Wszystkie komputery i urządzenia sieciowe korzystają z zegarów, aby utrzymać wewnętrzny czas systemu. Te zegary, zwane układami zegara czasu rzeczywistego (RTC), dostarczają informacji o czasie i dacie. Chipy są zasilane bateryjnie, dzięki czemu nawet podczas przerw w zasilaniu mogą utrzymać czas.

Sieci komputerowe opierają się na pomiarze czasu prawie wszystkich aplikacji, od wysłania wiadomości e-mail do zapisywania danych, znacznik czasu jest potrzebny do śledzenia komputera. Wszystkie routery i przełączniki muszą działać z tą samą szybkością, niezsynchronizowane urządzenia mogą prowadzić do utraty danych, a nawet do całych połączeń.

W przypadku niektórych transakcji konieczne jest perfekcyjne zsynchronizowanie komputerów, nawet kilka sekund różnicy między komputerami może mieć poważne skutki, takie jak znalezienie biletu lotniczego, który zarezerwowałeś, zostało sprzedane kilka chwil później innemu klientowi lub możesz wyciągnąć oszczędności z bankomat i kiedy twoje konto jest puste, możesz szybko przejść do innej maszyny i wycofać ją ponownie.

Jednak komputery osobiste nie są zaprojektowane jako idealne zegary, ich konstrukcja została zoptymalizowana pod kątem masowej produkcji i niskich kosztów, zamiast utrzymywania dokładnego czasu. Jednak te wewnętrzne zegary są podatne na dryfowanie i chociaż dla wielu zastosowań może to być całkiem odpowiednie, często maszyny muszą współpracować w sieci i jeśli komputery dryfują z różnymi prędkościami, komputery będą się zlewały ze sobą i problemy mogą powstają szczególnie z transakcje czasowe.

Serwer czasuSą jak inne serwery komputerowe w tym sensie, że zwykle znajdują się w sieci. Serwer czasu zbiera informacje o taktowaniu, zwykle z zewnętrznego źródła sprzętowego, a następnie synchronizuje sieć do tego czasu.

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

Protokół NTP wykorzystuje zewnętrzny punkt odniesienia, a następnie synchronizuje wszystkie urządzenia w sieci do tego czasu.

Istnieją różne źródła, które Serwer czasu NTP może używać jako odniesienia czasowego. Internet jest oczywistym źródłem, jednak internetowe odniesienia do czasu z Internetu, takie jak nist.gov i windows.time, nie mogą być uwierzytelniane, przez co serwer czasu, a tym samym sieć, jest podatna na zagrożenia bezpieczeństwa.

Często serwery czasu są zsynchronizowane ze źródłem UTC (czas uniwersalny koordynowany), który jest globalną standardową skalą czasu i umożliwia synchronizację komputerów na całym świecie dokładnie w tym samym czasie. Ma to oczywiste znaczenie w branżach, w których liczy się dokładny czas, na przykład giełda lub linia lotnicza.

Skoordynowany czas uniwersalny (UTC - z francuskiego Temps Universel Coordonné) to międzynarodowa skala czasowa oparta na czasie określonym przez zegary atomowe. Zegary atomowe są dokładne w ciągu sekundy od kilku milionów lat. Są tak dokładne, że Międzynarodowy Czas Atomowy, czas przekazany przez te urządzenia, jest jeszcze dokładniejszy niż spin Ziemi.

Na obrót Ziemi wpływa grawitacja Księżyca i dlatego może spowalniać lub przyspieszać. Z tego powodu, Międzynarodowy Czas Atomowy (TAI z francuskiego Temps Atomique International) musi mieć "Sekund Leap", aby zachować zgodność z oryginalnym czasem GMT (czas Greenwich), określanym również jako UT1, który jest oparty na czasie słonecznym .

Ta nowa skala czasowa znana jako UTC jest obecnie wykorzystywana na całym świecie, umożliwiając prowadzenie sieci komputerowych i komunikacji po przeciwnych stronach globu.

UTC jest regulowane nie przez pojedynczy kraj lub administrację, ale przez współpracę zegarów atomowych na całym świecie, co zapewnia polityczną neutralność, a także dodaje dokładność.

Technologia UTC jest transmitowana na wiele sposobów na całym świecie i jest wykorzystywana przez sieci komputerowe, linie lotnicze i satelity, aby zapewnić dokładną synchronizację bez względu na lokalizację na Ziemi.

W USA NIST (National Institute of Standards and Technology) transmituje UTC z ich zegara atomowego w Fort Collins w stanie Kolorado. National Physics Laboratories w Wielkiej Brytanii i Niemczech mają podobne systemy w Europie.

Internet jest również kolejnym źródłem czasu UTC. Ponad tysiąc serwery czasu w całym Internecie można wykorzystać źródło czasu UTC, chociaż wiele z nich nie jest wystarczająco precyzyjnych dla większości potrzeb sieciowych.

Inną, bezpieczną i dokładniejszą metodą odbierania UTC jest wykorzystanie sygnałów transmitowanych przez amerykański Globalny System Pozycjonowania. Wszystkie satelity sieci GPS zawierają zegary atomowe, które umożliwiają pozycjonowanie. Zegary te przekazują czas, który można odebrać za pomocą odbiornika GPS.

Wiele dedykowanych serwery czasu są dostępne, które mogą odbierać źródło czasu UTC z sieci GPS lub z transmisji National Physician Laboratory (z których wszystkie są transmitowane na długiej fali 60 kHz).

Większość serwerów czasu używa NTP (Network Time Protocol) do dystrybucji i synchronizacji sieci komputerowych do czasu UTC.

Network Time Protocol wydaje się istnieć od zawsze. W rzeczywistości jest to jeden z najstarszych protokołów internetowych opracowany w 1980 przez profesora Davida Millsa i jego zespół z Uniwersytetu Delaware.

W wyluzowanym świecie być może nie ma znaczenia, czy sieci komputerowe nie są zsynchronizowane. Jedyną konsekwencją błędów w czasie może być wysłanie wiadomości e-mail przed jej wysłaniem, ale w branżach takich jak rezerwacja miejsc w terminalach lotniczych, giełda lub komunikacja satelitarna, ułamki sekund mogą spowodować poważne błędy, takie jak sprzedaż miejsc więcej niż raz, strata milionów dolarów, a nawet oszustwa.

Komputery są maszynami logicznymi, a ponieważ czas jest liniowy dla komputera, każde zdarzenie zachodzące na jednej maszynie musi nastąpić, zanim wiadomości o tym zdarzeniu dotrą do innego. Gdy sieci nie są zsynchronizowane, komputery mają problemy z zajęciem się zdarzeniami, które w oczywisty sposób miały miejsce (np. Wysyłanie e-maili), ale zgodnie z ich zegarem i znacznikiem czasu jeszcze nie, po prostu pomyśl o błędzie tysiąclecia, gdzie obawiano się zegarów wróć do 1900!

Z tego właśnie powodu opracowano NTP. NTP używa algorytmu (algorytmu Marzullo) do synchronizowania czasu z bieżącą wersją NTP może utrzymywać czas w publicznym Internecie w ciągu 10 milisekund i może wykonywać jeszcze lepsze połączenia przez LAN. Serwery czasu NTP działają w pakiecie TCP / IP i polegają na UDP (User Datagram Protocol).

Serwerów NTP są zwykle dedykowanymi urządzeniami NTP, które używają pojedynczego odwołania czasowego do synchronizacji sieci. Odniesienie do tego czasu jest najczęściej źródłem UTC (Coordinated Universal Time). UTC to globalna skala czasowa dystrybuowana przez zegary atomowe za pośrednictwem Internetu, specjalistycznych transmisji radiowych fal długich lub za pośrednictwem sieci GPS (Global Positioning System).

Algorytm NTP korzysta z tego odniesienia czasowego, aby określić ilość do wyprzedzenia lub wycofania zegara systemowego lub sieciowego. NTP analizuje wartości datownika, w tym częstotliwość błędów i ich stabilność. Serwer NTP będzie utrzymywał szacunkową jakość zarówno zegarów referencyjnych, jak i samej siebie.

NTP jest hierarchiczny. Odległość od punktu odniesienia jest podzielona na warstwy. Stratum 0 jest atomowym odniesieniem zegarowym; Stratum 1 jest serwerem NTP, podczas gdy Stratum 2 jest serwerem, który odbiera informacje o taktowaniu z serwera NTP. NTP może obsługiwać prawie nieograniczone warstwy, ale im dalej od odniesienia do czasu, tym mniej dokładna będzie.

Ponieważ każdy poziom warstwy może zarówno odbierać, jak i wysyłać sygnały taktowania, zaletą tego hierarchicznego systemu jest to, że tysiące komputerów można zsynchronizować tylko z potrzebą jednego serwera NTP.

NTP zawiera miarę bezpieczeństwa zwaną uwierzytelnianiem. Uwierzytelnianie weryfikuje, czy każdy znacznik czasu pochodzi z zamierzonego odniesienia do czasu, analizując zestaw kluczy szyfrowania, które są wysyłane z odwołaniem do czasu. NTP analizuje go i potwierdza, czy pochodzi on ze źródła czasu, sprawdzając go w zestawie zaufanych kluczy w plikach konfiguracyjnych.

Jednak uwierzytelnianie jest niedostępne ze źródeł czasowych z Internetu, dlatego Microsoft i Novell zalecają między innymi stosowanie zewnętrznych odniesień czasowych, takich jak dedykowane Serwer NTP GPS lub taki, który otrzymuje krajową transmisję fal długich i częstotliwościowych.

MSF to nazwa nadana dedykowanej emisji czasu dostarczonej przez National Physical Laboratory w Wielkiej Brytanii, Jest to dokładne i wiarygodne źródło czasu brytyjskiego w czasie cywilnym, oparte na skali czasu UTC (Coordinated Universal Time).

MSF jest używany w Wielkiej Brytanii i innych częściach Europy, aby otrzymać źródło czasu UTC, które może być używane przez zegary radiowe i synchronizować sieci komputerowe za pomocą Serwer czasu NTP.

Jest ona dostępna w wymiarze 24 godzin dziennie w całej Wielkiej Brytanii, chociaż w niektórych rejonach sygnał może być słabszy i podatny na interferencje i lokalną topografię. Sygnał działa na częstotliwości 60 kHz i przenosi kod daty i godziny, który przekazuje następujące informacje w formacie binarnym: rok, miesiąc, dzień miesiąca, dzień tygodnia, godzina, minuta, brytyjski czas letni (w efekcie lub nieuchronny) i DUT1 (różnica między UTC i UT1, która jest oparta na obrocie Ziemi)

Sygnał MSF jest przesyłany z Radiostacji Anthorna w Cumbrii, ale został niedawno przeniesiony tam po zamieszkiwaniu w Rugby, Warwickshire, odkąd został uruchomiony w 1960-ach. Częstotliwość nośna sygnału wynosi 60 kHz, kontrolowana przez zegary atomowe cezu w stacji radiowej.

Zegary atomowe cezu są najbardziej niezawodnie dokładnymi zegarkami atomowymi w dowolnym miejscu, nie tracąc ani nie zyskując sekundy w ciągu kilku milionów lat.

Aby otrzymać sygnał MSF proste zegary radiowe może być używany do wyświetlania dokładnego czasu UTC lub alternatywnie serwery czasowe z referencjami MSF mogą odbierać transmisje długofalowe i rozpowszechniać informacje o taktowaniu w sieciach komputerowych za pomocą NTP (Network Time Protocol).

Jedyną realną alternatywą dla sygnału MSF w Wielkiej Brytanii jest użycie wbudowanych zegarów cezowych w sieci GPS (Global Positioning System), które przekazują dokładne informacje o czasie, które mogą być wykorzystane jako Źródło czasu UTC.

bezpieczeństwo
Niepewny czas lub brak synchronizacji sieci może sprawić, że system komputerowy będzie narażony na zagrożenia bezpieczeństwa, a nawet oszustwa. Znaczniki czasu są jedynym punktem odniesienia dla komputera do śledzenia aplikacji i zdarzeń. Jeśli są one niedokładne, mogą wystąpić różnego rodzaju problemy, takie jak wiadomości e-mail przychodzące przed ich wysłaniem. Umożliwia to również takie czasochłonne transakcje, jak handel elektroniczny, rezerwacja online i handel akcjami, a także udostępnianie dokładnych terminów za pomocą sieciowy serwer czasu jest niezbędna, a ceny mogą spaść lub wzrosnąć o miliony w ciągu sekundy.

Ochrona:
Niezsynchronizowanie sieci komputerowej może umożliwić hakerom i złośliwym użytkownikom korzystanie z systemu, nawet oszuści mogą skorzystać. Nawet te maszyny, które są zsynchronizowane, mogą paść ofiarą, zwłaszcza gdy używają Internetu jako punktu odniesienia, który pozwala otworzyć drzwi dla złośliwych użytkowników, aby wstrzyknąć wirusa do twojej sieci. Korzystanie z radia lub Zegary atomowe GPS zapewniają dokładny czas za zaporą, utrzymując bezpieczeństwo.

Dokładność:
Serwery NTP upewnij się, że wszystkie komputery w sieci są automatycznie synchronizowane z dokładnym czasem i datą, teraz i w przyszłości, automatycznie aktualizując sieć w ciągu dnia i w ciągu kilku sekund.

Legalność:
Jeżeli dane komputerowe są kiedykolwiek wykorzystywane przez sądy, istotne jest, aby informacje pochodziły z sieci, która jest zsynchronizowana. Jeżeli system nie jest wtedy, dowody mogą być niedopuszczalne.

Szczęśliwi użytkownicy:
Zatrzymaj użytkowników narzekających na nieprawidłowy czas na swoich stacjach roboczych

Kontrola:
Masz kontrolę nad konfiguracją. Na przykład możesz automatycznie zmienić czas do przodu i do tyłu każdej wiosny i jesieni na czas letni lub ustawić czas serwera na czas UTC lub dowolną wybraną strefę czasową.

Większość osób słyszało zegary atomoweich dokładność i precyzja są dobrze znane. Zegar ato0mic ma potencjał, aby utrzymać czas przez kilkaset milionów lat i nie tracić ani sekundy na dryfowaniu. Dryf to proces, w którym zegary tracą lub zyskują na czasie z powodu niedokładności mechanizmów, które sprawiają, że działają.

Na przykład zegary mechaniczne istnieją od setek lat, ale nawet najdroższe i dobrze zaprojektowane będą dryfować co najmniej sekundę dziennie. Podczas gdy elektroniczne zegary są dokładniejsze, będą również dryfować o około sekundę w tygodniu.

Zegary atomowe nie mają porównania, jeśli chodzi o utrzymanie czasu. Ponieważ zegar atomowy opiera się na oscylacji atomu (w większości przypadków atomu cezu 133), który ma dokładny i skończony rezonans (cez jest 9,192,631,770 co sekundę), czyni to dokładność do jednej miliardowej sekundy (nanosekundy) .

Chociaż ten typ dokładności jest niezrównany, to umożliwił on technologie i innowacje, które zmieniły świat. Komunikacja satelitarna jest możliwa tylko dzięki zegarkom atomowym, podobnie jak nawigacja satelitarna. Gdy prędkość światła (a zatem fale radiowe) docierają do ponad 300,000km, a druga z niedokładnością sekundy, system nawigacyjny może być setki tysięcy mil na zewnątrz.

Precyzyjna dokładność jest również niezbędna w wielu nowoczesnych aplikacjach komputerowych. Globalna komunikacja, w szczególności transakcje finansowe, muszą być wykonywane dokładnie. Na Wall Street lub giełdzie londyńskiej sekunda może zobaczyć wartość wzrostu lub spadku zapasów o miliony. Rezerwacja online wymaga również dokładności i doskonałej synchronizacji, a jedynie zegary atomowe mogą zapewnić, że bilety mogą być sprzedawane więcej niż raz, a bankomaty mogą wypłacić podwójną pensję, jeśli znajdziesz bankomat z wolnym zegarem.

Chociaż może to brzmieć pożądanie dla bardziej nieuczciwych z nas, nie trzeba wiele wyobraźni, aby zrozumieć, jakie problemy może spowodować brak dokładności i synchronizacja. Z tego powodu opracowano międzynarodową skalę czasową opartą na czasie określonym przez zegary atomowe.

Czas uniwersalny (skoordynowany czas uniwersalny) jest wszędzie taki sam i może uwzględniać spowolnienie obrotu Ziemi poprzez dodanie sekund przestępnych, aby utrzymać UTC w linii z GMT (Greenwich Meantime). Wszystkie sieci komputerowe uczestniczące w komunikacji globalnej muszą być zsynchronizowane z UTC. Ponieważ UTC opiera się na czasie określonym przez zegary atomowe, jest to najbardziej precyzyjny możliwy czas. Aby sieć komputerowa mogła odbierać i utrzymywać synchronizację z UTC, najpierw potrzebuje dostępu do zegara atomowego. Są to drogie i duże urządzenia i zwykle można je znaleźć tylko w laboratoriach fizyki na dużą skalę.

Na szczęście czas określony przez te zegary nadal może zostać odebrany przez a sieciowy serwer czasu więdnie dzięki wykorzystaniu transmisji długofalowych o częstotliwościach czasowych i częstotliwościach transmitowanych przez krajowe laboratoria fizyki lub GPS (Global Positioning System). NTP (protokół czasu sieci) może następnie dystrybuować ten czas UTC do sieci i wykorzystywać sygnał czasu, aby wszystkie urządzenia w sieci były doskonale zsynchronizowane z UTC.

GPS (Globalny System Pozycjonowania) Sieć istnieje od ponad trzydziestu lat, ale dopiero od 1983, kiedy samolot koreański został przypadkowo zestrzelony, armia amerykańska, która jest właścicielem i kontroluje system, zgadza się otworzyć go do użytku cywilnego w nadziei na zapobieganie takim tragediom .

System GPS jest obecnie jedynym na świecie globalnym satelitarnym systemem nawigacyjnym (GNSS), chociaż Europa i Chiny opracowują obecnie własne (Galileo i GLONASS). GPS lub jego oficjalna nazwa Navstar GPS opiera się na konstelacji między satelitami 24 i 32 Medium Earth Orbit.

Te satelity przesyłają wiadomości za pomocą precyzyjnych sygnałów mikrofalowych. Wiadomości te zawierają czas wysłania wiadomości, precyzyjną orbitę satelity wysyłającego wiadomość oraz ogólny stan systemu i przybliżoną orbitę satelitów GPS.

Do ustalenia pozycji wymagany jest odbiornik GPS. Odbiera to sygnał z satelitów 4 (lub więcej). Ponieważ satelity nadają swoją pozycję i czas wysłania wiadomości, odbiornik GPS może wykorzystać sygnał czasowy i informacje o odległości do treningu w procesie triangulacji dokładnie w miejscu, w którym znajduje się na świecie.

GPS i inne systemy GNSS mogą dokładnie zlokalizować lokalizację tak dokładnie, ponieważ każdy przekaże informacje o taktowaniu z wbudowanego zegara atomowego. Zegary atomowe są tak dokładne, że albo tracą, albo zyskują sekundę w ciągu milionów lat. Tylko ta dokładność umożliwia pozycjonowanie GPS, ponieważ jako sygnał transmitowany przez satelity z prędkością światła (do 180,000 mil na sekundę) niedokładność jednej sekundy może spowodować umieszczenie tysięcy kilometrów w niewłaściwym miejscu.

Ze względu na wbudowany zegar atomowy i wysoki poziom dokładności taktowania, satelita GPS może być używany jako źródło UTC (Coordinated Universal Time). UTC to globalna skala czasowa oparta na czasie określonym przez zegary atomowe i używana na całym świecie, aby umożliwić jednoczesną synchronizację sieci komputerowych w tym samym czasie.

Wykorzystanie sieci komputerowych Serwery czasu NTP (protokół czasu sieci) do synchronizacji ich systemów. Na NTP Serwer podłączony do anteny GPS może odbierać sygnał czasu UTC z satelity, a następnie dystrybuować go między sieciami.

Wykorzystanie GP do informacji o taktowaniu jest jedną z najbardziej dokładnych i bezpiecznych metod otrzymywania źródła UTC z dokładnością kilku milisekund całkiem możliwe.

Rozwój zegarów atomowych w XX wieku miał fundamentalne znaczenie dla wielu technologii, które stosujemy na co dzień. Bez zegarów atomowych wiele innowacji dwudziestego wieku po prostu by nie istniało.

Komunikacja satelitarna, globalne pozycjonowanie, sieci komputerowe, a nawet Internet nie byłyby w stanie funkcjonować w sposób, do jakiego jesteśmy przyzwyczajeni, gdyby nie było zegarów atomowych i ich ultra-dokładności w mierzeniu czasu.

Zegary atomowe są niezwykle dokładnymi chronometrami, nie tracąc ani sekundy w ciągu milionów lat. Dla porównania zegary cyfrowe mogą tracić co sekundę co tydzień, a najbardziej precyzyjne mechaniczne zegary tracą jeszcze więcej czasu.

Powodem niezwykłej precyzji zegara atomowego jest to, że opiera się on na oscylacji pojedynczego atomu. Oscylacja jest po prostu wibracją na określonym poziomie energii w przypadku większości zegarów atomowych, które są oparte na rezonansie atomu cezu, który oscyluje dokładnie dokładnie 9,192,631,770 razy na sekundę.

Wiele technologii opiera się teraz na zegarkach atomowych ze względu na ich nieokiełznaną dokładność. Globalny system positingowy jest najlepszym przykładem. Satelity GPS mają wbudowany zegar atomowy i właśnie ta informacja o taktowaniu służy do ustalenia pozycji. Ponieważ satelity GPS komunikują się za pomocą fal radiowych i poruszają się z prędkością światła (180,000 mile na sekundę w próżni), niewielkie niedokładności w tym czasie mogą spowodować niedokładne pozycjonowanie o setki mil.

Inną aplikacją wymagającą użycia zegarów atomowych są sieci komputerowe. Kiedy komputery komunikują się ze sobą na całym świecie, konieczne jest, aby wszyscy korzystali z tego samego źródła czasu. Gdyby tak się nie stało, transakcje wrażliwe na czas, takie jak zakupy przez Internet, rezerwacje internetowe, giełda, a nawet wysłanie e-maila byłyby prawie niemożliwe. Wiadomości e-mail przychodziły, zanim zostały wysłane, a ten sam przedmiot w witrynie zakupów internetowych mógł zostać sprzedany więcej niż jednej osobie.

Z tego powodu opracowano globalną skalę czasową o nazwie UTC (Coordinated Universal Time) opartą na czasie określonym przez zegary atomowe. UTC jest dostarczany do sieci komputerowych za pośrednictwem serwerów czasu. Większość serwerów czasu wykorzystuje NTP (protokół czasu sieci) do dystrybucji i synchronizacji sieci.

Serwery czasu NTP może odbierać czas UTC z wielu źródeł, najczęściej wbudowane zegary atomowe systemu GPS mogą być używane jako źródło UTC przez serwer czasu podłączony do anteny GPS.

Inna metoda, która jest dość powszechnie stosowana przez NTP Serwer czasus ma wykorzystywać transmisję radiową fal długich emitowaną przez krajowe laboratoria fizyki kilku krajów. Chociaż nie są dostępne wszędzie i są dość podatne na lokalną topografię, transmisje zapewniają bezpieczną metodę odbierania źródeł czasowych.

Jeśli żadna z tych metod nie jest dostępna, źródło czasu UTC może być odbierane z Internetu, chociaż dokładność i bezpieczeństwo nie są gwarantowane.

P. Co to jest NTP?
A. NTP - Network Time Protocol jest protokołem internetowym do synchronizacji czasu, podczas gdy inne protokoły synchronizacji czasu są dostępne. NTP jest zdecydowanie najszerzej wykorzystywanym urządzeniem od czasów 1980, kiedy Internet był jeszcze w powijakach.

P: Co to jest UTC?
A. UTC - Coordinated Universal Time to globalna skala czasowa oparta na czasie określonym przez zegary atomowe. Ponieważ te zegary są tak dokładne co roku, należy dodać "sekundy przestępne", ponieważ UTC jest jeszcze dokładniejsze niż obrót Ziemi, który spowalnia i przyspiesza dzięki grawitacji Księżyca.

Q. Co to jest Network Time Server?
A. Sieciowy serwer czasu znany również jako serwer czasu NTP jest urządzeniem sieciowym, które odbiera sygnał czasu UTC, a następnie dystrybuuje go między innymi urządzeniami w sieci. Protokół czasu NTP zapewnia, że ​​wszystkie komputery są zsynchronizowane do tego czasu.

Q. Gdzie a sieciowy serwer czasu otrzymać czas UTC?
A. Istnieje kilka źródeł, w których można uzyskać odniesienie czasowe UTC. Internet jest najbardziej oczywisty z setkami różnych serwerów czasu przekazujących swoje sygnały czasu UTC. Jednak są one notorycznie niedokładne w zależności od wielu zmiennych Internet nie jest również bezpiecznym źródłem i nie nadaje się do żadnej sieci komputerowej, w której kwestie bezpieczeństwa są problemem. Inne metody zapewniające dokładniejsze, bezpieczniejsze i bardziej niezawodne źródło czasu UTC to wykorzystanie transmisji sieci GPS (globalnego systemu pozycjonowania) lub krajowych transmisji czasu i częstotliwości emitowanych na długich falach.

Q. Czy mogę odbierać sygnał czasu radiowego z dowolnego miejsca?
A. Niestety nie. Tylko niektóre kraje mają nadawany sygnał czasu z ich krajowych laboratoriów fizycznych, a sygnały te są skończone i podatne na zakłócenia. W USA sygnał jest nadawany z Kolorado i jest znany jako WWVB, w Wielkiej Brytanii jest nadawany z Cumbrii i jest nazywany MSF. Podobne systemy istnieją w Niemczech, Japonii, Francji i Szwajcarii.

Q. A co z sygnałem GPS?
A. System nawigacji satelitarnej opiera się na sygnałach czasu z pokładowych zegarów atomowych w satelitach GPS. Jest to ten sygnał czasu, który służy do triangulacji pozycjonowania i może być również odbierany przez serwer czasu sieciowego wyposażony w antenę GPS. GPS jest dostępny na całym świecie, ale antena musi mieć dobry widok na niebo.

P: Jeśli mam dużą sieć, będę potrzebował wielu serwerów czasu sieciowego?
A. Niekoniecznie. Protokół NTP jest hierarchiczny i podzielony na "warstwę", a zegar atomowy to urządzenie 0 warstwy, serwer czasu, który odbiera sygnał zegara, jest urządzeniem 1 warstwy, a urządzenie sieciowe odbierające sygnał z serwera czasu jest urządzeniem 2. NTP może obsługiwać warstwę 12 (realistycznie, chociaż jest to możliwe), a każda warstwa może być używana jako urządzenie do synchronizacji. W związku z tym urządzenie 2 warstwy może zsynchronizować inne maszyny w dół warstw i tak dalej. Oznacza to, że bez względu na to, jak duża jest sieć, wymagany jest tylko jeden serwer czasu w sieci.

A NTP Server łączy się z siecią komputerową w celu synchronizacji wszystkich komputerów, routerów i innych urządzeń w tym samym czasie. Serwery NTP wykorzystują Network Time Protocol, aby dostosować dryfowanie różnych maszyn do czasu odniesienia.

Serwery NTP polegają na użyciu zegara referencyjnego; większość sieci, które korzystają z serwera NTP, będzie korzystało ze źródła czasu UTC (Coordinated Universal Time). Czas UTC jest oparty na czasie, który jest powiedziany przez niezwykle dokładne i drogie zegary atomowe.

Zegary atomowe działają na zasadzie, że pojedynczy atom (w większości przypadków cez-133) będzie rezonował z dokładną szybkością przy pewnych poziomach energii. Dokładność zegarów atomowych jest tak zaawansowana, że ​​UTC zostało opracowane, aby umożliwić łączenie międzynarodowego czasu atomowego (TAI) i Greenwich Meantime (GMT), pozwalając na spowolnienie obrotu Ziemi poprzez dodanie sekund przestępnych, a tym samym utrzymanie Słońca na Ziemi. południk w południe.

Nieuwzględnienie tego spowolnienia w obrocie Ziemi spowodowałoby ostateczny dryf dnia i nocy (choć w wielu tysiącleciach).
A Serwer NTP można ustawić tak, aby odbierać sygnał czasu UTC z Internetu, chociaż mogą one znacznie różnić się dokładnością i są uzależnione od rozsądnych odległości od klienta i serwera.

Opieranie się na odwołaniach do czasu w Internecie może również pozostawić otwartą sieć dla szkodliwych użytkowników, ponieważ nie mogą oni korzystać z uwierzytelniania NTP, które jest miarą bezpieczeństwa używaną w celu zapewnienia odniesienia do czasu jest to, co jest napisane.

Wiele dedykowanych serwerów NTP zaprojektowano w celu uzyskania dokładniejszych i bardziej uwierzytelnionych odniesień czasowych. Jedna metoda wykorzystuje transmisje radiowe nadawane przez kilka krajowych laboratoriów fizycznych, takich jak NIST (Narodowy Instytut Norm i Technologii) w USA (sygnał WWVB) i NPL (National Physical Laboratory) w Wielkiej Brytanii (sygnał MSF). Sygnały te są transmitowane falami długimi i mogą być odbierane w obszarze nadawania, chociaż sygnały mogą być blokowane przez lokalne cechy geograficzne.

Inną metodą otrzymywania odniesienia czasowego UTC jest użycie pokładowych zegarów atomowych w sieci GPS (Global Positioning System). Podczas gdy GPS jest najczęściej określany jako system pozycjonowania, satelita faktycznie przekazuje informacje o taktowaniu, które są używane przez odbiorniki GPS do obliczania czasu, który przebył, a tym samym odległości.
Podczas gdy sygnały GPS nie są nadawane w formacie UTC, są bardzo dokładne, a NTP nie ma problemu z ich konwersją.

. Serwer NTP sprawdza sygnaturę czasową ze źródła UTC i używa informacji do obliczenia, czy zegary sieciowe dryfują i dodają lub odejmują sekundę, aby dopasować zegar referencyjny. Serwer NTP wykona to w określonych odstępach czasu, zwykle co piętnaście minut, aby zapewnić doskonałą dokładność.

NTP ma dokładność równą 1 / 100-owi sekundy (10 milisekund) w publicznym Internecie i może działać jeszcze lepiej w sieciach LAN i WANS z dokładnością 1 / 5000th sekundy (200 mikrosekund) niezauważoną.

Aby zapewnić dalszą dokładność, usługa NTP (lub demon na Linuksie) działa w tle i nie wierzy w czas, w jaki jest ona przekazywana, dopóki po kilku wymianach i każdemu z nich nie zostanie przekazana specyfikacja protokołu (test), wtedy serwer jest brany pod uwagę. Zwykle trwa to około pięciu dobrych próbek), dopóki serwer NTP nie zostanie zaakceptowany jako źródło taktowania.