At holde uret på et pc-system synkroniseret er vigtigt for mange systemer, netværk og brugere, som har brug for tidsnøjagtighed for applikationer og transaktioner. Næsten alt på et moderne computersystem er tidsafhængigt, så når synkroniseringen fejler, kan alle mulige problemer opstå, fordi data går tabt og fejlfinding bliver næsten umuligt.

Der er flere metoder til at synkronisere et computersystems ur, men de fleste af dem er afhængige af tidssynkroniseringsprotokollen NTP (Network Time Protocol).

Langt den mest almindelige metode er at gøre brug af de utal af online NTP tid servere Som relay UTC-tiden (Koordineret Universal Time). Der er dog mange fælles problemer med at bruge internetbaserede tidsservere - her er nogle af dem:

Kan ikke få adgang til internet tidsserveren

En fælles begivenhed med internetkilder er manglende adgang til dem. Dette kan skyldes flere grunde:

• For meget trafik forsøger at få adgang til serveren
• Hjemmesiden er nede
• Din forbindelse er nede

Tiden fra tidsserveren er innacuurate

De fleste online kilder til tid er de såkaldte stratum 2-tidsservere. Det betyder, at de får deres tid fra en anden tidsserver (stratum 1), at den er forbundet med et atomur (stratum 0). Hvis der er en fejl med stratum 1-enheden, vil stratum 2-enheden være forkert (og hver enhed, der forsøger at få tiden fra den).

Tidsserveren fører til sikkerhedsproblemer med firewallen

Et andet almindeligt problem forårsaget af, at alle online-tidsservere har brug for adgang via din firewall. Desværre giver dette mulighed for ondsindede brugere at gøre brug af denne bagdør til dit system.

Eliminerer tidsserverproblemer

Internettet kilder er hverken garanteret at være præcise, pålidelige eller sikre, så for alvorlige tidssynkroniseringskrav bør en ekstern kilde til tid anvendes. NTP tid servere Der tilsluttes et netværk og modtager tiden fra GPS- eller radiokilder er et meget mere sikkert og pålideligt alternativ. Disse NTP-servere Er også meget sikre, da de ikke opererer på tværs af internettet.

NTP (Network Time Protocol) er måske den ældste og mest almindeligt anvendte protokol ansat af computere, og alligevel er det nok den mindst forstået.

NTP bruges af næsten alle computere, netværk og andre enheder, der er involveret i kommunikation via internettet eller interne netværk. Den blev udviklet i de allerførste faser af internettet, da det blev tydeligt, at en metode til at sikre nøjagtighed over afstand var påkrævet.

Protokollen virker ved at vælge en enkeltkilde, hvoraf NTP har evnen til at fastslå nøjagtigheden og pålideligheden af, som den derefter distribuerer omkring hver enhed på NTP-netværket.

Hver enhed kontrolleres regelmæssigt mod dette referenceur og justeres, hvis der opdages drift. En version af NTP er nu implementeret med stort set alle operativsystemer, der gør det muligt for enhver maskine at blive synkroniseret til en enkeltkilde.

Selvfølgelig, hvis ethvert netværk i verden valgte en anden tidskilde som reference, ville årsagen til alt denne synkronisering gå tabt.

Heldigvis er en global tidsplan baseret på et internationalt konsortium af atomure blevet udviklet til at give en enkelt kilde til global synkronisering.

UTC (Koordineret Universal Time) bruges af computernetværk over hele verden som en tidsreference, hvilket betyder, at en enhed, som er synkroniseret til UTC med NTP, faktisk bliver synkroniseret med hvert netværk, der bruger UTC som basetid.

Der er mange forskellige metoder, som NTP kan få adgang til UTC-tid. Internettet er en fælles placering, selvom det giver sikkerhed og firewall problemer. En mere sikker (og præcis) metode er at bruge en dedikeret NTP tidsserver der tager tid fra eksterne kilder som GPS-netværket (GPS fungerer ved at udsende et tidsur for atomuret, der nemt kan konverteres til UTC med en NTP-server).

Med NTP, en dedikeret tidsserver og adgang til UTC kan et helt netværk synkroniseres til inden for et par millisekunder af universeltiden, der giver et sikkert og præcist netværk, der kan fungere i fuld synkronitet med andre netværk over hele kloden.

Atomiske ure er uden tvivl de mest præcise tidstykker på planetens overflade. Faktisk nøjagtigheden af ​​et atomur i uforlignelig med ethvert andet kronometer, ur eller ur.

Mens et atomur ikke taber endnu et sekund i tide i tusinder af tusinder af år, vil du gennemsnitligt digitalt ur måske tabe et sekund om få dage, hvilket efter et par uger eller måneder vil betyde, at dit ur kører langsomt eller hurtigt efter flere minutter.

Det samme kan også siges for det systemur, der styrer din computer, den eneste forskel er, at computere stole endnu tungere på tiden, end vi selv gør.

Næsten alt, hvad en computer gør, er afhængig af tidsstempler, fra at gemme arbejde til at udføre programmer, debugging og endda e-mails, er alle afhængige af tidsstempler, som kan være et problem, hvis uret på din computer kører for hurtigt eller langsomt, da fejl ganske ofte kan forekomme, især hvis du kommunikerer med en anden computer eller enhed.

Heldigvis er de fleste pc'er nemt synkroniseret til et atomur, hvilket betyder, at de kan være korrekte, da disse kraftfulde tidsholdende enheder, så alle opgaver, der udføres af din pc, kan være i perfekt synkronitet med den enhed, du kommunikerer med.

I de fleste pc-operativsystemer er en indbygget protokol (NTP) gør det muligt for pc'en at kommunikere med en tidsserver, der er forbundet med et atomur. I de fleste versioner af Windows åbnes adgang til dato og klokkeslætskontrol (dobbeltklik på uret nederst til højre).

Men for forretningsmaskiner eller netværk, der kræver sikker og præcis tidssynkronisering, er online-tidsservere bare ikke sikre eller præcise nok til at sikre, at dit netværk ikke er sårbart for sikkerhedsfejl.

Imidlertid NTP tid servere der modtager tiden direkte fra atomur er tilgængelige, der kan synkronisere hele netværk. Disse enheder modtager en udsendt tidsstempel distribueret af enten nationale fysiklaboratorier eller via GPS-satellitnetværket.

NTP-servere aktiver hele net til alle har nøjagtigt synkroniseret tid, som er lige så præcis og sikker som det er menneskeligt muligt.

Synkronisering er afgørende for de fleste computernetværk. Timestamps er den eneste reference en computer kan bruge til at analysere, hvornår og hvis processer eller applikationer er afsluttet. Synkroniserede tidsstempler er også afgørende for sikkerhed, fejlfinding og fejllogning.

Undladelse af at holde et netværk tilstrækkeligt synkroniseret kan føre til alle mulige problemer. Ansøgninger undlader at påbegynde, tidsfølsomme transaktioner vil mislykkes, og fejl og datatab vil blive almindeligt.

Sikring af synkronisering, uanset størrelsen af ​​netværket, er imidlertid ligefrem og ikke dyrt, takket være den dedikerede netværkstidsserver og tidsprotokollen NTP.

Network Time Protocol (NTP)

NTP har eksisteret endnu længere end internettet, men er den mest anvendte synkroniseringsprotokol til rådighed. NTP er gratis at bruge og gør synkronisering meget lige fremad. Det virker ved at tage en enkelt kilde (eller flere) og distribuere den blandt netværket. Det vil opretholde høje niveauer af nøjagtighed, selv når det mister det oprindelige tidssignal og kan dømme om hvor præcis hver gang reference.

NTP Time Server

Disse kommer i flere former. For det første er der en række virtuelle tidsservere på tværs af internettet, der distribuerer tiden gratis. Men da de er internetbaserede, er et netværk i fare for at lade en firewallport stå åben for denne kommunikation. Der er også ingen kontrol over tidssignalet, så hvis det går ned (eller bliver ustabilt eller helt unøjagtigt), kan dit netværk efterlades uden tilstrækkelig synkronisering.

Dedikeret NTP tid servere brug GPS eller radio referencer for at modtage tiden. Dette er langt mere sikkert og som GPS og radiosignaler som WWVB (fra NIST) er genereret af atomure, hvor nøjagtigheden er noget andet.

Fordi NTP-protokollen er hierarkisk betyder det også, at kun en dedikeret tidsserver skal bruges til et netværk, uanset størrelse, da andre enheder på netværket kan fungere som tidsservere efter at have rece9ved tidspunktet fra den primære NTP-server.

Spørg enhver netværksadministrator eller it-ingeniør og spørg dem, hvor vigtigt det er netværkssynkronisering er og du får normalt det samme svar - meget.

Tiden bruges i næsten alle aspekter af computing til logning, når der er sket begivenheder. Faktisk tidsstempler er den eneste reference en computer kan bruge til at holde spor af opgaver, den har gjort, og de, som den endnu har at gøre.

Når netværkene er usynkroniserede, kan resultatet være en reel hovedpine for enhver, der har det formål at debugge dem. Data kan ofte gå tabt, applikationer undlader at starte, fejllogning er næsten umuligt, for ikke at nævne de sikkerhedsmæssige sårbarheder, der kan opstå, hvis der ikke er nogen synkroniseret netværkstid.

NTP (Network Time Protocol) er det førende tidssynkroniseringsprogram, der har eksisteret siden 1980s. Det er blevet konstant udviklet og bruges af stort set alle computernetværk, der kræver præcis tid.

De fleste operativsystemer har allerede en version af NTP installeret, og at bruge den til at synkronisere en enkelt computer er relativt lige fremad ved at bruge indstillingerne i urets indstillinger eller proceslinjen.

Hvis du bruger den indbyggede NTP-applikation eller -demon på en computer, vil det resultere i, at enheden bruger en kilde til internettet som en timingreference. Dette er alt godt og godt for single-desk-topmaskiner, men på et netværk kræves en mere sikker løsning.

Det er vigtigt på ethvert computernetværk, at der ikke er sårbarheder i firewallen, der kan føre til angreb fra ondsindede brugere. At holde en port åben for at kommunikere med en internet timing kilde er en metode en angriber kan bruge til at indtaste et netværk.

Heldigvis er der alternativer til at bruge internettet som en tidskilde. Atomisk ur tid signaler kan modtages ved hjælp af langbølge radio eller GPS transmissioner.

Dedikeret NTP tidsserver Der er enheder, der gør processen med tidssynkronisering meget nem som NTP-servere modtager tiden (eksternt til firewallen) og kan derefter distribuere til alle maskiner på et netværk - dette gøres sikkert og præcist med de fleste netværk synkroniseret til en NTP-server, der arbejder inden for få millisekunder af hinanden.

Som med fremskridtet af computerteknologi, der tilsyneladende eksponentielt øges i evnen hvert år, synes atomblocks også at stige dramatisk i deres nøjagtighed år efter år.

Nu, disse pionerer af atomur teknologi, USA's National Institute of Standards Time (NIST), har meddelt, at de har formået at producere en atomur med nøjagtighed dobbelt så mange gange som tidligere.

Uret er baseret i et enkelt aluminiumatom, og NIST hævder, at det kan forblive nøjagtigt uden at tabe et sekund i løbet af 3.7 milliarder år (omtrent den samme tid, som livet har eksisteret jorden).

Det forrige mest præcise ur blev udtænkt af den tyske fysikalske-tekniske Bundesanstalt (PTB) og var et optisk ur baseret på et strontiumatom og var nøjagtigt til et sekund på over en milliard år. Denne nye atomur af NIST er også et optisk ur, men er baseret på aluminiumatomer, hvilket ifølge NISTs forskning med dette ur er langt mere præcist.

Optiske ure bruger lasere til at holde atomer stadig og adskiller sig fra de traditionelle atomure, der bruges af computernetværk ved hjælp af NTP-servere (Network Time Protocol) og andre teknologier, der er baseret på springvandsklokke. Ikke kun bruger disse traditionelle springvandsklokke cæsium som deres tidsholdende atom, men i stedet for lasere bruger de superkølede væsker og støvsuger til at styre atomerne.

Takket være arbejdet hos NIST, PTB og UK NPL (Nationale Fysiske Laboratorier) atomklokker fortsætter eksponentielt, men disse nye optiske atomure baseret på atomer som aluminium, kviksølv og strontium er langt fra at blive anvendt som grundlag for UTC (Koordineret universeltid).

UTC styres af en konstellation af cæsium springvandsklokke, som samtidig er nøjagtige til et sekund i 100,000 år langt mindre præcise end disse optiske ure og er baseret på teknologi over halvtreds år gammel. Og desværre, indtil verdens videnskabelige samfund kan blive enige om et atom- og urdesign, der skal bruges internationalt, vil disse præcise atomure kun forblive en videnskab for det videnskabelige samfund.

Netværkstidsprotokol (NTP) Er en TCP / IP-protokol udviklet, da internettet var i sin barndom. Det blev udviklet af David Mills of the University of Delaware Der forsøgte at synkronisere computere på tværs af et netværk med en vis grad af præcision.

NTP er en UNIX-baseret protokol, men den er blevet portet til at fungere lige så effektivt på pc'er, og en version er blevet inkluderet i operativsystemerne siden Windows 2000 (herunder Windows 7, Vista og XP).

NTP, og daemonen (applikationen), der styrer den, er ikke bare en metode til at passere tiden. Ethvert system, der kører NTP-dæmonen, kan fungere som en klient ved at spørge referencetiden fra andre servere, eller det kan give sin egen tid til rådighed for andre enheder til at bruge, som i virkeligheden gør det til en tidsserver selv. Det kan også fungere som peer ved at samarbejde med andre jævnaldrende for at finde den mest stabile og præcise tidskilde, der skal bruges.

Et af de mest fleksible aspekter af NTP er dets hierarkiske karakter. NTP deler enheder i lag, hvert stratumniveau defineres af dets nærhed til referenceklokken (atomur). Atomuret selv er en stratum 0-enhed, den nærmeste enhed til den (ofte en Dedikeret NTP-tidsserver) Er en stratum 1 enhed, mens andre enheder der forbinder det bliver stratum 2. NTP kan opretholde nøjagtighed inden for 16 stratum niveauer.

Ethvert netværk, der skal synkroniseres, skal først identificere og lokalisere en tidskilde for NTP at distribuere. Internetkilder er tilgængelige, men du bliver ofte taget fra stratum 2-enheder, der opererer gennem firewallen. Den eneste måde, NTP kan sammenligne tiden på, er, hvis TCP / IP-porten er åben for at tillade trafikken igennem. Dette kan medføre sikkerhedsproblemer, da ondsindede brugere kan udnytte dette firewallhul.

Dedikeret NTP tid servere Find en kilde til tid via GPS eller radiosignaler, og lad ikke et netværk være sårbart for angreb. Ved at vedhæfte en NTP tidsserver Til en router og hele netværket af hundredvis og endda tusindvis af enheder kan synkroniseres takket være NTPs hierarkiske struktur.

Det NTP-protokol (Network Time Protocol) har siden de tidligste dage på internettet været ansvarlig for at synkronisere tiden på tværs af computernetværk. Ikke alene er NTP effektiv til dette, men når du er tilsluttet en kilde til UTC (Koordineret Universal Time), er NTP også yderst præcis.

De fleste computernetværk forbinder til UTC via en dedikeret NTP tidsserver. Disse enheder bruger en ekstern forbindelse til et atomur for at modtage tiden og derefter distribuere den over et netværk. Ved at forbinde eksternt, via GPS (Global Positioning System) eller langbølgeradio, er det ikke kun NTP tid servere utroligt præcise, men de er også meget sikre, da de ikke stoler på en internetforbindelse for tiden.
NTP-tidsservere bruges også i stigende grad til andre nye innovationer. Traditionelle teknologier som CCTV, trafiklys, flyvekontrol og børsen har ikke kun tradition for tidssynkronisering med tidsservere, men også en stigende mængde moderne teknologier.

NTP tid servere er nu almindelige i moderne digital skiltning systemer (brug af fladskærms-tv til reklame uden for hjemmet). Disse netværksskærme synkroniseres ofte for at tillade planlagte og orkestriske kampagner.

En synkroniseret digital skiltningskampagne er en metode til at gøre en udeblivende reklamekampagnes stand-out. Dette er i stigende grad vigtigt, da flere og flere digitale skiltning implementeres, hvilket gør en konventionel digital skiltningskampagne vanskelig at engagere og fange øjet.

Ved at synkronisere flere skærme sammen med en NTP-tidsserver og køre en planlagt og tidsbestemt kampagne. Dette gør det muligt at planlægge eller justere indhold for at maksimere dets indvirkning.

Små tidsservere kan eben installeres direkte i den digitale skiltning af LCD-kabinet selvom de fleste af disse tiem-synkroniseringsenheder kræver et GPS eller et langt bølgesignal, kan antennen være problamtisk. En bedre løsning er at etablere et netværk af digtal skiltning og bruge en enkelt NTP-server som en metode til synkronisering.

NTP kan være den ældste protokol på internettet og NTP tid servere har eksisteret i næsten to årtier, men denne forholdsvis antikke teknologi og software har aldrig været så meget efterspurgt.

Præcision bliver stadig vigtigere i moderne teknologier og ikke mere end nøjagtighed i tiden. Fra internettet til satellitnavigering er præcis og præcis synkronitet afgørende i den moderne tidsalder.

Faktisk vil mange af de teknologier, som vi tager for givet i dagens verden, ikke være muligt, hvis det ikke var for de mest præcise maskiner, der opfandt - den atomur.

Atomsklokke er bare timekeeping enheder som andre ure eller ure. Men hvad står dem adskilt fra er den nøjagtighed, de kan opnå. Som et groft eksempel vil dit standardmekaniske ur, som et centralt uretårn, glide så meget som et sekund om dagen. Elektroniske ure som digitale ure eller urradioer er mere præcise. Disse typer ur kører et sekund om en uge.

Men når du sammenligner præcisionen af ​​et atomur, hvor et sekund ikke går tabt eller opnået i 100,000 år eller mere, er nøjagtigheden af ​​disse enheder uforlignelig.

Atomiske ure kan opnå denne nøjagtighed ved hjælp af de oscillatorer, de bruger. Næsten alle typer ur har en oscillator. Generelt er en oscillator kun et kredsløb, der regelmæssigt rammer.

Mekaniske ure bruger pendler og fjedre til at give en regelmæssig svingning, mens elektroniske ure har en krystal (normalt kvarts), at når en elektrisk strøm gennemføres, giver en præcis rytme.

Atomiske ure bruger oscillationen af ​​atomer under forskellige energitilstand. Ofte anvendes cæsium 133 (og undertiden rubidium), da den hyperfine overgangssvingning er over 9 milliarder gange et sekund (9,192,631,770), og det ændrer aldrig. Faktisk er det International System of Units (SI) hilser nu officielt et sekund i tiden som 9,192,631,770 cyklusser af stråling fra cæsiumatomet.

Atomiske ure udgør grundlaget for verdens globale tidsplan - UTC (Koordineret Universal Time). Og computernetværk over hele verden forbliver synkroniseret ved at bruge tidssignaler udsendt af atomur og afhentet på NTP tid servere (Network Time Server).

Fortsatte…

Der er dog nogle gange, når en tidsserver kan miste forbindelsen med atomuret og ikke modtage tidskoden i længere tid. Nogle gange kan dette skyldes nedetid fra atomurets styreenheder til vedligeholdelse, eller at nærliggende interferens blokerer transmissionen.

Selvfølgelig jo længere signalet er nede, jo mere potentiel drift kan forekomme på netværket som krystaloscillatoren i NTP-server er det eneste der holder tid. For de fleste applikationer bør dette aldrig være et problem, da den mest forlængede periode med nedetid normalt ikke er mere end tre eller fire timer, og NTP-serveren ikke ville have drevet meget i den tid, og forekomsten af ​​denne nedetid er ret sjælden (måske en gang eller to gange om året).

For nogle ultradefinerede avancerede applikationer begynder rubidiumkrystaloscillatorer imidlertid at blive brugt, da de ikke drev så meget som kvarts. Rubidium (bruges ofte i atomure sig i stedet for cæsium) er langt mere præcis en oscillator end kvarts og giver bedre nøjagtighed for når der ikke er noget signal til en NTP tidsserver hvilket gør det muligt for netværket at opretholde en mere præcis tid.

Rubidium i sig selv er et alkalimetal, der svarer til egenskaber til kalium. Det er meget lidt radioaktivt, selvom det ikke udgør nogen risiko for menneskers sundhed (og bruges ofte til medicinsk billeddannelse ved at injicere det til en patient). Den har en halveringstid på 49 milliarder år (den tid det tager at forfalde med halvdelen - i sammenligning har nogle af de mest dødelige radioaktive materialer halveringstider på under et sekund).

Den eneste reelle fare, der skyldes rubidium er, at den reagerer ret voldsomt mod vand og kan forårsage brand