Synkronisering af moderne computernetværk er afgørende for mange forskellige grunde, og takket være tidsprotokollen NTP (Network Time Protocol) dette er relativt ligetil.

NTP er en algoritmisk protokol, der analyserer tiden på forskellige computere og sammenligner den med en enkelt tidsreference og justerer hvert ur for drift for at sikre synkronisering med tidskilden. NTP er så i stand til denne opgave at et netværk synkroniseret ved hjælp af protokollen realistisk kan opnå millisekundens nøjagtighed.

Valg af tidskilde

Når det drejer sig om at etablere en tidsreference, er der virkelig ikke noget alternativ end at finde en kilde til UTC (Koordineret Universal Time). UTC er den globale tidsskala, der anvendes over hele verden som en enkelt tidsskala af computernetværk. UTC holdes nøjagtig ved en konstellation af atomur i hele verden.

Synkroniserer til UTC

Den mest grundlæggende metode til at modtage en UTC Time-kilde er at bruge en stratum 2 internet tidsserver. Disse anses for at være stratum 2, da de distribuerer tiden efter først at modtage den fra a NTP-server (stratum 1), der er forbundet til et atomur (stratum 0). Desværre er dette ikke den mest nøjagtige metode til at modtage UTC på grund af afstanden dataene skal rejse fra vært til klienten.

Der er også sikkerhedsproblemer involveret i at bruge en internet stratum 2-tidskilde, da firewall UDP-porten 123 skal stå åben for at modtage tidskoden, men denne firewallåbning kan og er blevet udnyttet af ondsindede brugere.

Dedikerede NTP-servere

Dedikerede NTP-tidsservere, der ofte omtales som netværkstidsservere, er den mest nøjagtige og sikre metode til at synkronisere et computernetværk. De opererer eksternt til netværket, så der er ingen firewall problemer. Disse stratum 1-enheder modtager UTC-tiden direkte fra en atomurkilde ved enten langbølge-radiotransmissioner eller GPS-netværk (Globalt positionerings system). Selv om dette kræver en antenne, som i tilfælde af GPS skal placeres på et tag, vil tidsserveren automatisk synkronisere hundreder og faktisk tusindvis af forskellige enheder på netværket.

Selvom der er flere protokoller til rådighed til tidssynkronisering, er størstedelen af ​​netværkstiden synkroniseret med enten NTP eller SNTP.

Network Time Protocol (NTP) og Simple Network Time Protocol (SNTP) har eksisteret siden starten af ​​internettet (og i tilfælde af NTP, flere år på forhånd) og er langt de mest populære og udbredte tidssynkroniseringsprotokoller.

Men forskellen mellem de to er svag og beslutter hvilken protokol der er bedst for a ntp tidsserver eller et bestemt tidssynkroniseringsprogram kan være besværligt.

Som navnet antyder, SNTP er en forenklet version af Network Time Protocol, men spørgsmålet bliver ofte spurgt: 'Hvad er forskellen?'

Hovedforskellen mellem de to versioner af protokollen er i den algoritme, der bruges. NTPs algoritme kan spørge flere referenceklokke en beregning, som er den mest nøjagtige.

SNTP-brug til lavprocessorer - den er velegnet til mindre kraftfulde maskiner, kræver ikke NTP-nøjagtigheden på højt niveau. NTP kan også overvåge enhver forskydning og jitter (små variationer i bølgeform som følge af spændingsforsyningssvingninger, mekaniske vibrationer eller andre kilder), mens SNTP ikke gør det.

En anden stor forskel er, hvordan de to protokoller justerer for drift i netværksenheder. NTP vil fremskynde eller sænke et systemur for at matche tidspunktet for referenceuret, der kommer ind i NTP-server (slewing), mens SNTP simpelthen vil gå frem eller tilbage systemklokken.

Denne stigning i systemtiden kan forårsage potentielle problemer med tidsfølsomme applikationer, især om trinnet er ret stort.

NTP bruges, når nøjagtighed er vigtig, og når tid kritiske applikationer er afhængige af netværket. Den komplekse algoritme passer imidlertid ikke til simple maskiner eller dem med mindre kraftige processorer. SNTP derimod er bedst egnet til disse enklere enheder, da det tager mindre computerressourcer op, men det passer ikke til en enhed, hvor nøjagtigheden er kritisk, eller hvor tid kritiske applikationer er afhængige af netværket.

Der er en vis ironi, at den computer, der sidder på dit skrivebord og måske har kostet så meget som måneds løn, vil have et ur om bord, der er mindre præcist end et billigt armbåndsur købt hos en benzin eller benzinstation.

Problemet er ikke, at computere er specielt lavet med billige timing komponenter, men at enhver seriøs timekeeping på en pc kan opnås uden dyre eller avancerede oscillatorer.

De indbyggede timingoscillatorer på de fleste pc'er er faktisk bare en sikkerhedskopi for at holde computerklokket synkroniseret, når pc'en er slukket, eller når netværkstidsinformation er utilgængelig.

På trods af disse utilstrækkelige indbyggede ure kan timing på et netværk af pc'er opnås inden for millisekundens nøjagtighed og et netværk, der er synkroniseret med den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time) burde slet ikke glide.

Årsagen til, at dette høje niveau af nøjagtighed og synkronitet kan opnås uden dyre oscillatorer, er, at computere kan bruge Network Timing Protocol (netværkstidsprotokol)NTP) for at finde og opretholde den nøjagtige tid.

NTP er en algoritme, der distribuerer en enkelt kilde til tid; dette kan genereres af PC'ens indbyggede ur - selv om dette vil se alle maskiner på netværksdriften som uret selv driver. En langt bedre løsning er at bruge NTP til at distribuere en stabil, præcis tidskilde og helst til netværk, der driver forretning på tværs af internettet, en kilde til UTC.

Den enkleste metode til at modtage UTC - som holdes tro mod en konstellation af atomur rundt om i verden - er at bruge en Dedikeret NTP-tidsserver. NTP-servere anvender enten GPS-satellitsignaler (Global Positioning System) eller langbølge-radio-udsendelser (normalt transmitteret af nationale fysiklaboratorier som NPL eller NIST).

Engang modtaget NTP-server distribuerer timing-kilden på tværs af netværket og kontrollerer løbende hver maskine for drift (I det væsentlige kontakter den netværksmaskine serveren som klient og informationen udveksles via TCP / IP.

Dette gør computerens indvendige klokke selv forældede, selv om maskinen først er startet op, eller hvis der har været en forsinkelse i at kontakte NTP-server (hvis det er nede eller der er en midlertidig fejl), er det indbyggede ur anvendt til at opretholde tiden, indtil fuld synkronisering igen kan opnås.

Timing bliver stadig vigtigere for edb-systemer. Det er nu næsten uhørt for et computernetværk at fungere uden synkronisering til UTC (Koordineret Universal Time). Og selv enkelte maskiner, der bruges i hjemmet, er nu udstyret med automatisk synkronisering. Den nyeste inkarnation af Windows, f.eks. Windows 7, forbinder automatisk til en timing-kilde (selv om denne applikation kan slukkes manuelt ved at få adgang til klokkeslæt og datoindstillinger.)

Inkluderingen af ​​disse automatiske synkroniseringsværktøjer på de nyeste operativsystemer er en indikation af, hvor vigtigt timing information er blevet, og når du overvejer de typer applikationer og transaktioner, der nu udføres på internettet, er det ikke overraskende.

Internetbanker, onlinereservationer, internetauktioner og endda e-mail kan afhænge af præcis tid. Computere bruger tidsstempler som det eneste referencepunkt, de skal identificere, hvornår og hvis en transaktion har fundet sted. Fejl i timing information kan forårsage utallige fejl og problemer, især med debugging.

Internettet er fuld af tidsservere med over tusinde tidskilder tilgængelige for online-synkronisering dog; nøjagtigheden og nytteværdien af ​​disse online kilder til UTC-tid varierer og efterlader en TCP / IP åben i firewallen for at muliggøre timingoplysningerne igennem, kan et system være sårbart.

For netværkssystemer, hvor timing ikke kun er afgørende, men hvor sikkerhed også er et afgørende problem, er internettet ikke en foretrukken kilde til modtagelse af UTC-information, og der kræves en ekstern kilde.

Tilslutning af et NTP-netværk til en ekstern kilde til UTC-tid er relativt ligetil, hvis a netværkstidsserver anvendes. Disse enheder, der ofte omtales som NTP-servere, brug atomklokkerne ombord på GPS (Global Positioning System) -satellitter eller lange bølgetransmissioner, der udsendes af steder som f.eks NIST or NPL.

NTP-servere er vigtige enheder til tidssynkronisering af computernetværk. Sikring af et netværk falder sammen med UTC (Coordinated Universal Time) er afgørende for moderne kommunikation som internettet og er den primære funktion af netværkstidsserver (NTP-server).

Som navnet antyder, bruger disse tidsservere protokollen NTP (Network Time Protocol) til at håndtere synkroniseringsanmodningerne. NTP er allerede installeret i mange operativsystemer, og synkronisering er mulig uden en NTP-server ved brug af en internetkilde, kan dette være usikkert og unøjagtigt for mange netværksbehov.

Netværk tidsservere modtag et langt mere præcist og sikkert tidssignal. Der er to metoder til at modtage tiden ved hjælp af en tidsserver: Brug af GPS-netværket eller modtagelse af langbølge-radiotransmissioner.

Begge disse metoder til at modtage en tidskilde er sikre, da de er eksterne til enhver firewall. De er også præcise, da begge kilder til tid genereres direkte af atomur frem for en internet-tidsservice, der normalt er NTP-enheder forbundet til en tredjeparts atomur.

GPS-netværket giver en ideel kilde til tid til NTP-servere, da signalerne er tilgængelige overalt. Den eneste ulempe ved at bruge GPS-netværket er, at der er udsigt til himlen for at låses på en satellit.

Radio-refererede tidskilder er mere fleksible, fordi det lange bølgesignal kan modtages indendørs. De er begrænsede i styrke, og ikke alle lande har et tidssignal, selv om nogle signaler som den tyske DCF og USA WVBB er tilgængelige i nabolandene.

På trods af at være i mere end tyve år, har den nuværende favoriserede tidsprotokol af de fleste netværk, NTP (Network Time Protocol) en vis konkurrence.

I øjeblikket bruges NTP til at synkronisere computernetværk ved hjælp af netværk tidsservere (NTP-servere). I øjeblikket kan NTP synkronisere et computernetværk til nogle få millisekunder.

Præcisionstidsprotokollen (PTP) eller IEEE 1588 er udviklet til lokale systemer, der kræver meget høj nøjagtighed (til nano-andet niveau). I øjeblikket er denne type nøjagtighed ud over kapaciteten af NTP.

PTP kræver et master- og slaverelationsskib i netværket. En to-trins proces er nødvendig for at synkronisere enheder ved hjælp af IEEE 1588 (PTP). For det første måles bestemmelsen af ​​hvilken enhed en mester er påkrævet, så forskydninger og naturlige netværksforsinkelser måles. PTP bruger den bedste Master Clock-algoritme (BMC) til at bestemme hvilket ur på netværket, der er mest nøjagtigt, og det bliver mesteren, mens alle andre ure bliver slaver og synkroniseres til denne mester.

IEEE (Institut for Elektriske og Elektroniske Ingeniører) beskriver IEEE 1588 eller (PTP) som designet til at "fylde en niche, der ikke fungerer godt af en af ​​de to dominerende protokoller, NTP og GPS. IEEE 1588 er designet til lokale systemer, der kræver meget høje præcisioner ud over dem, der kan opnås ved hjælp af NTP. Den er også designet til applikationer, der ikke kan bære omkostningerne ved en GPS-modtager ved hver knudepunkt, eller for hvilke GPS-signaler der ikke er tilgængelige. "(Citeret i Wikipedia)

PTP kan give nøjagtighed til nogle få nanosekunder, men denne type nøjagtighed er ikke påkrævet af de fleste netbrugere, men målrettet brug af PTP ser ud til at være mobilt bredbånd og andre mobile teknologier, da PTP understøtter tidssvarende information, der bruges af fakturering og serviceniveauaftale rapporteringsfunktioner i mobilnet.

tidssynkronisering er et afgørende aspekt af computernetværk. Sikring af alle maskiner på et netværk synkroniseres med den globale tidsplan, UTC (Koordineret Universal Time), ellers vil tidsfølsomme transaktioner med andre netværk være umulige.

Tidssynkronisering gøres let takket være Network Time Protocol (NTP), som blev udtænkt i de tidlige dage af internettet til det meget formål. Det virker, at der anvendes en enkeltkilde (normalt UTC), som derefter distribueres blandt alle enheder på NTP netværk.

Det UTC tidskilde bruges ofte fra internettet på netværk, hvor sikkerhed ikke er et stort problem, men da det indebærer at lade en åben port være i en netværksbrandwall til mange netværk, er sårbarheden, som dette kan forlade, ikke risikoen værd.

Dedikeret netværk tidsservere (ofte omtalt som NTP-servere) bruges af mange netværk som en sikker og endnu mere præcis metode til at modtage UTC. Disse enheder modtager UTC-tiden direkte fra en atomurkilde.

Desuden opererer disse dedikerede tidsservere eksternt til firewall og netværk og bruger kilder som GPS eller radiofrekvenser til at hente tidskoder.

For at lette synkroniseringen er der forskellige tidssynkroniseringssoftware pakker, der kører hånd i hånd med NTP og tillader via browsergrænseflader let konfiguration af tidssynkronisering i hele netværket.

Mens disse tidssynkroniseringssoftwarepakker ikke er væsentlige for at bruge de fleste NTP-servere, er standardprogrammet installeret i operativsystemer ofte mangelfuld eller ret kompliceret.

De fleste specialproducenter af dedikerede netværkstidsservere producerer en timeserviceklient for at tillade konfiguration, og disse er sandsynligvis bedst egnet til enheden fra den supplerende. Der er dog mange freeware- og open source-tidssynkroniseringssoftwarepakker, der for det meste er kompatible med mange NTP-servere.

Windows 7 er den seneste rate i Microsoft-operativsystemfamilien. Efterfølgende fra den meget malignerede Windows Vista har Windows 7 en meget varmere modtagelse fra kritikere og forbrugere.

Tidssynkronisering på Windows 7 er ekstremt lige fremad som protokollen NTP (Network Time Protocol) er indbygget i Windows 7, og operativsystemet synkroniserer automatisk computerens ur ved at oprette forbindelse til Microsoft-tidstjenesten time.windows.com.

Dette er nyttigt for mange hjemmebrugere, men synkroniseringen på tværs af internettet er ikke sikker nok til et computernetværk af følgende årsag:

For at oprette forbindelse til en hvilken som helst internetkilde, f.eks. Time.windows.com, kræves der et indlæg, der skal stå åben i firewallen. Som med enhver åben port i en netværksbrandwall kan dette bruges som et indgangssted af en ondsindet bruger eller noget ondsindet software.

Tidsynkroniseringsanlægget i Windows 7 kan slukkes og er ret nemt at gøre ved at åbne dialogboksen tid og dato og fjerne markeringen i synkroniseringsboksen.

Tidssynkronisering på et netværk er imidlertid afgørende, så hvis internet tidstjenesten er slukket, skal den udskiftes med en sikker og præcis tidskilde.

Langt den bedste måde at gøre dette på er at bruge en tidskilde, der er ekstern til netværket (og firewallen).

Den enkleste, sikreste og mest præcise måde at synkronisere et Windows 7-netværk på er at bruge en dedikeret NTP-server. Disse enheder bruger en tidsreference fra enten en radiofrekvens (normalt distribueret af nationale fysiklaboratorier som Storbritanniens NPL og America's NIST) eller fra GPS-satellitnetværket.

Fordi begge disse referencekilder kommer fra atomurkilder, er de utroligt præcise også, og et Windows 7-netværk, der består af hundredvis af maskiner, kan synkroniseres til inden for få millisekunder af den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time) ved kun at bruge en NTP tidsserver.

Satellitnavigationssystemer, eller sat navs, har ændret den måde, vi navigerer vores vej omkring højvejen. Borte er de dage, da rejsende måtte have en handskeboks fuld af kort og også gået, er behovet for at stoppe og spørg en lokal for retninger.

Satellitnavigation betyder, at vi nu går fra punkt A til punkt B, tillid til, at vores systemer vil tage os derhen, og mens satellitnavigationssystemer ikke er narrebestandige (vi skal alle have læst historierne om folk, der kører over klipper og i floder osv.) har helt sikkert revolutioneret vores wayfinding.

I øjeblikket er der kun ét Global Navigation Satellite System (GNSS) det amerikanske løb Global Positioning System (GPS). Selvom et rivaliserende europæisk system (Galileo) er sat til at gå online engang efter 2012, og der udvikles både et russisk (GLONASS) og kinesisk (COMPASS) system.

Imidlertid vil alle disse GNSS-netværk fungere med samme teknologi som anvendt af GPS, og i virkeligheden bør de nuværende GPS-systemer kunne udnytte disse fremtidige systemer uden meget ændring.

GPS-systemet er dybest set en konstellation af satellitter (i øjeblikket er der 27). Disse satellitter indeholder hver ombord en atomur (faktisk er to på de fleste GPS-satellitter, men med henblik på denne forklaring må kun en overvejes). Signalerne, som transmitteres fra GPS-satellitten, indeholder flere stykker information, der sendes som et helt tal:

* Den tid, beskeden blev sendt

* Satellitens orbitalstilling (kendt som efemerien)

* Den generelle system sundhed og kredsløb af de andre GPS-satellitter (kendt som almanakken)

En satellitnavigationsmodtager, den type, der findes på din bils dashbopard, modtager disse oplysninger, og ved hjælp af timing-informationen udregnes den nøjagtige afstand fra modtageren til satellitten. Ved at bruge tre eller flere af disse signaler kan den nøjagtige position trianguleres (fire signaler er faktisk nødvendige, da højden over havets overflade også skal udarbejdes).

Fordi trianguleringen går ud, når tidssignalet blev sendt, og hvor lang tid det tog at komme til modtageren, skal signalerne være utroligt korrekte. Selv et sekund med unøjagtighed kunne se navigationsinformationen ud, men tusindvis af kilometer som lys, og derfor radiosignaler, kan køre næsten 300,000 km hvert sekund.

I øjeblikket kan GPS-satellitnetværket give navigationsnøjagtighed inden for 5-målere, som viser, hvordan præcise atomure måske.

Et af de vigtigste aspekter ved netværk er at holde alle enheder synkroniseret til den korrekte tid. Ukorrekt netværkstid og manglende synkronisering kan spille kaos med systemprocesser og kan føre til utallige fejl og fejlfejlfinding.

Og ikke at sikre, at enheder løbende kontrolleres for at forhindre drift kan også føre til, at et synkroniseret netværk langsomt bliver usynkroniseret og fører til de slags problemer, der er nævnt ovenfor.

Men at sikre et netværk har ikke kun den rigtige tid, men at den tid ikke kører, opnås ved hjælp af tidprotokollen NTP.

Network Time Protocol (NTP) er ikke den eneste tidssynkroniseringsprotokol, men den er langt den mest udbredte. Det er en open source-protokol, men opdateres løbende af et stort fællesskab af internet tidskunder.

NTP er baseret på en algoritme, som kan udarbejde den rigtige og mest præcise tid fra en række kilder. NTP tillader en enkeltkilde at blive brugt af et netværk af hundreder og tusindvis af maskiner, og det kan holde hver enkelt nøjagtige til den tidskilde til inden for få millisekunder.

Den nemmeste måde at synkronisere et netværk med NTP på er at bruge a NTP tidsserver, også kendt som a netværkstidsserver.

NTP-servere bruger en ekstern kilde til tid, enten fra GPS-netværket (Global Positioning System) eller fra udsendelser fra nationale fysiklaboratorier som f.eks. NIST i USA eller NPL i England.

Disse tidssignaler genereres af atomur, som er mange gange mere præcise end klokkerne på computere og servere. NTP vil distribuere denne atomur tid til alle enheder på et netværk, det vil derefter fortsætte med at kontrollere hver enhed for at sikre, at der ikke er drift og korrigering af enheden, hvis der er.