated Universal Time). UTC jest standardem synchronizacji czasu. Został on uruchomiony w 1972 po opracowaniu zegarów atomowych i pozwala na synchronizację całego świata do tego samego czasu bezwzględnego. To nie tylko umożliwiło realizację technologii, takich jak Internet, satelity GPS i komunikacyjne, ale także pozwoliłoby branżom takim jak linie lotnicze i giełdę na handel na całym świecie.

Najprostszym sposobem na zsynchronizowanie sieci z UTC było użycie odniesienia do czasu internetowego. Istnieją setki dostępnych, takich jak nist.gov i większość programów Windows ma wbudowany program narzędziowy, Windows Time (win32.exe), aby zsynchronizować zegar systemowy z zegarem referencyjnym przez Internet.

Jednak Microsoft i inni ostrzegają przed użyciem źródła internetowego jako referencyjnego czasu, ponieważ nie można ich uwierzytelnić z tych źródeł.

Uwierzytelnienie to środek bezpieczeństwa, który NTP używa, aby zapewnić wiarygodne odniesienie do czasu. Bez systemów uwierzytelniania są podatne na złośliwe ataki, takie jak hakerzy, którzy mogą wyznaczyć godzinę, aby popełnić oszustwo lub atak DDoS (Distributed Denial of Service, zwykle spowodowany przez złośliwe oprogramowanie zalewające system).

Nie tylko czasy Internetu są nieuwierzytelnione, ale również ankieta przeprowadzona przez Nelsona Minara z MIT na podstawie odniesień czasowych w Internecie 900, odkryta prawie połowa została zrekompensowana przez ponad dziesięć sekund (jedną przez oszałamiające lata 6 - ale na szczęście nie było wielu rówieśników) i mniej ta trzecia, gdzie jest opisana jako "użyteczna".

W raporcie stwierdzono również, że wiele referencyjnych hostów czasu internetowego było zbyt daleko od swoich rówieśników, aby umożliwić dokładną synchronizację czasu.

Istnieje jednak kilka sposobów zapewnienia synchronizacji serwera NTP z niezawodnym i stabilnym źródłem czasu UTC, które jest zarówno dokładne, jak i uwierzytelnione.

Istnieją dwa systemy dostępne i oba używają stosunkowo tanich urządzeń. Pierwsza opcja i często najłatwiejsza jest możliwość połączenia się z anteną GPS i dedykowanym serwerem czasu GPS do sieci. Wykorzystuje to kod czasu UTC przesyłany przez satelity GPS, o ile antena ma dobry widok na niebo.

Alternatywnie, specjalistyczne sygnały nadawcze przesyłają znacznik czasu w kilku krajach. W Wielkiej Brytanii jest on zwany MSF i emitowany z Cumbrii przez Narodowe Laboratorium Fizyki przy częstotliwości 60 kHz, ale można go odebrać tak daleko jak 1000 km, chociaż podobne systemy działają w Niemczech, Francji i USA. Serwery NTP z tym związane są narażone na zakłócenia, ale tradycyjnie miały niższe koszty niż odbiorniki GPS, jednak postęp technologiczny oznacza, że ​​różnica jest obecnie minimalna.

Integralność źródła czasu wykorzystywanego przez serwer czasu NTP jest zatem bardzo ważna, a administratorzy systemu whist są zbyt chętni do inwestowania w drogie zapory ogniowe i oprogramowanie antywirusowe, aby chronić swoje sieci, wiele z nich zaniedbuje swoje bezpieczeństwo serwera czasu, który w końcu może nie w każdym razie powiedz im odpowiedni czas!

Network Time Protocol (NTP) to jeden z najstarszych używanych protokołów internetowych, opracowany przez dr Davida Millsa z University of Delaware, który jest wykorzystywany od 1985. NTP to protokół przeznaczony do synchronizacji zegarów na komputerach i sieciach w Internecie lub w sieciach lokalnych (LAN).

NTP (wersja 4) może utrzymywać czasu przez Internet publicznego w ciągu milisekund 10 (1 / 100th sekundy) i może wykonywać jeszcze lepiej nad sieciami LAN z dokładnością 200 mikrosekund (1 / 5000th sekundy) w idealnych warunkach.

NTP działa w ramach pakietu TCP / IP i opiera się na UDP, mniej skomplikowana forma NTP istnieje nazywa Simple Network Time Protocol (SNTP), która nie wymaga przechowywania informacji o poprzednich komunikatach, potrzebnych NTP. Jest on stosowany w niektórych urządzeniach i aplikacjach gdzie wymagana jest wysoka dokładność synchronizacji nie jest tak ważne.

Synchronizacja czasu z NTP jest stosunkowo prosta, synchronizuje czas w odniesieniu do niezawodnego źródła zegara. To źródło może być względne (zegar wewnętrzny komputera lub czas na zegarze nadgarstka) lub bezwzględne (A UTC - Universal Coordinated Time - źródło zegara tak dokładne, jak to tylko możliwe).

Zegary atomowe są najbardziej bezwzględnymi urządzeniami do przechowywania czasu; są one jednak niezwykle kosztowne i zwykle można je znaleźć jedynie w laboratoriach fizyki na dużą skalę. Jednak NTP może synchronizować sieci z zegarem atomowym za pomocą sieci GPS (Global Positioning System), specjalistycznej transmisji radiowej lub Internetu. Należy jednak zauważyć, że firma Microsoft zdecydowanie zaleca stosowanie czasu zewnętrznego, a nie opartego na Internecie, ponieważ nie można ich uwierzytelnić.

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, a L1 do użytku przez cywilów transmitowanych na 1575 MHz, tanie anteny GPS i odbiorniki są teraz szeroko dostępne.

Sygnał przesyłany przez satelitę może przechodzić przez okna, ale może być blokowany przez budynki, więc idealne miejsce dla anteny GPS znajduje się na dachu z dobrym widokiem nieba. Im więcej satelitów może odbierać z lepszego sygnału. Jednak anteny dachowe mogą być podatne na uderzenia świetlne lub inne przepięcia, dlatego zaleca się instalację wbudowanego tłumika na kablu GPS.

Kabel między anteną i odbiornikiem GPS jest również krytyczne. Maksymalna odległość, które można uruchomić kabel jest zazwyczaj zaledwie kilka metrów 20-30 ale wysokiej jakości przewód koncentryczny w połączeniu ze wzmacniaczem GPS umieszczone w jednej linii, aby zwiększyć zysk anteny może pozwolić w nadmiarze 100 tras kablowych metr.

Następnie odbiornik GPS dekoduje sygnał GPS wysyłany z anteny do czytającego komputera protokołu, który może być wykorzystywany przez większość serwerów czasu i systemów operacyjnych, w tym Windows, LINUX i UNIX.

Odbiornik GPS wysyła co sekundę precyzyjny impuls, który może wykorzystywać serwery GPS Network Time Protocol (NTP) i komputerowe serwery czasu, aby zapewnić niezwykle precyzyjny pomiar czasu. Czas impulsowania na sekundę dla większości odbiorników jest dokładny w zakresie 0.001 sekundy UTC.

GPS jest idealny w dostarczaniu serwerów czasu NTP lub autonomicznych komputerów z wysoce dokładnym zewnętrznym odnośnikiem do synchronizacji. Nawet przy stosunkowo niskich kosztach, dokładność 100 nanosekund (nanosekunda = jedna miliardowa sekunda) można osiągnąć w sposób rozsądny przy użyciu GPS jako zewnętrznego odniesienia.

Wszystkie komputery muszą znać godzinę. Wiele aplikacji, od wysyłania wiadomości e-mail do przechowywania informacji, zależy od komputera, wiedząc, kiedy wydarzenie miało miejsce. W niektórych środowiskach czas jest jeszcze ważniejszy, gdy jedna sekunda może zdziałać różnicę między zyskiem a stratą - pomyśl tylko o giełdzie.

Większość komputerów posiada wewnętrzne zegary, które są zasilane bateryjnie, dzięki czemu komputer może utrzymać czas, gdy urządzenie jest wyłączone. Czy te zegary są naprawdę niezawodne? Odpowiedź oczywiście nie.

Komputery są masowo sprzedawane i zaprojektowane pod kątem wielu funkcji, a ich czas nie jest tak wysoki w programie producenta. Wewnętrzne zegary (zwane układami czasu rzeczywistego RTC) są zwykle odpowiednie dla komputerów domowych lub gdy stacje robocze działają samodzielnie. Jednak gdy komputery działają w sieci, brak synchronizacji może powodować problemy.

Może to być drobna sprawa, na przykład e-mail przybywający gdzieś przed jej wysłaniem (zgodnie z zegarem PC), ale z pewnymi czasowymi transakcjami i aplikacjami, brak synchronizacji może powodować wyobrażalne problemy: wyobraź sobie, że wyjdziesz na lotnisko tylko po to, Siedziba linii lotniczych, którą kupiłeś kilka tygodni wcześniej została w rzeczywistości sprzedana komuś innemu, ponieważ ich agent ds. Rezerwacji miał wolniejszy zegar na swoim komputerze!

Aby obejść te problemy, większość komputerów w sieci jest zsynchronizowana z jednym źródłem czasu za pomocą protokołu NTP (sieciowego protokołu czasu), tym razem źródło może być względne (zegar komputerowy lub zegarek na rękę) lub bezwzględne źródło czasu, takie jak UTC.

UTC (skoordynowany czas uniwersalny) został opracowany po pojawieniu się zegarów atomowych i jest standardową skalą czasu stosowaną globalnie, umożliwiając komputerom na całym świecie korzystanie z jednego źródła czasu.

System Windows XP może z łatwością ustawić zegar systemowy na czas UTC, uzyskując dostęp do internetowego źródła UTC (np .: time.windows.com lub time.nist.gov). Aby to osiągnąć, użytkownik musi jedynie dwukrotnie kliknąć zegar na pulpicie i dostosować ustawienia w karcie Internet Time.

Jednak Microsoft i inni producenci systemów operacyjnych zdecydowanie zalecają stosowanie zewnętrznych źródeł czasu, ponieważ źródła internetowe nie mogą być uwierzytelniane, co czyni systemy podatnymi na złośliwy atak.

Jeśli chcesz uruchomić sieciowy serwer czasu Windows XP, dostępne są specjalistyczne serwery NTP, które mogą odbierać odniesienia do czasu za pośrednictwem systemu satelitarnego GPS lub specjalistycznych transmisji krajowych

Aby umożliwić działanie Windows XP jako sieciowego serwera czasu, usługa NTP musi być włączona. Aby aktywować NTP wystarczy znaleźć następujący podklucz w edytorze rejestru (regedit):
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Kliknij prawym przyciskiem myszy (w prawym oknie), a następnie Modyfikuj. Edytuj wartość DWORD i wpisz 1. Kliknij prawym przyciskiem myszy NtpServer, następnie Modyfikuj, a następnie w Edytowaniu wartości DWORD w obszarze Typ danych równych, a następnie kliknij przycisk OK.

Wyjdź z rejestru i uruchom usługę czasu Windows, klikając Start / Uruchom i wpisując:
net stop w32time && net start w32time .; Następnie na każdym komputerze w sieci (innym niż kontroler domeny, którego nie można zsynchronizować z samym sobą) wpisz: W32tm / resync / rediscover.