Wszystkie komputery i urządzenia sieciowe korzystają z zegarów, aby utrzymać wewnętrzny czas systemu. Te zegary, zwane układami zegara czasu rzeczywistego (RTC), dostarczają informacje o czasie i dacie. Są one zasilane bateryjnie, dzięki czemu nawet podczas przerw w zasilaniu mogą utrzymać czas. Komputery osobiste nie są jednak zaprojektowane jako idealne zegary - ich konstrukcja została zoptymalizowana pod kątem masowej produkcji i niskich kosztów, a nie w celu zachowania dokładnego czasu.

Te wewnętrzne zegary są podatne na dryfowanie i chociaż dla wielu aplikacji może to być całkiem odpowiednie dla niektórych aplikacji, ale maszyny w sieci, które dryfują z różną szybkością, stają się niezsynchronizowane ze sobą i mogą pojawić się problemy, w szczególności z uwzględnieniem czasu transakcje.

Serwery NTP (Network Time Protocol) używają pojedynczego odwołania czasowego do synchronizowania wszystkich komputerów w sieci z odwołaniem do czasu. Odniesienie czasowe może być względne (zegar wewnętrzny komputera lub czas na zegarze)) lub bezwzględne, takie jak zegar taktujący UTC (Universal Coordinated Time), który jest tak dokładny, jak to tylko możliwe.

Dla niektórych zastosowań krewny źródło czasu jest wystarczająca, jednak w wielu środowiskach, takich jak linie lotnicze i giełdzie jest ona niezbędna do czasu być absolutna. Wyobraźmy sobie, zakup miejsca w samolocie powiedział nam tylko na lotnisku, że bilet został sprzedany dwa razy, ponieważ został zakupiony później na komputerze, który miał wolniejszy zegar!

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). Ta okazała się tak dokładne Międzynarodowego Układu Jednostek Miar (SI) jest teraz zdefiniowane drugie jako czas trwania 9,192,631,770 cykli promieniowania atomu cezu-133 i rozwoju UTC (Coordinated Universal Time) oznacza teraz komputery na całym workld puszka być synchronizowane w tym samym czasie.

Jednak zegary atomowe są niezwykle drogie i zwykle można je znaleźć tylko w laboratoriach fizyki na dużą skalę. Jednak serwery NTP mogą synchronizować sieci z zegarem atomowym, korzystając z sieci systemu GPS (Global Positioning System) lub specjalistycznych transmisji radiowych (MTF w Wielkiej Brytanii). Należy zauważyć, że Microsoft i inni zdecydowanie zalecają, aby korzystać z czasu zewnętrznego, a nie z Internetu, ponieważ nie można ich uwierzytelnić. Dostępne są specjalistyczne serwery NTP, które mogą synchronizować czas w sieci przy użyciu sygnału MSF (lub odpowiednika) lub sygnału czasu GPS.

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

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.

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).

Serwer NTP radiowej oparte zazwyczaj składa się z serwerem czasu rack oraz antenę, składający się z ferrytu baru wewnątrz plastikowej obudowie, która odbiera czas transmisji radiowej i częstotliwości. Należy zawsze w pozycji poziomej pod kątem prostym w kierunku transmisji dla optymalnej sile sygnału. Dane są przesyłane w impulsach, 60 drugi. Sygnały te zapewnia czas UTC z dokładnością do mikrosekund 100 jednak sygnał radiowy ma skończony zasięg i jest podatny na zakłócenia.

Zarówno serwer NTP GPS, jak i serwer czasu MSF mogą zapewnić niedrogi i skuteczny sposób dokładnej synchronizacji sieci komputerowych za pomocą NTP.

Ten post został napisany przez Richard N Williams

Richard N Williams jest autorem techniczny i specjalista w branży Server i synchronizacji czasu NTP. Richard N Williams na Google+