Synkronisering af computernetværk opfattes ofte som hovedpine for mange systemadministratorer, men at holde nøjagtig tid er afgørende for, at ethvert netværk forbliver sikkert og pålideligt. Hvis du ikke har et præcist synkroniseret netværk, kan det føre til alle mulige fejl ved håndtering af tidsfølsomme transaktioner.

Protokollen NTP (Network Time Protocol) er industristandarden for tidssynkronisering. NTP distribuerer en enkeltkilde til et helt netværk, så alle maskiner kører nøjagtig samme tid.

Et af de mest problematiske områder i synkronisering af et netværk er i valg af tidskilde. Selvfølgelig, hvis du bruger tid til at få et netværk synkroniseret, skal tidskilden være en UTC (Koordineret Universal Time) da dette er den globale tidsplan, der anvendes af computernetværk over hele verden.

UTC er tilgængelig på internettet selvfølgelig, men internetkilder er ikke kun berygtede, men ved at bruge internettet som tidskilde vil computeren være åben for sikkerhedstrusler, da kilden er ekstern til firewallen.

En langt bedre og sikker metode er at bruge en dedikeret NTP tidsserver. Det NTP-server sidder inde i firewallen og kan modtage et sikkert tidssignal fra meget nøjagtige kilder. Den mest almindeligt anvendte disse dage er GPS-netværket (Global Positioning System), fordi det er muligt, at GPS-systemet er tilgængeligt overalt på planeten. Desværre kræver det et klart billede af himlen for at sikre GPS NTP-server kan 'se' satellitten.

Der er dog et andet alternativ, og det er at bruge de nationale tids- og frekvensoverførsler, der udsendes af flere nationale fysiklaboratorier. Disse har den fordel ved at være lange bølgesignaler, de kan modtages indendørs. Selv om det skal bemærkes, sendes disse signaler ikke i alle lande, og området er begrænset og modtageligt for interferens og geografiske træk.

Nogle af de vigtigste transmissioner udsendes er kendt som: Storbritanniens MSF signal, tyskland DCF-77 og USA's wwvb.

Det atomur er kulminationen på menneskehedens besættelse af at fortælle præcis tid. Inden atomklokken og nanosekundens nøjagtighed de anvendte tidsskalaer var baseret på de himmellegemer.

Men takket være udviklingen af ​​atomuret er det nu blevet indset, at selv jorden i dens rotation ikke er lige så præcis en tidsmåling som den atomur da det taber eller får en brøkdel af et sekund hver dag.

På grund af behovet for at have en tidsskala baseret noget på jordens rotation (astronomi og landbrug er to grunde) en tidsskala, der holdes af atomur, men justeres for enhver formindskelse (eller acceleration) i Jordens spin. Denne tidsskala er kendt som UTC (Koordineret Universal Time) som ansat over hele kloden og sikrer handel og handel udnytte det samme.

Brug af computernetværk netværk tidsservere at synkronisere til UTC-tid. Mange mennesker henviser til disse tidsserverenheder som atomur, men det er unøjagtigt. Atomsklokke er ekstremt dyre og meget følsomme udstyrstyper og findes kun normalt i universiteter eller nationale fysiklaboratorier.

Heldigvis synes nationale fysik laboratorier NIST (National Institute for Standards and Time - USA) og NPL (National Physical Laboratory - UK) udsendes tidssignalet fra deres atomur. Alternativt er GPS-netværket en anden god kilde til præcis tid, da hver GPS-satellit har sit eget atomur.

Det netværkstidsserver modtager tiden fra et atomur og distribuerer det ved hjælp af en protokol som f.eks NTP (Network Time Protocol), der sikrer, at computernetværket er synkroniseret til samme tid.

Fordi netværk tidsservere styres af atomurerne, de kan holde utroligt præcis tid; ikke taber et sekund i hundredvis, hvis ikke tusindvis af år. Dette sikrer, at computernetværket er både sikkert og uacceptabelt for timingfejl, da alle maskiner vil have nøjagtig samme tid.

Der er flere gange brugt over hele verden. Mest NTP-servere og andre netværk tidsservere brug UTC som en base kilde dog er der andre:

Når vi bliver spurgt, er det meget usandsynligt, at vi vil reagere med 'for hvilken tidsplan', men der er flere tidsskalaer brugt over hele kloden, og hver er baseret på forskellige metoder til at holde styr på tiden.
GMT

Greenwich Mean Time (GMT) er den lokale tid på Greenwich-meridianen baseret på den hypotetiske gennemsnitlige sol. Da jordens kredsløb er elliptisk, og dets akse er vippet, forekommer solens aktuelle position mod stjernernes baggrund lidt foran eller bag den forventede position. Den akkumulerede timingfejl varierer jævnligt periodisk i løbet af året med op til 14 minutter langsomt i februar til 16 minutter hurtigt i november. Brugen af ​​en hypotetisk middel sol fjerner denne effekt. Før 1925-astronomer og navigatører målt GMT fra middag til middag, begyndte dagen 12 timer senere end i civil brug, som også almindeligvis blev omtalt som GMT. For at undgå forvirring aftalt astronomer i 1925 at ændre referencepunktet fra middag til midnat, og et par år senere vedtog begrebet Universal Time (UT) for den "nye" GMT. GMT forbliver retsgrundlaget for borgerretten for Det Forenede Kongerige.

UT

Universal Time (UT) er gennemsnitlig soltid på Greenwich-meridianen med 0 h UT ved midnat, og siden 1925 har erstattet GMT til videnskabelige formål. I midten af ​​1950'erne havde astronomer meget beviser for udsving i jordens rotation og besluttede at opdele UT i tre versioner. Tid afledt direkte fra observationer kaldes UT0, der anvendes korrektioner for bevægelser af jordens akse, eller polar bevægelse, giver UT1, og fjernelse af periodiske sæsonvariationer genererer UT2. Forskellene mellem UT0 og UT1 er af størrelsesordenen tusindedele af et sekund. I dag er kun UT1 stadig meget udbredt, da det giver en måling af Jordens rotationsorientering i rummet.

Verdens tid standard (UTC):

Selvom TAI giver en kontinuerlig, ensartet og præcis tidsskala til videnskabelige referenceformål, er det ikke praktisk til daglig brug, fordi det ikke er i takt med Jordens rotationshastighed. En tidsskala, der svarer til veksling af dag og nat, er meget mere nyttig, og siden 1972 distribuerer alle udsendeltidstjenester tidsskalaer baseret på koordineret universeltid (UTC). UTC er en atomskala, der holdes i overensstemmelse med Universal Time. Leap sekunder er lejlighedsvis

Information høflighed af National Physical Laboratory Storbritannien.

Network Time Protocol er udviklet for at holde computere synkroniseret. Alle computere er tilbøjelige til at drive og præcis timing er afgørende for mange kritiske applikationer.

En version af NTP er installeret på de fleste versioner af Windows (selv om en fjernet version kaldes SNTP-Forenklet NTP-er i ældre versioner) og Linux, men er gratis at downloade fra NTP.org.

Når du synkroniserer et netværk, er det bedst at bruge en dedikeret NTP-server der modtager en timing kilde fra en atomur enten via specialiserede radiosender eller GPS-netværk. Der er dog mange internettidsreferencer til rådighed, nogle mere pålidelige end andre, selvom det skal bemærkes, at internetbaserede tidskilder ikke kan godkendes af NTP, hvilket gør computeren udsat for trusler.

NTP er hierarkisk og arrangeret i stratum. Stratum 0 er timing reference, mens stratum 1 er en server forbundet til en stratum 0 timing kilde og et lag 2 er en computer (eller en enhed), der er knyttet til en stratum 1 server.

Grundlæggende konfiguration af NTP er udført ved hjælp af filen /etc/ntp.conf, du skal redigere den og placere IP-adressen til stratum 1 og stratum 2-servere. Her er et eksempel på en grundlæggende ntp.conf-fil:

server xxx.yyy.zzz.aaa foretrækker (tidsserveradresse som time.windows.com)

123.123.1.0 server

server 122.123.1.0 stratum 3

Driftfile / etc / ntp / drift

Den mest grundlæggende ntp.conf-fil vil liste 2-servere, en, som den ønsker at synkronisere og en IP-adresse for sig selv. Det er god husholdning at have mere end en server til reference, hvis man går ned.

En server med mærket 'foretrukne' bruges til en betroet kilde, der sikrer, at NTP altid bruger den server, når det er muligt. IP-adressen vil blive brugt i tilfælde af problemer, når NTP vil synkronisere med sig selv. Driftfilen er, hvor NTP bygger en oversigt over systemurets drifthastighed og justerer automatisk for den.

NTP vil justere dit system tid, men kun langsomt. NTP afventer mindst ti informationspakker, inden du har tillid til tidskilden. For at teste NTP ændres simpelthen dit systemur med en halv time i slutningen af ​​dagen, og klokken om morgenen skal være korrekt.

Nøjagtig tid ved brug Atomic Ure er tilgængelig i hele Nordamerika ved hjælp af WWVB Atomic Clock tid signal overført fra Fort Collins, Colorado; det giver mulighed for at synkronisere tiden på computere og andet elektrisk udstyr.

Det nordamerikanske WWVB signal drives af NIST - Statens institut for standarder og teknologi. WWVB har høj transmittereffekt (50,000 watt), en meget effektiv antenne og en ekstrem lav frekvens (60,000 Hz). Til sammenligning udsendes en typisk AM-radiostation med en frekvens på 1,000,000 Hz. Kombinationen af ​​høj effekt og lav frekvens giver radiobølgerne fra WWVB en masse spring, og denne enkelt station kan derfor dække hele kontinentale USA plus meget af Canada og Mellemamerika.

Tidskoderne sendes fra WWVB ved hjælp af et af de enkleste systemer, og med en meget lav datahastighed på en bit pr. Sekund. 60,000 Hz-signalet overføres altid, men hvert sekund reduceres det kraftigt i strøm i en periode på 0.2, 0.5 eller 0.8 sekunder: • 0.2 sekunder med reduceret effekt betyder et binært nul. • 0.5 sekunder med reduceret effekt er en binær. • 0.8 sekunder med reduceret effekt er en separator. Tidskoden sendes i BCD (Binary Coded Decimal) og angiver minutter, timer, år og år samt information om sommertid og springår.

Tiden overføres ved hjælp af 53 bits og 7 separatorer, og tager derfor 60 sekunder at transmittere. Et ur eller ur kan indeholde en ekstremt lille og relativt simpel antenne og modtager til at afkode informationen i signalet og indstille urets tid præcist. Alt du skal gøre er at indstille tidszonen, og atomuret viser den korrekte tid.

Dedikeret NTP tid servere der er indstillet til at modtage WWVB-tidssignalet er tilgængelige. Disse enheder forbinder et computernetværk som enhver anden server, der kun modtager timingsignalet og distribuerer det til andre maskiner på netværket ved hjælp af NTP (Network Time Protocol).

Metoder til at holde styr på tiden har ændret sig gennem historien med stadig større nøjagtighed er katalysatoren for forandring.

De fleste metoder til timekeeping har traditionelt været baseret på Jordens bevægelse omkring Solen. I årtusinder er en dag blevet opdelt i 24 lige dele, der er blevet kendt som timer. At basere vores tidsskalaer på Jordens rotation har været tilstrækkelig til de fleste af vores historiske behov, men som teknologien går videre, er behovet for en stadigt mere præcis tidsplan blevet tydelig.

Problemet med de traditionelle metoder blev tydeligt, da de første virkelig præcise ure - atomuret blev udviklet i 1950s. Fordi disse ure var baseret på frekvensen af ​​atomer og var nøjagtige inden for et sekund hver million år blev det hurtigt opdaget, at vores dag, som vi altid havde antaget som præcis 24 timer, ændret fra dag til dag.

Virkningerne af Månens tyngdekraft på vores oceaner får Jorden til at bremse og fremskynde under sin rotation - nogle dage er længere end 24 timer, mens andre er kortere. Mens denne lille forskel på længden af ​​en dag har haft ringe forskel på vores daglige liv, har denne unøjagtighed konsekvenser for mange af vores moderne teknologier som satellitkommunikation og global positionering.

En tidsplan er blevet udviklet til at håndtere unøjagtighederne i Jordens spin-koordinerede universelle tid (UTC). Den er baseret på den traditionelle 24-timers jordrotation, kendt som Greenwich Meantime (GMT), men tegner sig for de unøjagtigheder i jordens spin ved at have tilføjet (eller subtraheret) såkaldte 'Leap Seconds'.

Som UTC er baseret på den tid, der er angivet af atomure Det er utroligt nøjagtigt og er derfor blevet vedtaget som verdens civile tidsskala og bruges af erhvervslivet over hele kloden.

De fleste computernetværk kan synkroniseres til UTC ved hjælp af en dedikeret NTP tidsserver.

At tælle tiden er ikke lige så lige som de fleste tror. Faktisk selve spørgsmålet, 'hvad er klokken?' er et spørgsmål, at selv moderne videnskab ikke kan svare. Tid, ifølge Einstein, er relativ; det går forbi ændringer for forskellige observatører, påvirket af sådanne ting som hastighed og tyngdekraften.

Selv når vi alle lever på samme planet og oplever tidenes forløb på en lignende måde, kan det være stadig vanskeligere at fortælle tiden. Vores oprindelige metode til at bruge jordens rotation er siden blevet opdaget at være unøjagtig, da Månens tyngdekraft får nogle dage til at være længere end 24 timer og nogle få er kortere. Faktisk da de tidlige dinosaurer roaming jorden en dag var kun 22 timer lang!

Mens mekaniske og elektroniske ure har givet os en vis grad af nøjagtighed, har vores moderne teknologier krævet langt mere præcise tidsmålinger. GPS, Internet handel og flyvekontrol er kun tre industrier blev delt anden timing er utrolig vigtigt.

Så hvordan holder vi styr på tiden? Brug af jordens rotation har vist sig upålidelig, mens elektriske oscillatorer (kvartsklokke) og mekaniske ure er kun nøjagtige til et sekund eller to om dagen. Uheldigvis for mange af vores teknologier kan en anden unøjagtighed være alt for lang. I satellitnavigation kan lyset køre 300,000 km på lidt over et sekund, hvilket gør den gennemsnitlige sat nav-enhed ubrugelig, hvis der var et sekund med unøjagtighed.

Løsningen med at finde en præcis metode til måling af tid har været at undersøge den meget småkvantemekanik. Kvantemekanik er studiet af atomet og dets egenskaber og hvordan de interagerer. Det blev opdaget, at elektroner, de små partikler, som omløbsatomer ændrede den vej, de omkreds og frigjorde en præcis mængde energi, når de gør det.

I tilfælde af cæsiumatomet forekommer dette næsten ni milliarder gange om et sekund, og dette tal ændrer sig aldrig og kan derfor bruges som en ultra pålidelig metode til at holde øje med tiden. Cæsiumatomer bruger din atomur og faktisk er den anden nu defineret som lige over 9 milliarder cyklusser af stråling af cæsiumatomet.

Atomiske ure er grundlaget for mange af vores teknologier. Hele verdensøkonomien er afhængig af dem med den tid, der er genudleveret af NTP tid servere på computernetværk eller stråles ned af GPS-satellitter at sikre hele verden holder den samme, præcise og stabile tid.

En officiel global tidsplan, Coordinated Universal Time (UTC) er udviklet takket være atomklokker, der gør det muligt for hele verden at løbe på samme tid inden for et par tusindedele sekunder af hinanden.

A tidsserver er et fælles kontorværktøj, men hvad er det til?

Vi er alle vant til at have en anden tid fra resten af ​​verden. Når Amerika vågner, går Honk Kong i seng, hvorfor verden er opdelt i tidszoner. Selv i samme tidszone kan der stadig være forskelle. På fastlandet er for eksempel de fleste lande en time foran Storbritannien på grund af Storbritanniens sæsonbestemte urskift.

Men når det kommer til global kommunikation, har forskellige tidspunkter over hele verden problemer, især hvis du er nødt til at foretage tidsfølsomme transaktioner som at købe eller sælge aktier.

Til dette formål var det klart ved de tidlige 1970s, at en global tidsskala var påkrævet. Det blev introduceret på 1 januar 1972 og blev kaldt UTC - Koordineret universeltid. UTC holdes ved atomur men er baseret på Greenwich Meantime (GMT - ofte kaldet UT1), som selv er en tidsplan baseret på Jordens rotation. Uheldigvis varierer jorden i sin tur, så UTC står for dette ved at tilføje et sekund en eller to gange om året (Leap Second).

Selvom kontroversielle til mange, er det nødvendigt at springe sekunder af astronomer og andre institutioner for at forhindre dagen i at drifke ellers ville det være umuligt at udarbejde stjernernes position i nattehimlen.

UTC bruges nu over hele verden. Det er ikke kun det officielle globale tidsskala, men bruges af hundredtusinder af computernetværk over hele verden.

Computernetværk bruger a netværkstidsserver at synkronisere alle enheder på et netværk til UTC. De fleste tidsservere bruger protokollen NTP (Network Time Protocol) til at distribuere tiden.

NTP-tidsservere modtager tiden fra atomur ved enten langbølge-radiotransmissioner fra nationale fysiklaboratorier eller fra GPS-netværket (Global Positioning System). GPS-satellitter har alle et ombord atomur, der stråler tiden tilbage til Jorden. Mens dette tidssignal ikke er strengt taget UTC (det er kendt som GPS-tid) på grund af nøjagtigheden af ​​transmissionen, kan den nemt konverteres til UTC med en GPS NTP-server.

Atomiske ure anvendes til tusindvis af applikationer over hele verden. Fra at styre satellitter til selv at synkronisere et computernetværk ved hjælp af en NTP-serveratomklokker har ændret den måde, hvorpå vi styrer og styrer tiden.

Med hensyn til nøjagtighed er et atomur uovertruffen. Digitale kvartsklokke kan holde præcis tid i en uge og ikke tabe mere end et sekund, men et atomur kan holde tid i millioner af år uden at drive så meget.

Atomiske ure arbejde på princippet om kvantespring, en gren af ​​kvantemekanik, som siger at en elektron; en negativt ladet partikel, kredser en kernen af ​​et atom (midten) i en bestemt slette eller et niveau. Når den absorberer eller frigiver tilstrækkelig energi i form af elektromagnetisk stråling, vil elektronen hoppe til et andet plan - kvantespringet.

Ved måling af frekvensen af ​​den elektromagnetiske stråling svarende til overgangen mellem de to niveauer kan tidsforløbet registreres. Cæsiumatomer (cæsium 133) foretrækkes til timing, da de har 9,192,631,770-cyklusser af stråling i hvert sekund. Fordi energieniveauerne i cæsiumatomet (kvantestandarderne) altid er de samme og er et sådant højt tal, er cæsien atomklokken utrolig præcis.

Den mest almindelige form for atomur, der anvendes i verden i dag, er cæsiumfontenen. I denne type ur projiseres en mol af atomer op i et mikrobølgekammer og får lov at falde ned under tyngdekraften. Laserbjælker sænker disse atomer og overgangen mellem atomets energiniveauer måles.

Den næste generation af atomure er ved at blive udviklet, brug ionfælder i stedet for en springvand. Ioner er positivt ladede atomer, der kan fanges af et magnetfelt. Andre elementer såsom strontium anvendes i disse næste generationsklokke, og det anslås, at den potentielle nøjagtighed af et strontiumionfældningsklok kunne være 1000 gange det nuværende atomklok.

Atomiske ure anvendes af alle mulige teknologier; satellit kommunikation, Global Positioning System og endda internet handel er afhængig af atomur. De fleste computere synkroniseres indirekte med et atomur ved hjælp af a NTP-server. Disse enheder modtager tiden fra et atomur og distribuerer rundt om deres netværk, hvilket sikrer præcis tid på alle enheder.

Atomiske ure er toppen af ​​tidsholdende enheder. Moderne atomure kan holde tid til sådan nøjagtighed, at de i 100,000,000 år (100 millioner) ikke mister de endnu et sekund i tide. På grund af dette høje niveau af nøjagtighed er atomurerne grundlaget for verdens tidsplan.

For at tillade global kommunikation og tidsfølsomme transaktioner som f.eks. Køb af stakke og deler en global tidsskala, der er baseret på atomklockers tid, blev udviklet i 1972. Denne tidsplan, Koordineret Universal Time (UTC) styres og kontrolleres af International Bureau of Weights and Measures (BIPM), der bruger en konstellation af over 230 atomur fra 65 laboratorier over hele verden for at sikre høj nøjagtighed.

Atomiske ure er baseret på atomets grundlæggende egenskaber, kendt som kvantemekanik. Kvantemekanik tyder på, at en elektron (negativt ladet partikel), der kredser om et atoms kerne, kan eksistere i forskellige niveauer eller kredsløbsplaner, afhængigt af at de absorberer eller frigiver den korrekte mængde energi. Når en elektron har absorberet eller frigivet tilstrækkelig energi i kan 'hoppe' til et andet niveau, er dette kendt som et kvantespring.

Frekvensen mellem disse to energitilstand er, hvad der bruges til at holde tid. De fleste atomklokker er baseret på cæsiumatomet, der har 9,192,631,770-perioder af stråling svarende til overgangen mellem de to niveauer. På grund af nøjagtigheden af ​​cæsiumklokker betragter BIPM nu et sekund, der skal defineres som 9,192,631,770-cyklusser af cæsiumatomet.

Atomiske ure anvendes i tusindvis af forskellige applikationer, hvor præcis timing er afgørende. Satellit kommunikation, flyvekontrol, internet handel og praktiserende læger alle kræver atomur til at holde tid. Atomiske ure kan også bruges som en metode til synkronisere computernetværk.

Et computernetværk ved hjælp af en NTP tidsserver kan enten bruge en radiotransmission eller de signaler, der udsendes af GPS-satellitter (Global Positioning System) som en tidskilde. NTP-programmet (eller dæmonen) vil så sikre, at alle enheder på det pågældende netværk bliver synkroniseret til den tid, som atomklokken fortæller.

Ved hjælp af en NTP-server synkroniseret til et atomur, kan et computernetværk køre den identiske koordinerede universelle tid som andre netværk, der gør det muligt at gennemføre tidsfølsomme transaktioner fra hele verden.