Zwiększona dokładność systemów podwójnego serwera NTP

. Serwer czasu NTP zrewolucjonizował synchronizację sieci komputerowych w ciągu ostatnich dwudziestu lat. NTP (Network Time Protocol) to oprogramowanie odpowiedzialne za dystrybucję czasu z serwera czasu do całej sieci, dostosowanie maszyn do dryfu i zapewnienie dokładności.

NTP może niezawodnie utrzymywać zegary systemowe z dokładnością do kilku milimetrów UTC (Skoordynowany czas uniwersalny) lub w jakimkolwiek okresie czasu, w którym jest on zasilany.

Jednak NTP może być tak wiarygodny, jak źródło czasu, które otrzymuje, a jako UTC jest globalną skalę czasową, od której pochodzi źródło UTC.

Krajowe transmisje czasu i częstotliwości z laboratoriów fizycznych, takich jak NIST w USA lub NPL w Wielkiej Brytanii są niezwykle wiarygodnymi źródłami UTC i Serwery czasu NTP są zaprojektowane specjalnie dla nich. Jednak sygnały czasu nie są gwarantowane, mogą spaść w ciągu dnia i są podatne na zakłócenia; są również regularnie zwalniane w celu konserwacji.

W przypadku większości aplikacji kilka godzin pracy sieci w oparciu o oscylatory kryształów prawdopodobnie nie spowoduje zbyt dużych problemów w synchronizacji. Jednak, GPS (Global Positioning System) jest znacznie bardziej wiarygodnym źródłem czasu UTC, ponieważ satelita GPS zawsze znajduje się nad głową. Wymagają one odbioru liniowego, co oznacza, że ​​antena musi wyjść na dach lub na zewnątrz otwartego okna.

W przypadku zastosowań, w których niezbędna jest dokładność i niezawodność, najbezpieczniejszym rozwiązaniem jest inwestowanie w podwójny system Serwer czasu NTP, urządzenie to może odbierać zarówno transmisje radiowe, takie jak MSF, DCF-77 lub WWVB, jak i sygnał GPS.

W systemie dualnym Serwer NTP, NTP pobierze oba źródła czasu i zsynchronizuje sieć, aby zapewnić większą dokładność i niezawodność.

Bezpieczeństwo i synchronizacja

Bezpieczeństwo jest często najbardziej martwiącym się aspektem prowadzenia sieci komputerowej. Utrzymywanie niechcianych użytkowników przy jednoczesnym umożliwieniu użytkownikom dostępu do aplikacji sieciowych jest pracą pełnoetatową. Jednak wielu administratorów sieci nie zwraca uwagi na jeden z najważniejszych aspektów utrzymania bezpieczeństwa sieci - synchronizacji czasu.

Synchronizacja czasu jest nie tylko ważne, ale ma kluczowe znaczenie w bezpieczeństwie sieci, a jednocześnie jest oszałamiające, ilu administratorów sieci lekceważyło lub nie udało się zsynchronizować ich systemów.

Zapewnienie tego samego i właściwego czasu (najlepiej UTC - Coordinated Universal Time) na każdej maszynie sieciowej jest niezbędna, ponieważ wszelkie opóźnienia mogą stanowić otwarte drzwi dla hakerów, które mogą się wślizgnąć niewykryte, a co gorsza, jeśli maszyny zostaną zhakowane, nie działają w tym samym czasie, gdy może być prawie niemożliwe do wykrycia, naprawy i uzyskania sieć działa i działa.

Jednak synchronizacja czasu jest jednym z najprostszych zadań do wykonania, zwłaszcza że większość systemów operacyjnych posiada wersję protokołu czasowego NTP (Network Time Protocol).

Znalezienie dokładnego serwera czasu może czasami być problematyczne, szczególnie jeśli sieć jest zsynchronizowana w Internecie, ponieważ może to spowodować inne problemy bezpieczeństwa, takie jak posiadanie otwartego portu w zaporze sieciowej i brak możliwości uwierzytelnienia przez NTP, aby zapewnić, że sygnał jest zaufany.

Jednak łatwiejszą metodą synchronizacji czasu, zarówno dokładną, jak i bezpieczną, jest użycie dedykowanego Serwer czasu NTP (znany również jako serwer czasu sieciowego). Na Serwer NTP odbierze sygnał czasu bezpośrednio z GPS lub z krajowej transmisji radiowej w czasie i częstotliwości, emitowanej przez takie organizacje jak NIST or NPL.

Korzystając z dedykowanego Serwer NTP Sieć stanie się bezpieczniejsza, a jeśli stanie się najgorsza, a system padnie ofiarą szkodliwych użytkowników, posiadanie zsynchronizowanej sieci zagwarantuje, że będzie ona łatwa do rozwiązania.

Jakie jest najlepsze źródło czasu UTC?

UTC (Coordinated Universal Time) to światowa globalna skala czasowa i zastąpiła starą normę GMT (Greenwich Meantime) w 1970-ach.

Podczas gdy GMT opierało się na ruchu Słońca, UTC opiera się na czasie określonym przez zegary atomowe chociaż jest utrzymywany w linii z GMT przez dodanie "Leap Seconds", który kompensuje spowolnienie obrotu Ziemi, pozwalając jednocześnie UTC i GMT biegać obok siebie (GMT jest często mylnie określany jako UTC - chociaż nie ma faktycznego różnica tak naprawdę nie ma znaczenia).

W obliczeniach komputerowych UTC pozwala sieciom komputerowym na całym świecie na synchronizację w tym samym czasie, umożliwiając dokonywanie transakcji wrażliwych na czas z całego świata. Większość dedykowanych sieci komputerowych Sieć serwerów czasu aby zsynchronizować ze źródłem czasu UTC. Urządzenia te wykorzystują protokół NTP (Network Time Protocol) do rozłożenia czasu w sieci i ciągłego sprawdzania, czy nie ma dryfowania.

Jedyne dylematy w korzystaniu z dedykowanego Serwer czasu NTP wybiera, skąd pochodzi źródło czasu, które będzie regulowało typ Serwer NTP wymagasz. Istnieją naprawdę trzy miejsca, w których można łatwo zlokalizować źródło czasu UTC.

Pierwszym z nich jest internet. Korzystając z internetowego źródła czasu, takiego jak time.nist.gov lub time.windows.com, jest dedykowany Serwer NTP nie jest koniecznie wymagane, ponieważ większość systemów operacyjnych ma już zainstalowaną wersję NTP (w systemie Windows wystarczy dwukrotnie kliknąć ikonę zegara, aby zobaczyć opcje czasu internetowego).

*Uwaga: należy zauważyć, że Microsoft, Novell i inne firmy zdecydowanie odradzają wykorzystywanie źródeł czasu w Internecie, jeśli bezpieczeństwo jest problemem. Źródła czasu w Internecie nie mogą być uwierzytelniane przez NTP i znajdują się poza firewallem, co może prowadzić do zagrożeń bezpieczeństwa.

Druga metoda polega na użyciu a Serwer NTP GPS; urządzenia te używają sygnału GPS (najczęściej używanego do nawigacji satelitarnej), który jest w rzeczywistości czasem generowanym przez zegar atomowy (z satelity na pokładzie). Chociaż sygnał ten jest dostępny w dowolnym miejscu na świecie, antena GPS nie wymaga wyraźnego widoku nieba, co jest jedyną wadą korzystania z GPS.

Alternatywnie, krajowe laboratoria fizyki wielu krajów, takie jak NIST w USA i NPL w Wielkiej Brytanii przesyłają sygnał czasu z ich zegarów atomowych. Sygnały te można odbierać za pomocą radiotelefonu Serwer NTP chociaż sygnały te są skończone i podatne na lokalną interferencję i topografię.

Jak zsynchronizować komputer z zegarem atomowym

Synchronizacja czasu jest często niedocenianym aspektem zarządzania komputerem. Zasadniczo synchronizacja czasu ma kluczowe znaczenie tylko w przypadku sieci lub komputerów, które przejmują wrażliwe czasowo transakcje w Internecie.

Synchronizacja czasu z nowoczesnymi systemami operacyjnymi, takimi jak Windows Vista, XP lub różne wersje Linuksa, jest stosunkowo łatwa, ponieważ większość zawiera protokół synchronizacji czasu NTP (Network Time Protocol) lub co najmniej wersję uproszczoną (SNTP).

NTP jest programem opartym na algorytmie i działa za pomocą pojedynczego źródła czasu, które może być rozprowadzane wśród sieci (lub pojedynczego komputera) i jest stale sprawdzane, aby zapewnić prawidłowe działanie zegarów sieci.

Dla pojedynczych użytkowników komputerów lub sieci, w których bezpieczeństwo i precyzja nie są głównymi problemami (chociaż dla bezpieczeństwa sieci powinno być głównym problemem), najprostszą metodą synchronizacji komputera jest wykorzystanie standardu czasu internetowego.

W systemie operacyjnym Windows można to łatwo zrobić na pojedynczym komputerze, klikając dwukrotnie ikonę zegara, a następnie konfigurując kartę czasu internetowego. Należy jednak zauważyć, że przy korzystaniu z internetowego źródła czasu, takiego jak nist.gov lub windows.time, port musi pozostać otwarty w zaporze sieciowej, z której mogą korzystać złośliwi użytkownicy.

Dla użytkowników sieciowych i tych, którzy nie chcą pozostawić luk w zabezpieczeniach zapory, najbardziej odpowiednim rozwiązaniem jest użycie dedykowanego sieciowy serwer czasu. Większość z tych urządzeń korzysta również z protokołu NTP, ale ponieważ otrzymują one czas odniesienia zewnętrznie do sieci (zwykle za pomocą GPS lub radia długofalowego), nie pozostawiają żadnych luk w zabezpieczeniach zapory ogniowej.

Te Serwer NTP urządzenia są również znacznie bardziej niezawodne i dokładne niż źródła czasu w Internecie, ponieważ komunikują się bezpośrednio z sygnałem z urządzenia zegar atomowy zamiast być na kilku poziomach (w terminach NTP znanych jako warstwy) z zegara referencyjnego, ponieważ większość źródeł czasu w Internecie jest.

Typowe zapytania GPS

Czy sygnał czasu GPS jest taki sam jak sygnał pozycjonowania GPS?

Tak. Sygnały transmitowane przez Satelity GPS zawiera informacje o czasie i pozycji satelity, z którego przybył (i jego prędkość). Informacje o taktowaniu generowane są przez pokładowy cez zegar atomowy. Jest to informacja wykorzystywana przez satelitarne urządzenia nawigacyjne (nawigacje satelitarne), która umożliwia globalne pozycjonowanie. Sat Navy wykorzystują te sygnały z wielu satelitów do triangulacji pozycji.

Jak dokładne jest pozycjonowanie GPS?

Ponieważ sygnał czasu generowany przez GPS pochodzi z zegara atomowego, jest on dokładny w nanosekundach 16 (16 miliardowych części sekundy). Ponieważ światło przemieszcza się w przybliżeniu 186 000 Mile w ciągu sekundy, odpowiada to około 16 stóp (5 + metrów), co oznacza, że ​​system pozycjonowania GPS jest zwykle dokładny.

Czy czas GPS jest taki sam jak czas UTC?

Nie. Czas GPSpodobnie jak UTC (Coordinated Universal Time) opiera się na Międzynarodowym Czasie Atomowym (TAI) - czasie określonym przez zegary atomowe. Jednak, ponieważ system GPS został opracowany kilka dekad temu, teraz jest to 14 sekund (i wkrótce będzie 15) za UTC, ponieważ stracił on na sekundach skoku dodanych do UTC w celu kalibracji w celu spowolnienia obrotu Ziemi.

Jak mogę zatem użyć GPS jako źródła UTC?

Na szczęście Serwer czasu GPS zamieni GPS na aktualny czas UTC, który od 1 January 2009 będzie oznaczać, że musi on dodać dokładnie 15 sekund.

Serwer czasu GPS i jego dokładność z kosmosu

Sieć GPS (Global Positioning System) jest powszechnie znana jako system nawigacji satelitarnej. Przekazuje jednak bardzo precyzyjny sygnał czasu z wbudowanego zegara atomowego.

To właśnie te informacje są odbierane przez urządzenia nawigacji satelitarnej, które mogą następnie dokonać triangulacji pozycji odbiornika przez określenie, jak długo sygnał przybył z różnych satelitów.

Te sygnały czasowe, podobnie jak wszystkie transmisje radiowe, poruszają się z prędkością światła (która jest bliska 300,000km na sekundę). Dlatego bardzo ważne jest, aby te urządzenia były nie tylko dokładne do sekundy, ale do milionowej sekundy, inaczej system nawigacji byłby bezużyteczny.

Jest to informacja o taktowaniu, która może być wykorzystana przez Serwer czasu GPS jako podstawa czasu sieciowego. Chociaż ta informacja o taktowaniu nie jest w formacie UTC (czas uniwersalny koordynowany), światowa globalna skala czasowa, łatwo ulega przekształceniu ze względu na pochodzenie z zegara atomowego.

A Serwer czasu GPS może odbierać sygnał z anteny GPS, chociaż musi mieć dobry widok na niebo, ponieważ satelity przekazują swoje transmisje za pośrednictwem linii wzroku.
Korzystanie z dedykowanego Serwer czasu GPS sieć komputerowa może być zsynchronizowana w ciągu kilku milisekund NTP (milli = 1000th of the second) i zapewnia bezpieczeństwo i uwierzytelnianie.

Po wzroście wykorzystania technologii GPS w ciągu ostatnich kilku lat, serwery czasu GPS są obecnie stosunkowo niedrogie i są prostymi i prostymi systemami do zainstalowania.

Następna generacja dokładnych zegarów atomowych zaczyna Tykowanie jako naukowcy NIST odkrywają nowy zegar strontu

Ci pionierzy chronologiczni w NIST połączyli siły z Uniwersytetem Kolorado i opracowali najdokładniejszy na świecie zegar atomowy. Zegar oparty na stroncie jest prawie dwa razy dokładniejszy niż obecne zegary cezu, którymi można rządzić UTC (Coordinated Universal Time), ponieważ traci tylko sekundę co 300 milionów lat.

Stront na bazie zegary atomowe są teraz postrzegane jako droga naprzód w mierzeniu czasu, ponieważ wyższe poziomy dokładności są osiągalne, co nie jest możliwe z atomem cezu. Zegary strontardowe, podobnie jak ich poprzednicy, wykorzystują naturalną, ale bardzo stałą wibrację atomów.

Jednak te nowe generacje zegarów wykorzystują wiązki laserowe i skrajnie niskie temperatury zbliżone do zera absolutnego, aby kontrolować atomy i mamy nadzieję, że jest to krok naprzód w kierunku stworzenia idealnie precyzyjnego zegara.

Ta skrajna dokładność może wydawać się o krok za daleko i niepotrzebna, ale zastosowania takiej precyzji są bardzo złożone i jeśli wziąć pod uwagę technologie, które zostały opracowane na podstawie pierwszej generacji zegarów atomowych, takich jak nawigacja GPS, Serwer NTP synchronizacja i transmisja cyfrowa Nowy świat ekscytującej technologii opartej na tych nowych zegarach może być tuż za rogiem.

Podczas gdy obecnie światowa globalna skala czasu, UTC, opiera się na czasie określonym przez konstelację zegarów cezowych (a przy okazji tak samo jest z definicją sekundy jako ponad 9 miliarda cezowych cezów), uważa się, że kiedy Komitet Konsultacyjny ds. Czas i częstotliwość w Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) Następnie spotka się z nim przedyskutuje, czy zrobić te następne pokolenie zegary atomowe nowy standard.

Jednak zegary strontu nie są jedyną metodą bardzo precyzyjnego czasu. W ubiegłym roku zegar kwantowy, opracowany również z dokładnością do zarządzania NIST 1 sekunda w 1 miliard lat. Jednak ten typ zegara nie może być bezpośrednio monitorowany i wymaga bardziej złożonego schematu monitorowania czasu.

Utrzymywanie dokładnego czasu i znaczenia sieciowego serwera czasu

A sieciowy serwer czasu może być jednym z najważniejszych urządzeń w sieci komputerowej, ponieważ znaczniki czasu są niezbędne dla większości aplikacji komputerowych, od wysyłania i wysyłania wiadomości e-mail do debugowania sieci.

Drobne niedokładności w sygnaturze czasowej mogą powodować spustoszenie w sieci, od e-maili przybywających, zanim zostaną technicznie wysłane, do pozostawienia całego systemu podatnego na zagrożenia bezpieczeństwa, a nawet oszustwo.

Jednak serwer czasu sieciowego jest tak dobry, jak źródło czasu, z którym jest synchronizowane. Wielu administratorów sieci decyduje się na otrzymanie kodu czasowego z Internetu, jednak wiele źródeł czasu w Internecie jest całkowicie niedokładnych i często zbyt daleko od klienta, aby zapewnić prawdziwą dokładność.

Ponadto internetowe źródła czasu nie mogą być uwierzytelniane. Uwierzytelnianie jest środkiem bezpieczeństwa używanym przez NTP (Network Time Protocol, który kontroluje serwer czasu w sieci), aby upewnić się, że serwer czasu jest dokładnie taki, jak jest to napisane).

Aby zapewnić dokładny czas, ważne jest, aby wybrać źródło czasu, które jest zarówno bezpieczne, jak i dokładne. Istnieją dwie metody, które mogą zapewnić dokładność milisekundy doUTC (skoordynowany czas uniwersalny - globalny zakres czasowy oparty na czasie określonym przez zegary atomowe).

Pierwszym z nich jest wykorzystanie wyspecjalizowanej krajowej transmisji czasu i częstotliwości w kilku krajach, w tym w Wielkiej Brytanii, USA, Niemczech, Francji i Japonii. Niestety, te transmisje nie mogą być odbierane wszędzie, ale drugą metodą jest wykorzystanie sygnału taktowania transmitowanego przez sieć GPS, która jest dostępna dosłownie wszędzie na powierzchni planety.

A sieciowy serwer czasu użyje tego kodu czasu i zsynchronizuje z nim całą sieć za pomocą NTP, dlatego często są one określane jako Serwer NTP or Serwer czasu NTP. NTP nieustannie dostosowuje zegary sieci, upewniając się, że nie ma dryfu.

Galileo i serwer NTP GPS

Obecnie istnieje tylko jeden Globalny System Nawigacji Satelitarnej (GNSS) NAVSTAR GPS, który jest otwarty do użytku cywilnego od późnych 1980-ów.

Najczęściej System GPS Uważa się, że dostarcza informacji nawigacyjnych pozwalających kierowcom, marynarzom i pilotom na określenie swojej pozycji w dowolnym miejscu na świecie.

W rzeczywistości jedyną informacją przesyłaną z satelity GPS jest czas generowany przez wewnętrzny zegar atomowy satelity. Ten sygnał taktowania jest tak dokładny, że odbiornik GPS może wykorzystywać sygnał z trzech satelitów i wskazywać lokalizację z dokładnością do kilku metrów, określając, ile czasu potrzebował każdy dokładny sygnał.

Obecnie a Serwer NTP GPS może wykorzystać te informacje o taktowaniu, aby zsynchronizować całe sieci komputerowe z dokładnością w ciągu kilku milisekund.

Jednak Unia Europejska pracuje obecnie nad europejskim globalnym systemem nawigacji satelitarnej o nazwie Galileo, który będzie rywalizował z siecią GPS, dostarczając własne informacje dotyczące czasu i pozycji.

Jednak Galileo jest zaprojektowany do współdziałania z GPS, co oznacza obecny GPS Serwer NTP będzie w stanie odbierać oba sygnały, chociaż może zaistnieć konieczność wprowadzenia pewnych dostosowań oprogramowania.

Ta interoperacyjność zapewni większą dokładność i może sprawić, że krajowe nadawanie radiowe w czasie i częstotliwości stanie się przestarzałe, ponieważ nie będą w stanie zapewnić porównywalnej dokładności.

Ponadto Rosja, Chiny i Indie planują obecnie własne systemy GNSS, które mogą zapewnić jeszcze większą dokładność. GPS zrewolucjonizował sposób, w jaki świat działa nie tylko poprzez umożliwienie precyzyjnego pozycjonowania, ale także umożliwia całemu globusowi synchronizację w tej samej skali czasowej za pomocą Serwer NTP GPS. Oczekuje się, że nawet więcej postępów w technologii pojawi się po rozpoczęciu transmisji nowej generacji GNSS.

Wybór odpowiedniego sygnału czasu dla swojej sieci

Synchronizacja sieci komputerowej jest niezbędna we współczesnym świecie. Wiele światowych sieci komputerowych jest zsynchronizowanych z tą samą globalną skalą czasową UTC (Skoordynowany czas uniwersalny).

Aby zarządzać synchronizacją protokołu NTP (Network Time Protocol) jest używany w większości przypadków, ponieważ jest w stanie niezawodnie synchronizować sieć z kilkoma milisekundami czasu UTC.

Dokładność synchronizacji czasu zależy jednak wyłącznie od dokładności, niezależnie od czasu, jaki jest wybierany dla dystrybucji NTP, a tutaj leży jeden z podstawowych błędów popełnionych przy synchronizacji sieci komputerowych.

Wielu administratorów sieci opiera się na danych czasowych w Internecie jako źródle czasu UTC, ale poza zagrożeniami bezpieczeństwa, które stanowią (będąc takimi, jakimi są po niewłaściwej stronie zapory sieciowej), ale ich dokładność nie może być zagwarantowana i najnowsze badania mają stwierdzili, że mniej niż połowa z nich zapewnia w ogóle jakąkolwiek użyteczną dokładność.

Dla bezpiecznej, dokładnej i niezawodnej metody UTC naprawdę istnieją tylko dwie możliwości. Wykorzystaj sygnał czasu z sieci GPS lub polegaj na transmisjach fal długich transmitowanych przez krajowe laboratoria fizyki, takie jak NPL i NIST.

Aby wybrać, która metoda jest najlepsza, jedynym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę, jest lokalizacja Serwer NTP to jest otrzymanie sygnału czasu.

GPS jest najbardziej elastyczny pod tym względem, że sygnał jest dostępny dosłownie na całym świecie, ale jedyną wadą sygnału jest to, że antena GPS musi być umieszczona na dachu, ponieważ wymaga wyraźnego widoku nieba. Może to okazać się problematyczne, jeśli Serwer czasu znajduje się na niższych piętrach zgarniacza, ale na ogół większość użytkowników Czas GPS sygnały wskazują, że są one bardzo niezawodne i niewiarygodnie dokładne.

Jeśli GPS jest niepraktyczny, to czas i częstotliwości krajowe zapewniają równie dokładną i bezpieczną metodę czasu UTC. Te długie sygnały nie są nadawane przez wszystkie kraje, chociaż sygnał WWVB USA nadawany przez NIST w Kolorado jest dostępny w większości Ameryki Północnej, w tym w Kanadzie.

Istnieją różne wersje tego sygnału w całej Europie, w tym w języku niemieckim DCF i Wielkiej Brytanii MSF które okazują się najbardziej niezawodne i popularne. Sygnały te często mogą być odbierane również poza granicami kraju, chociaż należy zauważyć, że transmisje długofalowe są podatne na lokalną interferencję i topografię.

Dla pełnego spokoju ducha, podwójny system Serwerów NTP odbierające sygnały zarówno z GPS, jak i krajowych laboratoriów fizyki są dostępne, choć wydają się nieco droższe niż pojedyncze systemy, chociaż wykorzystanie więcej niż jednego sygnału czasu sprawia, że ​​są one podwójnie niezawodne.