Nie moglibyśmy żyć bez nich. Mają wpływ na niemal każdy aspekt naszego codziennego życia, a wiele technologii, które przyjmujemy za oczywiste w dzisiejszym świecie, nie mogło funkcjonować bez nich. W rzeczywistości, jeśli czytasz ten artykuł w Internecie, istnieje szansa, że ​​używasz go w tej chwili.

Nie wiedząc o tym, zegary atomowe rządzą nami wszystkimi. Z Internetu; do sieci telefonii komórkowej i nawigacji satelitarnej, bez zegarów atomowych żadna z tych technologii nie byłaby możliwa.

Zegary atomowe rządzą wszystkimi sieciami komputerowymi za pomocą protokołu NTP (protokół czasu sieci) i Sieć serwerów czasusystemy komputerowe na całym świecie pozostają w doskonałej synchronizacji.

I będą to robić przez kilka milionów lat, ponieważ zegary atomowe są tak dokładne, że mogą utrzymywać czas w ciągu sekundy przez ponad 100 milionów lat. Jednakże, zegary atomowe może być jeszcze bardziej dokładny i francuski zespół naukowców planuje to zrobić, uruchamiając zegar atomowy w kosmos.

Zegary atomowe są ograniczone do ich dokładności na Ziemi ze względu na wpływ grawitacyjnego przyciągania planety na samą porę; jak Einstein sugerował, że sam czas jest wypaczany przez grawitację, a to wypaczanie spowalnia czas na Ziemi.

Jednak nowy typ zegara atomowego o nazwie PHARAO (Projet d'Horloge Atomique i Refroidissement d'Atomes en Orbit) zostanie umieszczony na pokładzie ISS (międzynarodowej stacji kosmicznej) poza zasięgiem najgorszych skutków grawitacyjnego przyciągania Ziemi.

Ten nowy typ zegara atomowego pozwoli na bardzo dokładną synchronizację z innymi zegarami atomowymi, tu na Ziemi (co w efekcie spowoduje synchronizację z zegarem atomowym). Serwer NTP jeszcze bardziej precyzyjny).

Oczekuje się, że Pharao osiągnie dokładność około jednej sekundy, każdy 300 milionów lat i pozwoli na dalsze postępy w technologii zależnej od czasu.

Mimo, że od ponad dwudziestu lat, obecny protokół czasu preferowanego przez większość sieci, NTP (Network Time Protocol) ma pewną konkurencję.

Obecnie NTP służy do synchronizacji sieci komputerowych za pomocą Sieć serwerów czasu (Serwerów NTP). Obecnie NTP może synchronizować sieć komputerową do kilku milisekund.

Precyzyjny protokół czasu (PTP) lub IEEE 1588 został opracowany dla lokalnych systemów wymagających bardzo wysokiej dokładności (do poziomu nano-sekundowego). Obecnie ten typ dokładności wykracza poza możliwości NTP.

PTP wymaga statku relacji master i slave w sieci. Aby zsynchronizować urządzenia za pomocą IEEE 1588 (PTP), wymagany jest dwustopniowy proces. Po pierwsze, konieczne jest określenie, które urządzenie jest urządzeniem nadrzędnym, a następnie mierzone są przesunięcia i naturalne opóźnienia w sieci. PTP wykorzystuje algorytm najlepszego zegara głównego (BMC), aby ustalić, który zegar w sieci jest najbardziej dokładny i staje się wzorcem, podczas gdy wszystkie inne zegary stają się urządzeniami podrzędnymi i synchronizowane z tym wzorcem.

IEEE (Instytut Inżynierów Elektryków i Elektroników) opisuje IEEE 1588 lub (PTP) jako zaprojektowane, aby "wypełnić niszę, która nie jest dobrze obsługiwana przez jeden z dwóch dominujących protokołów, NTP i GPS. IEEE 1588 jest przeznaczony do lokalnych systemów, które wymagają bardzo dużych dokładności poza tymi, które można uzyskać za pomocą NTP. Jest również przeznaczony dla aplikacji, które nie mogą ponosić kosztów odbiornika GPS w każdym węźle lub dla których sygnały GPS są niedostępne. "(Cytowane w Wikipedia)

PTP może zapewnić dokładność do kilku nanosekund, ale tego typu dokładność nie jest wymagana przez większość użytkowników sieci, jednak docelowym zastosowaniem PTP wydaje się być mobilna łączność szerokopasmowa i inne technologie mobilne, ponieważ PTP obsługuje informacje o czasie, używane przez funkcje raportowania rozliczeń i poziomu usług w sieciach komórkowych.

synchronizacja czasu jest kluczowym aspektem sieci komputerowych. Zapewnienie synchronizacji wszystkich komputerów w sieci z globalną skalą czasu, UTC (Coordinated Universal Time), w przeciwnym razie transakcje wrażliwe na czas z innymi sieciami byłyby niemożliwe.

Synchronizacja czasu jest łatwiejsza dzięki Network Time Protocol (NTP), który został opracowany we wczesnych dniach Internetu w tym właśnie celu. Działa na pojedynczym źródle czasu (zwykle UTC), które jest następnie rozprowadzane wśród wszystkich urządzeń w sieci Sieć NTP.

. Źródło czasu UTC jest często pobierany z Internetu w sieciach, w których bezpieczeństwo nie jest wielkim problemem, ale ponieważ wiąże się to z pozostawieniem otwartego portu w zaporze sieciowej w wielu sieciach, luka, która może z niego wyjść, nie jest warta ryzyka.

Dedykowane Sieć serwerów czasu (często określane jako Serwerów NTP) są używane przez wiele sieci jako bezpieczna i jeszcze dokładniejsza metoda odbioru UTC. Te urządzenia odbierają czas UTC bezpośrednio z atomowego źródła zegara.

Co więcej, te dedykowane serwery czasu działają poza firewallem i siecią i wykorzystują źródła, takie jak GPS lub częstotliwości radiowe do zbierania kodów czasowych.

Dla ułatwienia synchronizacji są różne oprogramowanie do synchronizacji czasu pakiety, które działają w parze z NTP i pozwalają, poprzez interfejsy przeglądarki, na łatwą konfigurację synchronizacji czasu w całej sieci.

Podczas gdy te pakiety oprogramowania do synchronizacji czasu nie są niezbędne do korzystania z większości Serwerów NTPstandardowe oprogramowanie instalowane w systemach operacyjnych często nie jest lub jest dość skomplikowane.

Większość wyspecjalizowanych producentów dedykowanych serwerów czasu sieciowego będzie produkować klienta usług czasu, aby umożliwić konfigurację i są prawdopodobnie najlepiej dostosowane do urządzenia od tego dostawcy. Istnieje jednak wiele pakietów oprogramowania do synchronizacji czasu freeware i open source, które są w większości kompatybilne z wieloma serwerami NTP.

Mówienie czasu jest czymś, czego możemy się nauczyć, gdy jesteśmy bardzo małymi dziećmi. Wiedza o tym, która jest godzina, jest istotną częścią naszego społeczeństwa i nie moglibyśmy bez niej funkcjonować. Wyobraź sobie, że nie powiedzieliśmy czasu - kiedy pójdziesz do pracy? Kiedy odejdziesz i jak można spotkać innych ludzi lub zorganizować jakąś funkcję.

Mówiąc, że czas jest dla nas ważny, jest on jeszcze ważniejszy dla komputerów, które wykorzystują czas jako jedyny punkt odniesienia i jeden z nich synchronizacja czasu sieci komputerowej to istotne. Bez rejestrowania upływu czasu komputery nie mogłyby funkcjonować, ponieważ nie byłoby odniesienia do programów i funkcji zleceń.
Ale sposób, w jaki komputery określają godzinę i datę, znacznie różni się od sposobu, w jaki ją nagrywamy. Zamiast zapisywać oddzielny czas, datę i rok - systemy komputerowe używają jednej liczby. Liczba ta jest oparta na liczbie sekund od nastawy czasu - znanej jako pierwsza epoka.

Kiedy ta epoka jest, zależy od systemu operacyjnego lub języka programowania, o którym mowa. Na przykład systemy uniksowe mają główną epokę, która zaczyna się od 1 January 1970, a liczba sekund z epoki jest zliczana w całkowitej liczbie 32. Inne systemy operacyjne, takie jak Windows, używają podobnego systemu, ale epoka jest inna (Windows uruchamia się na 1 January 1601).

Są jednak wady tego systemu liczb całkowitych. Na przykład, gdy system uniksowy jest 32-bitową liczbą całkowitą, która rozpoczęła się w 01 Jan 1970, przez 19 January 2038 liczba całkowita wyczerpałaby każdą możliwą liczbę i będzie musiała powrócić do zera. Może to powodować problemy z systemami zależnymi od systemu Unix w przypadku problemu przypominającego błąd Millennium.
Są też inne kwestie związane z czasem komputera. Ze względu na globalne wymagania Internetu cały czas komputerowy opiera się na UTC (Coordinated Universal Time). Czasami jednak UTC zmienia się, dodając sekundy skoku, aby zapewnić, że czas odpowiada rotacji Ziemi (obrót Ziemi nigdy nie jest dokładny ze względu na siły grawitacji), więc druga operacja skoku musi zostać objęta komputerowym systemem czasu.

Czas komputera jest często kojarzony z NTP (Network Time Protocol), który służy do synchronizowania komputerów często za pomocą sieciowy serwer czasu.

Windows 7 to najnowsza odsłona rodziny systemów operacyjnych Microsoft. Podążając za mocno okaleczonym Windows Vista, Windows 7 ma o wiele cieplejszy odbiór od krytyków i konsumentów.

Synchronizacja czasu w systemie Windows 7 jest wyjątkowo prosta jak protokół NTP (Network Time Protocol) jest wbudowany w system Windows 7, a system operacyjny automatycznie synchronizuje zegar komputera, łącząc się z usługą czasu Microsoft time.windows.com.

Jest to przydatne dla wielu użytkowników domowych, ale synchronizacja w Internecie nie jest wystarczająco bezpieczna dla sieci komputerowej z następującego powodu:

Aby połączyć się z dowolnym źródłem czasu w Internecie, takim jak time.windows.com, post musi być otwarty w zaporze sieciowej. Podobnie jak w przypadku każdego otwartego portu w zaporze sieciowej, może to być wykorzystane jako punkt wejścia przez złośliwego użytkownika lub złośliwe oprogramowanie.

Funkcja synchronizacji czasu w systemie Windows 7 może zostać wyłączona i można ją łatwo zrobić, otwierając okno dialogowe czasu i daty i odznacz pole synchronizacji.

Jednak synchronizacja czasu w sieci jest niezbędna, więc jeśli usługa czasu internetowego jest wyłączona, należy ją zastąpić bezpiecznym i dokładnym źródłem czasu.

Zdecydowanie najlepszym sposobem na to jest użycie źródła czasu zewnętrznego poza siecią (i zaporą ogniową).

Najprostszym, najbezpieczniejszym i najdokładniejszym sposobem synchronizacji sieci Windows 7 jest użycie dedykowanego Serwer NTP. Urządzenia te wykorzystują odniesienie czasowe z częstotliwości radiowej (zwykle dystrybuowanej przez krajowe laboratoria fizyki, takie jak brytyjskie NPL i amerykańskie) NIST) lub z sieci satelitarnej GPS.

Ponieważ oba te źródła referencyjne pochodzą z atomowych źródeł zegarowych, są również niezwykle dokładne, a sieć Windows 7 składająca się z setek maszyn może być zsynchronizowana w ciągu kilku milisekund czasu globalnego UTC (Coordinated Universal Time) dzięki wykorzystaniu tylko jednego Serwer czasu NTP.

Synchronizacja czasu może być problemem dla wielu administratorów sieci próbujących zsynchronizować sieć po raz pierwszy. Istnieje wiele pułapek, na które może natknąć się nieuświadamiany administrator sieci, próbując uzyskać synchronizację każdego komputera w sieci w tym samym czasie.

Pierwszym problemem, który stawia wielu administratorów sieci, jest wybór źródła czasu. UTC (Coordinated Universal Time) to globalna skala czasowa i jest stosowana na całym świecie jako podstawa synchronizacja czasu ponieważ nie polega na strefach czasowych umożliwiających globalnej społeczności opieranie się na jednej skali czasowej.

UTC jest również kontrolowane przez konstelację zegarów atomowych, co zapewnia jej dokładność; jednak jest regularnie dostosowywany, aby zapewnić, że dopasowuje średni czas słoneczny przez dodanie sekund przestępnych, które są dodawane w celu przeciwdziałania naturalnemu spowolnieniu obrotu Ziemi.

UTC jest łatwo dostępne jako odniesienie czasowe z wielu źródeł. Internet jest popularną lokalizacją, która otrzymuje źródło czasu UTC. Jednak internetowe źródło czasu znajduje się za pośrednictwem zapory sieciowej, a problemy bezpieczeństwa mogą wynikać z konieczności pozostawienia otwartego portu UDP, aby odbierać żądania czasu.

Internetowe źródła czasu mogą również być niedokładne, a ponieważ własny system zabezpieczeń NTP znany jako uwierzytelnianie NTP nie może działać w Internecie, mogą pojawić się dalsze problemy z bezpieczeństwem.

Znacznie lepszym rozwiązaniem dla uzyskania źródła UTC jest użycie systemu GPS (Global Positioning System) lub transmisji fal długich emitowanych przez kilka krajowych laboratoriów fizyki, takich jak NIST w USA i Wielkiej Brytanii NPL.

Dedykowane Serwery czasu NTP może odbierać te bezpieczne i uwierzytelnione sygnały, a następnie dystrybuować je między wszystkimi urządzeniami w sieci.

Satelitarne systemy nawigacyjne lub nawigacje satelitarne zmieniły sposób, w jaki poruszamy się po drogach. Dawno minęły czasy, kiedy podróżni musieli mieć schowek pełen map i odeszli, to jest konieczność zatrzymania się i poprosić lokalnego o wskazówki.

Nawigacja satelitarna oznacza, że ​​teraz przechodzimy z punktu A do punktu B, który jest przekonany, że nasze systemy nas tam zawierują, a systemy nawigacji satelitarnej nie są głupim dowodem (musimy przeczytać wszystkie historie osób jadących klifami i rzekami itp.). z pewnością nas zrewolucjonizował Wayfinding.

Obecnie istnieje tylko jeden Globalny System Nawigacji Satelitarnej (GNSS) amerykański system Globalnego Pozycjonowania (ang. Global Positioning System) (GPS). Chociaż konkurencyjny system europejski (Galileo) ma działać w Internecie po 2012-ie, a jednocześnie rozwijany jest zarówno system rosyjski (GLONASS), jak i chiński (COMPASS).

Jednak wszystkie te sieci GNSS będą działać w oparciu o tę samą technologię, co w przypadku GPS, i faktycznie obecne systemy GPS powinny móc wykorzystywać te przyszłe systemy bez większych zmian.

System GPS to w zasadzie konstelacja satelitów (obecnie istnieje 27). Te satelity zawierają na pokładzie zegar atomowy (właściwie dwa są na większości satelitów GPS, ale dla celów tego wyjaśnienia należy wziąć pod uwagę tylko jeden). Sygnały przesyłane z satelity GPS zawierają kilka informacji wysłanych jako jedna liczba całkowita:

* Czas wysłania wiadomości

* Pozycja orbitalna satelity (zwana efemerydą)

* Ogólna kondycja systemu i orbity innych satelitów GPS (znane jako almanach)

Odbiornik nawigacji satelitarnej, taki jaki znajduje się na desce rozdzielczej twojego samochodu, odbiera tę informację, a wykorzystanie informacji o taktowaniu działa z dokładną odległością od odbiornika do satelity. Używając trzech lub więcej z tych sygnałów, dokładna pozycja może być triangulowana (w rzeczywistości wymagane są cztery sygnały, ponieważ należy również wyliczyć wysokość nad poziomem morza).

Ponieważ triangulacja działa, gdy sygnał czasu został wysłany i czas potrzebny na dotarcie do odbiornika, sygnały muszą być niewiarygodnie dokładne. Nawet jedna sekunda niedokładności może zobaczyć dane nawigacyjne, ale tysiące kilometrów jako światło, a zatem sygnały radiowe, mogą podróżować prawie 300,000 km na sekundę.

Obecnie sieć satelitarna GPS może zapewnić dokładność nawigacji w obrębie mierników 5, co pokazuje, w jaki sposób dokładne zegary atomowe może być.

A sieciowy serwer czasu or Serwer NTP (Network Time Protocol) to centralny komputer lub serwer w sieci, który kontroluje czas i synchronizuje z nim wszystkie komputery w tej sieci.

System Windows XP można skonfigurować do działania jako serwer NTP w celu synchronizacji pozostałych komputerów i urządzeń w sieci. Konfigurowanie komputera z systemem Windows XP do działania jako Serwer NTP polega na edytowaniu rejestru, jednak edycja rejestru systemu operacyjnego może prowadzić do potencjalnych problemów i powinna być przeprowadzana tylko przez kogoś, kto ma doświadczenie w edycji rejestru.

Aby skonfigurować system Windows XP jako serwer NTP, pierwszą rzeczą jest otwarcie edytora rejestru w systemie Windows. Odbywa się to poprzez kliknięcie przycisku Start i wybranie "Uruchom" z menu. Wpisz "regedit" w menu run i naciśnij return. Powinno to otworzyć edytor rejestru systemu Windows.

Wybierz folder: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \ w lewym panelu. Ten folder zawiera wartości dla serwera NTP.

Kliknij prawym przyciskiem myszy przycisk "Włączone" w prawym okienku okna i wybierz "Właściwości". Powinno to otworzyć okno dialogowe, w którym można zmienić wartość klucza rejestru. Wpisz "1" w oknie, ustawiając wartość na "True", co zamienia komputer XP w serwer czasu.

Zamknij rejestr i otwórz wiersz polecenia systemu DOS, klikając przycisk Start systemu Windows, wybierając opcję "Uruchom". Następnie wpisz "cmd" w polu tekstowym i naciśnij return.

Wpisz "Net stop w32time" w wierszu poleceń i naciśnij "Enter". Teraz wpisz "net start w32time", co spowoduje ponowne uruchomienie serwera czasu dla Windows XP.

Jednak maszyna XP, która jest teraz ustawiona jako serwer NTP, będzie jedynie dystrybuować czas, który obecnie posiada. Jeśli ten czas będzie niedokładny, spowoduje to niedokładność czasu rozprowadzanego w sieci.

Aby zapewnić dokładne i bezpieczne źródło czasu, należy zastosować a Dedykowany serwer czasu NTP odbierający czas ze źródła zegara atomowego.

Jednym z najważniejszych aspektów pracy w sieci jest synchronizacja wszystkich urządzeń we właściwym czasie. Błędny czas sieci a brak synchronizacji może powodować spustoszenie w procesach systemowych i może prowadzić do niezliczonych błędów i problemów przy debugowaniu.

Brak sprawdzenia, czy urządzenia są stale sprawdzane, aby zapobiec dryfowi, może również prowadzić do tego, że zsynchronizowana sieć powoli stanie się niezsynchronizowana i doprowadzi do wspomnianych wyżej problemów.

Jednak zapewnienie, że sieć ma nie tylko prawidłowy czas, ale że ten czas nie dryfuje, osiąga się za pomocą protokołu czasu NTP.

Protokół NTP (Network Time Protocol) nie jest jedynym protokołem synchronizacji czasu, ale jest on zdecydowanie najczęściej wykorzystywany. Jest to protokół open source, ale jest stale aktualizowany przez dużą społeczność posiadaczy czasu w Internecie.

Protokół NTP opiera się na algorytmie, który może wyliczyć poprawny i najdokładniejszy czas z wielu źródeł. Protokół NTP pozwala jednemu źródłu czasu korzystać z sieci setek i tysięcy komputerów i może zachować dokładność każdego z tych źródeł czasu w ciągu kilku milisekund.

Najprostszym sposobem synchronizacji sieci z NTP jest użycie a Serwer czasu NTP, Znany także jako sieciowy serwer czasu.

Serwery NTP korzystają z zewnętrznego źródła czasu, zarówno z sieci GPS (Global Positioning System), jak iz transmisji z krajowych laboratoriów fizycznych, takich jak NIST w USA lub NPL W Wielkiej Brytanii.

Te sygnały czasowe generowane są przez zegary atomowe, które są wielokrotnie dokładniejsze niż zegary na komputerach i serwerach. NTP rozdzieli ten atomowy czas zegarowy na wszystkie urządzenia w sieci, a następnie będzie sprawdzał każde urządzenie, aby upewnić się, że nie ma dryfowania i korygowania urządzenia, jeśli jest.

Po latach kłótni i niepewności, europejski odpowiednik GPS (Global Positioning System) wreszcie zaczyna nabierać kształtu. Europejski system Galileo, który uzupełni obecny system USA, jest o krok bliżej ukończenia.

Galileo, który będzie pierwszym operacyjnym globalnym systemem nawigacji satelitarnej (GNSS) poza Stanami Zjednoczonymi, będzie dostarczać informacje o położeniu dla nawigacji satelitarnej i informacji o czasie dla Serwery NTP GPS (Network Time Protocol).

System, zaprojektowany i wyprodukowany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i Unię Europejską (UE), a także działający, powinien poprawić dostępność i dokładność sygnałów czasowych i nawigacyjnych przesyłanych z kosmosu.

System ten był zawzięty w politycznym sporze i niepewności od momentu jego powstania prawie dziesięć lat temu. Zastrzeżenia ze strony USA, że utracą zdolność do wyłączenia GPS w czasach potrzeb wojskowych; i ograniczenia ekonomiczne w całej Europie oznaczały, że projekt był kilkakrotnie prawie odkładany na półkę.

Jednak pierwsze cztery satelity są sfinalizowane w laboratorium w południowej Anglii. Te satelity walidujące orbitę (IOV) stworzą mini konstelację na niebie i udowodnią koncepcję Galileo, przekazując pierwsze sygnały, aby system europejski mógł stać się rzeczywistością.

Reszta sieci satelitarnej powinna nastąpić wkrótce po. Galileo powinien ostatecznie obejmować ponad 30, co oznacza, że ​​użytkownicy systemów nawigacji satelitarnej GPS serwery czasu NTP powinni otrzymać szybsze poprawki, aby móc zlokalizować swoje pozycje z błędem jednego metra w porównaniu z obecnym błędem tylko pięciu GPS.