Det nylige og tragiske jordskælv, der har forladt så meget ødelæggelse i Japan, har også fremhævet et interessant aspekt ved måling af tid og jordens rotation.

Så kraftfuldt var jordskælvet 9.0 magnitude, det skiftede faktisk Jordaksen ved 165mm (6½ inches) ifølge NASA.

Skælvet, en af ​​de mest magtfulde følelser på Erath i de sidste årtusinder, ændrede fordeling af planetens masse, hvilket forårsager, at Jorden roterer på sin akse lidt hurtigere og derfor forkorter længden af ​​hver dag, der vil følge.

Heldigvis er denne ændring så lille, at det ikke er mærkbart i vores daglige aktiviteter, da jorden sænket med mindre end et par mikrosekunder (lidt over en milliont sekund), og det er ikke usædvanligt, at naturlige begivenheder sænker hastigheden af ​​jordens rotation.

Faktisk er udviklingen af ​​atomuret i 1950'erne blevet realiseret, at Jordens rotation ikke er kontinuerlig og faktisk har været stigende meget lidt, sandsynligvis i milliarder af år.

Disse ændringer i jordens rotation og længden af ​​en dag skyldes virkningerne af de bevægende oceaner, vinden og gravitationstræk af månen. Faktisk er det blevet anslået, at før menneskene ankom på Jorden, var længden af ​​en dag i Jurassic perioden (40-100 millioner år siden) en dags længde kun 22.5 timer.

Disse naturlige ændringer i jordens rotation og længden af ​​en dag er kun synlige for os takket være den præcise karakter af atomure som er nødt til at redegøre for disse ændringer for at sikre, at den globale tidsplan UTC (Koordineret Universal Time) ikke glider væk fra den gennemsnitlige soltid (med andre ord, middag skal forblive, når solen er højest i løbet af dagen).

For at opnå dette tilføjes ekstra sekunder til UTC. Disse ekstra sekunder er kendt som spring sekunder, og over tredive er blevet tilføjet til UTC siden 1970'erne.

Mange moderne computernetværk og teknologier er afhængige af UTC for at holde enhederne synkroniseret, normalt ved at modtage et tidssignal via en dedikeret NTP-tidsserver (Network Time Protocol).

NTP tid servere er designet til at rumme disse spring sekunder, hvilket gør det muligt for computersystemer og teknologier at forblive præcise, præcise og synkroniserede.

Næsten alle enheder synes at have et ur knyttet til det i disse dage. Computere, mobiltelefoner og alle de andre gadgets, vi bruger, er alle gode kilder til tiden. Sikre, at uanset hvor du er et ur, er det aldrig langt væk - men det var ikke altid sådan.

Urproduktionen i Europa startede omkring det fjortende århundrede, da de første simple mekaniske ure blev udviklet. Disse tidlige enheder var ikke meget præcise, og de tabte måske op til en halv time om dagen, men med udviklingen af ​​pendler blev disse enheder mere og mere præcise.

Imidlertid var de første mekaniske al-klokker ikke de første mekaniske enheder, der kunne fortælle og forudsige tid. Det ser faktisk ud til, at europæere var over femten hundrede år for sent med deres udvikling af tandhjul, tandhjul og mekaniske ure, som de gamle tidligere var kommet for første gang.

I begyndelsen af ​​det tyvende århundrede blev en messing maskine opdaget i et skibbrud (Antikythera wreck) ud for Grækenland, hvilket var en enhed som kompleks som enhver ur lavet i Europa op i middelalderen. Mens Antikythera-mekanismen ikke er strengt et ur - det var designet til at forudsige kredsløb af planeter og årstider, solformørkelser og endog de gamle olympiske lege - men er lige så præcis og kompliceret som schweiziske ure fremstillet i Europa i det nittende århundrede.

Mens europæere måtte genvinde fremstillingen af ​​sådanne præcise maskiner, har urproduktionen været dramatisk siden da. I de sidste hundrede år har vi set fremkomsten af ​​elektroniske ure ved hjælp af krystaller som kvarts for at holde tid til fremkomsten af ​​atomur, der anvender atomernes resonans.

Atomiske ure er så nøjagtige, at de ikke vil drive med endnu et sekund i hundrede tusind år, hvilket er fænomenalt, når man overvejer at selv kvarts digitale ure vil drive flere sekunder efter dag.

Mens få mennesker nogensinde har set et atomur, da de er klare og komplicerede enheder, der kræver hold af mennesker til at holde dem i drift, styrer de stadig vores liv.

Meget af de teknologier, vi er bekendt med som internet- og mobilnetværk, styres alle af atomur. NTP tid servere (Network Time Protocol) bruges til at modtage atomur-signaler, der ofte udsendes af store fysiklaboratorier eller fra satellitsignalerne GPS (Global Positioning System).

NTP-servere Derefter distribuere tiden omkring et computernetværk, der justerer systemets ure på individuelle maskiner for at sikre, at de er korrekte. Typisk kan et netværk af hundreder og endda tusindvis af maskiner holdes synkroniseret sammen til en atomur tid kilde ved hjælp af en enkelt NTP tidsserver, og hold dem nøjagtige til inden for få millisekunder af hinanden (få tusindedele af et sekund).

Fortsatte…

De fleste byer ville have et hovedur, som Big Ben i London, og for dem der bor nær ved, var det ret nemt at se ud af vinduet og justere kontor- eller fabriksuret for at sikre synkronitet. Men for andre, der ikke var i betragtning af disse tårnklokker, blev andre systemer brugt.

Almindeligvis vil nogen med lommeur sætte tiden ved tårnklokken om morgenen og derefter gå rundt i forretninger og for et lille gebyr, lad folk vide præcis, hvad tiden var, og dermed sætte dem i stand til at justere kontoret eller fabriksuret for at passe .

Men da jernbanerne begyndte, og tidsplanerne blev vigtige, var det klart, at der var behov for en mere præcis metode til at holde tid, og det var da, at den første officielle tidsplan blev udviklet.

Da ure stadig var mekaniske og derfor unøjagtige og tilbøjelige til at drev, vendte samfundet igen til det mere præcise krononomet, solen.

Det blev besluttet, at når solen var direkte over et bestemt sted, ville det signalere middag på denne nye tidsskala. Placeringen: Greenwich, i London, og tidsskalaen, oprindeligt kaldet jernbanetid, blev til sidst Greenwich Meantime (GMT), en tidsskala, der blev brugt til 1970s.

Nu er naturligvis med atomur tid baseret på en international tidsskala UTC (Koordineret Universal Time), selvom dens oprindelse stadig er baseret på GMT, og ofte er UTC stadig refereret til som GMT.

Nu med fremkomsten af ​​international handel og globale computernetværk, UTC bruges som grundlag for næsten al international tid. Computer netværk implementere NTP-servere for at sikre, at tiden på deres netværk er nøjagtig, ofte til tusindedel af et sekund til UTC, hvilket betyder, at computere tjekker med samme præcise tid - uanset om det er i London, Paris eller New York - UTC, er UTC bruges til at sikre, at computere overalt kan kommunikere præcist med hinanden og forhindre de fattige fejl tidssynkronisering kan forårsage.

Del et

Med moderne NTP-servere (Network Time Protocol) synkronisering gøres let. Ved at modtage signaler fra GPS eller radiosignaler som MSF eller WWVB kan computernetværk bestående af hundreder af maskiner nemt synkroniseres sammen, hvilket sikrer problemfri netværksopdeling og præcis tidsstempling.

Moderne NTP tid servere er afhængige af atomklokker, nøjagtige til milliarder af dele af et sekund, men atomklokker har kun eksisteret i de sidste tres år og synkronisering har ikke altid været så let.

I de tidlige dage af kronologi var ure mekaniske i naturen slet ikke meget præcise. De første tidstykker kunne køre op til en time om dagen, så tiden kunne afvige fra byuret til byuret, og de fleste mennesker i landbrugsbaseret samfund betragtede dem som en nyhed, der stod i stedet for solopgang og solnedgang for at planlægge deres dage.

Men efter den industrielle revolution blev handel vigtigere for samfundet og civilisationen, og dermed behovet for at vide, hvad tiden var; folk havde brug for at vide, hvornår de skulle gå på arbejde, hvornår de skulle forlade og med jernbanens fremkomst, præcis tid blev endnu mere afgørende.

I de tidlige dage, hvis industrien, blev arbejdere ofte vågnet for arbejde af folk, der blev betalt for at vække dem. Kendt som "knocker-uppers." På baggrund af fabrikkens tidspunkter ville de gå rundt i byen og trykke på folks vinduer og advare dem til starten af ​​dagen, og fabrikkens hootere signaliserede begyndelsen og slutningen af ​​skiftene.

Men da handel udviklet tid blev endnu mere afgørende, men som det ville tage et århundrede eller deromkring for mere præcise timepieces at udvikle (indtil i hvert fald opfindelsen af ​​elektroniske ure), blev andre metoder udviklet.

At følge…

Det atomur er uovertruffen i sin kronologiske nøjagtighed. Ingen anden metode til at bevare tiden kommer tæt på præcisionen af ​​et atomur. Disse ultra-præcise enheder kan holde tid i tusindvis af år uden at tabe et sekund i drift - i sammenligning med elektroniske ure, måske de næste mest præcise enheder, der kan løbe op til en sekund om dagen.

Atomiske ure er ikke praktiske enheder til at have rundt om. De anvender avancerede teknologier som superkølende væsker, lasere og støvsugere - de kræver også et team af dygtige teknikere til at holde urene i gang.

Atomiske ure anvendes i nogle teknologier. Global Positioning System (GPS) er baseret på atomklynger, der opererer ombord på de ubemandede kredsløbssatellitter. Disse er afgørende for udarbejdelse af nøjagtige afstande. På grund af lysets hastighed, som signalerne rejser, vil et minuts unøjagtighed i en hvilken som helst GPS-atomur føre til, at informationen bliver ud af tusinder af kilometer - men den faktiske nøjagtighed af GPS er inden for få meter.

Selvom disse helt præcise og præcise instrumenter til måling af tid er uovertruffen, og de dyre at køre sådanne enheder ikke er tilgængelige for de fleste, er det faktisk relativt simpelt at synkronisere din teknologi til et atomur.

Atomurene ombord på GPS-satellitterne bliver nemt brugt til at synkronisere mange teknologier til. De signaler, der bruges til at tilvejebringe positionsoplysninger, kan også bruges som en kilde til atomur tid.

Den enkleste måde at modtage disse signaler på er at bruge en GPS NTP-server (Network Time Protocol). Disse NTP-servere Brug atomklok-tidssignalet fra GPS-satellitterne som referencetid. NTP'en bruges derefter til at distribuere denne gang omkring et netværk, kontrollere hver enhed med GPS-tiden og justere for at sikre nøjagtighed.

Hele computer netværk kan synkroniseres til GPS-atomuretiden ved kun at bruge en NTP GPS-server, hvilket sikrer at alle enheder er inden for millisekunder af samme tid.

Mange teknologier er afhængige og præcise, præcise og pålidelige tid. Tidssynkronisering er afgørende i mange tekniske systemer, vi møder hver dag, fra CCTV-kameraer og pengeautomater til flyvekontrol og telekommunikationssystemer.

Uden synkronisering og nøjagtighed ville mange af disse teknologier blive upålidelige, og i kunne forårsage store problemer, selv katastrofale i tilfælde af flyvelederne.

Præcis tid og synkronisering spiller også en stadig vigtigere rolle i moderne computernetværk, hvilket sikrer, at netværket er sikkert, data ikke går tabt, og netværket kan fejlsøges. Undladelse af at sikre et netværk er synkroniseret korrekt kan føre til mange uventede problemer og sikkerhedsproblemer.

Sikring af nøjagtighed

For at sikre nøjagtighed og præcis tidssynkronisering er moderne teknologier og computernetværk den tid, der styrer Network Time ProtocolNTP) er mest almindeligt anvendt. NTP sikrer, at alle enheder på et netværk, uanset om de er computere, routere, CCTV-kameraer eller næsten enhver anden teknologi, opretholdes på samme tid som alle andre enheder på netværket.

Det virker ved at bruge en enkeltkilde, som den derefter distribuerer rundt i netværket, kontrollerer driften og korrigerer enheder for at sikre paritet med tidskilden. Det har mange andre funktioner som at kunne vurdere fejl og beregne den bedste tid fra flere kilder.

At opnå tiden

Når du bruger NTP, får du den mest præcise tidskilde, så du kan holde dit netværk synkroniseret - ikke kun sammen, men også synkroniseret til alle andre enheder eller netværk, der bruger samme tidskilde.

En global tidsskala kendt som Koordineret Universal Time (UTC) er det mest NTP-servere og teknologier bruger. En sit er en global tidsskala, og er ikke bekymret over tidszoner og sommertid, UTC tillader netværk over hele verden at kommunikere præcist med nøjagtig samme tidskilde.

NTP tid servere

På trods af at de er mange kilder til UTC over internettet, anbefales disse ikke af nøjagtige og sikkerhedsmæssige årsager; at modtage en nøjagtig kilde til NTP er der virkelig kun to muligheder: ved hjælp af a NTP tidsserver der kan modtage radiotransmissioner fra atomurlaboratorier eller ved brug af tidssignaler fra GPS-satellitter.

Windows Server er det mest almindelige operativsystem, der bruges af virksomhedens netværk. Uanset om det er den nyeste Windows Server 2008 eller en tidligere inkarnation som 2003, har de fleste computernetværk, der bruges i handel og forretning, en version.

Disse netværksoperativsystemer benytter tidssynkroniseringsprotokollen NTP (Network Time Protocol) for at sikre synkronitet mellem alle enheder, der er tilsluttet netværket. Dette er afgørende i den moderne verden af ​​global kommunikation og handel, da manglende synkronisering kan forårsage utallige problemer; data kan gå tabt, fejl kan gå uopdaget, debugging bliver næsten umuligt og tidsfølsomme transaktioner kan mislykkes, hvis der ikke er nogen synkronisering.

NTP virker ved at vælge en enkeltkilde, og det kontrollerer tiden på alle enheder på netværket, og justering af dem sikrer, at tiden er synkroniseret hele vejen igennem. NTP er i stand til at holde alle pc'er, routere og andre enheder på et netværk inden for få millisekunder af hinanden.

Det eneste krav til netværksadministratorer er at vælge en tidskilde - og det er her, hvor mange it-fagfolk ofte går galt.

Internet tidsservere

Enhver tidskilde til at synkronisere et netværk skal være UTC (Koordineret Universal Time), som er en global tidsplan styret af verdens mest præcise atomur og den første kilde til at finde en UTC-tidsserver er internettet.

Og mange netværksadministratorer vælger at bruge disse online-tidsservere, fordi de er en præcis og sikker kilde til tid; Dette er imidlertid ikke strengt tilfældet. Internet-tidsservere sender tidssignalet via netværksbrandwallen, hvilket betyder, at vira og ondsindede brugere kan drage fordel af dette 'hul'.

Et andet problem med internet tidsservere er, at deres nøjagtighed ikke kan garanteres. Ofte er de ikke lige så præcise som et professionelt netværk kræver, og faktorer som afstand fra værten kan gøre forskelle i tiden.

Dedikeret NTP-tidsserver

Dedikeret NTP tid serverefår imidlertid tiden direkte fra atomur - enten fra GPS-nettet eller via sikre radiosender fra nationale fysiklaboratorier. Disse signaler er millisekunder nøjagtige og 100% sikre.

For alle, der kører et netværk, der bruger Windows Server 2008 eller et andet Microsoft-operativsystem, bør du overveje at bruge en dedikeret NTP-server snarere end internettet for at sikre nøjagtighed, pålidelighed og sikkerhed.

Nøjagtig og pålidelig tid er meget vigtig, og som netværk og internettet bliver hurtigere og hurtigere, bliver nøjagtigheden endnu vigtigere.

Computers interne ur-systemer er ikke langt nøjagtige nok til mange netværksopgaver. Som enkle kvartschronometre vil de glide i så meget som et sekund, som måske ikke ville være et problem, hvis det ikke var for det faktum, at alle ure på netværket kan dive i forskellige hastigheder.

Og efterhånden som verden bliver mere global, er det også vigtigt at sikre, at computernetværk kan tale med hinanden, at synkronisering til den globale tidsskala UTC (Coordinated Universal Time) nu er en forudsætning for de fleste netværk.

Synkroniseringsmetoder

Der er i øjeblikket kun to metoder til at få virkelig præcis og pålidelig tid:

• Brug af en internetbaseret tidsserver fra steder som NIST (National Institute of Standards and Time) eller Microsoft.
• Brug af en dedikeret NTP tidsserver - der modtager eksterne tidskilder som fra GPS

Der er fordele og ulemper for begge typer kilder - men hvilken metode er bedst?

Internettetid

Internettet har en stor fordel - det er ofte gratis. Imidlertid er der ulemper ved at bruge en internetbindingskilde. Den første er afstanden. Afstand på tværs af internettet kan have en dramatisk effekt, og da internettet bliver hurtigere, har afstanden en endnu større effekt, hvilket betyder, at nøjagtigheden bliver mere uklar.

En anden ulempe ved internettet er manglen på godkendelse og den sikkerhedsrisiko, det udgør. Autentificering er, hvad tidsprotokol NTP (Network Time Protocol) bruger til at etablere den sande identitet af en tidskilde.

Endvidere kan en internetkilde kun fås gennem en netværksbrandwall, så en UDP-port skal holdes åben, hvilket giver en mulig adgang til software nasties eller ondsindede brugere.

NTP Time Server

NTP tid servere på den anden side er dedikerede enheder. De henter en kilde til UTC eksternt til firewallen fra enten GPS eller en langbølge-radiotransmission. Disse kommer direkte fra atomur (i GPS-kæden er atomuret ombord på satellitten) og kan derfor ikke kapres af ondsindede brugere eller vira.

NTP-servere er også langt mere præcise og påvirkes ikke af afstand, hvilket betyder, at et netværk kan have millisekundens nøjagtighed hele tiden.

Du har ikke brug for mig til at fortælle dig, hvor vigtig computerens tidssynkronisering er. Hvis du læser dette, er du sikkert klar over vigtigheden af ​​at sikre alle dine computere, routere og enheder på dit netværk kører samme tid.

Manglende synkronisering af et netværk kan forårsage alle mulige problemer, selvom manglen på synkronisering kan problemerne gå ubemærket, da fejlsøgning og fejlfinding af et netværk kan være næsten umuligt uden en synkroniseret tidskilde.

Der er flere muligheder for at finde en kilde til præcis tid også. De fleste tidskilder, der bruges til synkronisering, er en kilde til UTC (Koordineret Universal Time), som er den internationale tidsskala.
Der er dog pro og con til alle kilder:

Internet tid

Der er næsten et uendeligt antal kilder til UTC-tid på internettet. Nogle af disse tidskilder er fuldstændig unøjagtige og upålidelige, men der er nogle tillidskilder, der udsættes af folk som NIST (National Institute for Standards and Time) og Microsoft.

Men uanset hvor betroet tidskilden er der to problemer med internetkilder. For det første er en internet-tidsserver faktisk en stratum 2-enhed. Med andre ord er en internet-tidsserver forbundet til en anden tidsserver, der får sin tid fra en atomur, normalt fra en af ​​nedenstående kilder. Så en internetkilde vil aldrig være lige så præcis eller præcis som at bruge en stratum 1-tidsserver selv.

For det andet, og vigtigere, fungerer internetkilder gennem firewallen, så en potentiel sikkerhedsbrud er tilgængelig for enhver ondsindet bruger, der ønsker at udnytte de åbne porte.

GPS Time

GPS-tiden er langt mere sikker. Der er ikke kun et GPS-tidssignal til rådighed overalt med en synsfelt på himlen, men også GPS-tidssignaler kan modtages eksternt til netværket. Ved at bruge en GPS tidsserver GPS-tidssignalerne kan modtages, og ved hjælp af NTP (Network Time Protocol) kan denne tid konverteres til UTC (GPS-tiden er i øjeblikket 17 sekunder nøjagtigt efter GPS-tid), der distribueres rundt om netværket.

MSF / WWVB-tid

Radio udsendelser i lang bølge overføres af flere nationale fysik labs. NIST og Storbritanniens NPL er to sådanne organisationer, og de sender UTC signalerne MSF (UK) og WWVB (USA), som kan modtages og benyttes af en radio refereret NTP-server.

Atomiske ure er meget undervurderede teknologier deres udvikling har revolutioneret den måde, vi lever og arbejder på, og har gjort mulige teknologier, der ville være umulige uden dem.

Satellitnavigation, mobiltelefoner, GPS, internettet, flyvekontrol, trafiklys og endda CCTV-kameraer er afhængige af ultra præcis timekeeping af et atomur.

Nøjagtigheden af ​​et atomur er uforlignelig med andre tidskrævende anordninger, da de ikke kører med endnu et sekund i hundredtusinder af år.

Men atomklokker er store følsomme enheder, der har brug for team af erfarne teknikere og optimale forhold som dem, der findes i et fysiklaboratorium. Så hvordan har alle disse teknologier fordel af højkvaliteten af ​​et atomur?

Svaret er ret simpelt, at controllerne af atomurerne, som regel nationale fysiklaboratorier, udsendes via langbølgeradio, signalerer, at deres ultra præcise ure producerer.

For at modtage disse tidssignaler, skal servere, der bruger tidssynkroniseringsprotokollen NTP (Network Time Protocol) er ansat til at modtage og distribuere disse tidsstempler.

NTP tid servere, der ofte omtales som netværkstidsservere, er en sikker og præcis metode til at sikre, at teknologi kører præcis atomur tid. Disse tidssynkroniseringsenheder kan synkronisere enkelte enheder eller hele netværk af computere, routere og andre enheder.

NTP-servere, der bruger GPS-signaler til at modtage tiden fra atomur-satellitterne, bruges også almindeligt. Disse NTP GPS-tidsservere er lige så præcise som dem, der modtager tiden fra fysiklaboratorier, men bruger den svagere synsvinkel GPS-signal som deres kilde.