Netværkstid Protokol (NTP) bruges som et synkroniseringsværktøj af de fleste computernetværk. NTP distribuerer en enkeltkilde omkring et netværk og sikrer, at alle enheder kører i synkronisering med det. NTP er meget nøjagtig og i stand til at holde alle maskiner på et netværk inden for få millisekunder af tidskilden. Men hvor denne tidskilde kommer fra, kan det føre til problemer i tidssynkronisering inden for et netværk. (Læs mere ...)

Leap Seconds har været i brug siden udviklingen af ​​atomur og indførelsen af ​​den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time). Leap Seconds forhindrer den faktiske tid som fortalt af atomur og den fysiske tid, der styres af solen, er højst ved middagstid, fra at dryppe fra hinanden.

Siden UTC begyndte i 1970'erne, da UTC blev introduceret, er 24 Leap Seconds blevet tilføjet. Leap sekunder er et kontroverspunkt, men uden dem ville dagen langsomt glide ind i natten (om end efter mange århundreder); dog forårsager de problemer for nogle teknologier.

NTP-servere (Network Time Protocol) implementere Leap Seconds ved at gentage den sidste sekund af dagen, når en Leap Second introduceres. Mens Leap Second introduktion er en sjælden begivenhed, der kun forekommer en eller to gange om året, for nogle komplekse systemer, der behandler tusindvis af begivenheder et sekund, giver denne gentagelse problemer.

For søgemaskiner, Google, kan Leap Seconds føre til, at deres systemer arbejder i løbet af dette sekund, som f.eks. I 2005, da nogle af dets grupperede systemer stoppede at acceptere arbejde. Selvom dette ikke førte til, at deres websted gik ned, ønskede Google at løse problemet for at forhindre eventuelle fremtidige problemer forårsaget af denne kronologiske fudge.

Dens løsning var at skrive et program, der i det væsentlige løj til deres computerservere i løbet af dagen for et skridt i anden, hvilket gør systemerne til at tro, at tiden var lidt forud for hvad NTP-servere var at fortælle det.

Denne gradvise fremskyndetid indebar, at Googles timeservere i slutningen af ​​dagen ikke behøver at gentage det ekstra sekund, da tiden på sine servere allerede ville være et sekund bag det punkt.

Galleon GPS NTP-server

Selvom Googles løsning til springet Second er genialt, forårsager Leap Seconds for de fleste computersystemer ingen problemer overhovedet. Med et computernetværk, der er synkroniseret med en NTP-server, justeres Leap Seconds automatisk i slutningen af ​​en dag og forekommer kun sjældent, så de fleste computersystemer mærker aldrig denne lille hik i tide.

De fleste mennesker vil have hørt om atomur, de fleste mennesker, sikkert uden at have indset, har endda brugt dem; Jeg tvivler imidlertid på, at mange mennesker læser dette nogensinde har set en. Atomcykler er yderst tekniske og komplicerede maskinstykker. Baseret på støvsugere, superkølemidler såsom flydende kvælstof og lige laser, findes de fleste atomure kun i laboratorier som f.eks. NIST (National Institute for Standards and Time) i USA, eller NPL (National Physical Laboratory) i Storbritannien.

NPL's atomur

Ingen anden form for timekeeping er lige så præcis som et atomur. Atomiske ure udgør grundlaget for verdens globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time). Selv længden af ​​jordens drejning kræver manipulation ved at tilføre spring sekunder til UTC for at holde dagen synkroniseret.

Atomiske ure arbejde ved at bruge oscillerende ændringer af atomer under forskellige energitilstand. Cæsium er det foretrukne atom, der anvendes i atomklocks, som oscillerer 9,192,631,770 gange et sekund. Dette er også en konstant effekt, så meget, at et sekund nu defineres af disse mange oscillationer af cæsiumatomet.

Louis Essen byggede den første præcise atomur i 1955 på National Physical Laboratory i Det Forenede Kongerige. Siden da er atomurerne blevet mere og mere præcise med moderne atomure, der kan opretholde tid i over en million år uden at tabe et sekund.

I 1961 blev UTC verdens globale tidsskala, og ved 1967 vedtog det internationale system af enheder cæsiumfrekvensen som den officielle anden.

Siden da er atomurerne blevet en del af moderne teknologi. Ombord på hver GPS-satellit, atomklokker stråler tidssignaler til Jorden, hvilket muliggør satellitnavigationssystemer i bil, både og fly til dømmer deres placeringer præcist.

UTC-tid er også afgørende for handel i den moderne verden. Med computernetværk, der taler til hinanden på tværs af tidszoner, sikrer atomklynger som en reference, at der opstår fejl, sikrer sikkerhed og giver pålidelig dataoverførsel.

Modtagelse af et signal fra et atomur til computersynkronisering er utrolig nemt. NTP tid servere der modtager tidssignalet fra GPS-satellitter, eller dem, der udsendes på radiobølger fra steder NPL og NIST, gør det muligt for computernetværk over hele kloden at sikre en sikker og præcis tid.

Forskere har opdaget, at den britiske atomur kontrolleret af Storbritanniens National Physical Laboratory (NPL) er den mest præcise i verden.

NPL's CsF2 cesiumfountain atomur er så præcist, at det ikke vil rykke med et sekund i 138 millioner år, næsten dobbelt så præcist som første tanke.

Forskere har nu opdaget uret er nøjagtigt til en del i 4,300,000,000,000,000, hvilket gør det til det mest præcise atomur i verden.

CsF2 uret bruger energitilstanden af ​​cæsiumatomer til at holde tiden. Med en frekvens af 9,192,631,770 toppe og trug hvert sekund regulerer denne resonans nu den internationale standard for en officiel anden.

Den internationale standard for tid-UTC- styres af seks atomure, herunder CsF2, to ure i Frankrig, en i Tyskland og en i USA, så denne uventede stigning i nøjagtigheden betyder, at den globale tidsplan er endnu mere pålidelig end den første tanke.

UTC er afgørende for moderne teknologier, især med så meget global kommunikation og handel, der udføres på tværs af internettet, på tværs af grænser og på tværs af tidszoner.

UTC gør det muligt for separate computernetværk i forskellige dele af verden at forblive nøjagtig på samme tid, og på grund af dens betydning er nøjagtighed og præcision af afgørende betydning, især når man overvejer de typer transaktioner, der nu gennemføres online, såsom køb af aktier og aktier og global bankvirksomhed.

Modtagelse af UTC kræver brug af en tidsserver og protokollen NTP (Network Time Protocol). Time-servere modtag en kilde til UTC direkte fra atomkvarterer som f.eks. NPL, der sender et tidssignal over langbølgeradio og GPS-netværket (GPS-satellitter alle transmitterer atomurtidssignaler, hvilket er hvordan satellitnavigationssystemer beregner position ved at udregne tidsforskellen mellem flere GPS-signaler.)

NTP holder alle computere nøjagtige til UTC ved løbende at kontrollere hvert systemur og justere for enhver drift sammenlignet med UTC-tidssignalet. Ved at bruge en NTP tidsserver, et netværk af computere er i stand til at forblive inden for et par millisekunder af UTC, der forhindrer eventuelle fejl, sikrer sikkerhed og giver en attesterbar kilde til præcis tid.

Computer hacking er et fælles emne i nyhederne. Nogle af de største virksomheder er blevet offer for hackere og i mange forskellige grunde. Beskyttelse af computernetværk mod invasion fra ondsindede brugere er en dyr og sofistikeret industri som hackere bruger mange metoder til at invadere et system.

Der findes forskellige former for sikkerhed for at forsvare sig mod uautoriseret adgang til computernetværk såsom antivirusprogrammer og firewalls.

Et område, der ofte overses, er imidlertid, hvor et edb-netværk får det tidskilde, som ofte kan være et sårbart aspekt til et netværk og en måde for hackere.

De fleste computernetværk bruger NTP (Network Time Protocol) som en metode til at holde synkroniseret. NTP er fremragende til at holde computere på samme tid, ofte inden for få millisekunder, men er afhængig af en enkelt kilde til tid.

Fordi computernetværk fra forskellige organisationer har brug for at kommunikere sammen, har samme tidskilde mening, hvilket er grunden til, at de fleste computernetværk synkroniseres til en kilde til UTC (Koordineret Universal Time).

UTC, verdens globale tidsplan, holdes sandt af atomure og forskellige metoder til at udnytte UTC er tilgængelige.

Ofte bruger computernetværk en internetkilde til at opnå UTC, men det er ofte, når de løber ind i sikkerhedsproblemer.

Brug af internetkilder forlader et computernetværk åbent for flere sårbarheder. For det første skal porten være åben i system firewall (UDP 123) for at give adgang til internetkilden. Som med enhver åben port kunne uautoriserede brugere udnytte dette ved at bruge den åbne port som en vej ind i netværket.

For det andet, hvis internettet tidskilde selv hvis manipuleret, såsom ved BGP injektion (Border Gateway Protocol) kan dette føre til alle mulige problemer. Ved at fortælle internet-tidsservere var det en anden tid eller dato, kan stor ødelæggelse medføre, at data går tabt, systemnedbrud - en type Y2K-effekt!

Endelig kan internet tidsservere ikke godkendes af NTP og kan også være unøjagtige. Sårbar over for latens og påvirket af afstand, fejl kan også forekomme; Tidligere i år tabte nogle velrenommerede tidsservere flere minutter, hvilket førte til tusindvis af computernetværk, der modtog den forkerte tid.

For at sikre fuldstændig beskyttelse, dedikerede og eksterne tidsservere, f.eks Galleon's NTS 6001 er den eneste sikre metode til at modtage UTC. Brug af GPS (eller en radiotransmission) en ekstern NTP tidsserver kan ikke manipuleres af ondsindede brugere, er nøjagtige til nogle få millisekunder, kan ikke drev og er ikke modtagelige for timing fejl.

Storbritanniens taleklokke fejrer sin 75^th fødselsdag denne uge, med tjenesten stadig giver tid til over 30 millioner opkaldere om året.

Tjenesten, der var tilgængelig ved at ringe 123 på en hvilken som helst BT-fastnet (British Telecom), startede i 1936, da General Post Office (GPO) kontrollerede telefonnetværket. Dengang brugte de fleste mekaniske ure, der var tilbøjelige til at drifte. I dag, til trods for udbredelsen af ​​digitale ure, mobiltelefoner, computere og et utal af andre enheder, giver BT taleklokket stadig tid til 30 millioner opkaldere om året, og andre netværk implementerer deres egne taleklokke systemer.

Meget af det talende urs fortsatte succes er måske nede på den nøjagtighed, den holder. Det moderne taleklokke er nøjagtigt til fem millisekunder (5 / 1000ths of a second) og holdes nøjagtige af atomklocksignalerne fra NPL (National Physical Laboratory) og GPS-netværket.

Men annoncøren, der erklærer tiden 'efter den tredje slagtilfælde', giver folk en menneskelig stemme, noget andet tidsfortællende metoder giver ikke og kan have noget at gøre med, hvorfor mange stadig bruger det.

Fire mennesker har haft den ære at give stemmen til det talende ur; BT-urens nuværende stemme er Sara Mendes da Costa, der har givet stemmen siden 2007.

Selvfølgelig kræver mange moderne teknologier en præcis kilde til tid. Computernetværk, der skal opbevares synkroniseret af sikkerhedsmæssige grunde og for at forhindre fejl kræver en kilde til atomur tid.

Netværks tidsservere, der almindeligvis kaldes NTP-servere efter Network Time Protocol, der distribuerer tiden på tværs af computere på et netværk, skal du bruge enten GPS signaler, som indeholder atomur tidssignaler eller ved radiosignaler udsendt af steder som NPL og NIST (National Institute for Standards and Time) i USA.

Hvis du nogensinde har forsøgt at holde øje med tiden uden et ur eller ur, så vil du indse, hvor svært det kan være. I løbet af et par timer kan du komme inden for en halv time af det rigtige tidspunkt, men præcis tid er meget svært at måle uden nogen form for kronologisk enhed.

Inden brug af ure var det meget vanskeligt at holde tid, og endda at miste oversigten over årens dage blev let at gøre, medmindre du blev holdt som daglig. Men udviklingen af ​​præcise timepieces tog lang tid, men flere vigtige trin i kronologi udviklede sig, hvilket muliggjorde tættere og tættere tidsmålinger.

I dag, til fordel for atomurerne, NTP-servere og GPS-klokke systemer, tiden kan overvåges inden for en milliardedel af et sekund (nanosekund), men denne slags nøjagtighed har taget menneskeheden tusindvis af år til at opnå.

Stonehenge-antikke timekeeping

Stonehenge

Uden udnævnelser for at holde eller et behov for at komme til arbejdet til tiden, havde forhistoriske mænd lidt behov for at kende tidspunktet på dagen. Men da landbruget startede, blev det vigtigt at vide, hvornår man skulle plante afgrøder for overlevelse. De første kronologiske enheder som Stonehenge menes at have været bygget til et sådant formål.

At identificere årets længste og korteste dage (solstiver) gjorde det muligt for tidlige landmænd at beregne, hvornår de skulle plante deres afgrøder og sandsynligvis gav en masse åndelig betydning for sådanne begivenheder.

solure

De gav de første forsøg på at holde styr på tiden hele dagen. Den tidlige mand indså solen gået over himlen på regelmæssige stier, så de brugte det som en kronologisk metode. Sundials kom i alle mulige guiser, fra obelisker, der kaster store skygger til små ornamental solceller.

Mekanisk ur

Det første sande forsøg på at bruge mekaniske ure fremkom i det trettende århundrede. Disse brugte escapement mekanismer og vægte til at holde tid, men nøjagtigheden af ​​disse tidlige ure betød, at de ville tabe over en time om dagen.

Pendul ur

Ure blev først pålidelige og præcise, da pendler begyndte at ses i det syttende århundrede. Mens de stadig ville drev, betød den svingende vægt af pendler, at disse ure kunne holde øje med de første minutter, og så udviklede de sekunder som engineering.

Elektroniske ure

Elektroniske ure med kvarts eller andre mineraler aktiverede nøjagtighed til dele af et sekund og aktiverede nedskalering af præcise ure til armbåndsurstørrelse. Mens mekaniske ure eksisterede, ville de drive for meget og krævede konstant vikling. Med elektroniske ure blev der for første gang opnået ægte problemfri nøjagtighed.

Atomic Ure

At holde tiden til tusinder, millioner og endda milliarder dele af et sekund kom, da den første atomure ankom i 1950's. Atomsklokke var endnu mere præcise end Jordens rotation, så Leap Seconds skulle udvikle sig for at sikre, at den globale tid baseret på atomur, koordineret Universal Time (UTC) matchede solens vej gennem himlen.

Udviklingen i uretøjagtighed ser ud til at stige eksponentielt. Fra de tidlige mekaniske ure var der kun nøjagtige til omkring en halv time om dagen, til elektroniske ure udviklet ved århundredeskiftet, som kun drev et sekund. Ved 1950'erne blev atomklokke udviklet, der blev nøjagtige til tusindedele af et sekund, og år efter år er de blevet mere præcise.

I øjeblikket er det mest præcise atomur i eksistens, udviklet af NIST (National Institute for Standards and Time) taber et sekund hvert 3.7 milliard år; dog ved hjælp af nye beregninger forskere foreslår de kan nu komme op med en beregning, der kan føre til et atomur, der ville være så præcist, at det ville tabe et sekund kun hvert 37 milliard år (tre gange længere end universet har eksisteret).

Dette ville gøre atomur nøjagtigt til en kvartedel af et sekund (1,000,000,000,000,000,000th of a second eller 1x 10¹⁸). De nye beregninger, som kunne bidrage til udviklingen af ​​denne slags præcision, er blevet udviklet ved at studere virkningerne af temperatur på de mindste atomer og elektroner, der bruges til at holde atomurerne tikkende. Ved at udarbejde virkningerne af variabler som temperatur, hævder forskerne at kunne forbedre nøjagtigheden af ​​atomur systemer; Hvilke mulige anvendelser har denne nøjagtighed dog?

Atomklockens nøjagtighed bliver stadig relevant i vores højteknologiske verden. Ikke kun gør teknologier som GPS og bredbåndsdata strømme på præcis atomur timing, men at studere fysik og kvantemekanik kræver højt niveau af nøjagtighed, der gør det muligt for forskere at forstå universets oprindelse.

At bruge en atomklocketidskilde til præcis teknologi eller computernetværksynkronisering, er den enkleste løsning at bruge a netværkstidsserver; Disse enheder modtager et tidsstempel direkte fra en atomurkilde, som f.eks. GPS- eller radiosignaler udsendt af NIST eller NPL (National Physical Laboratory).

Disse tidsservere bruger NTP (Network Time Protocol) for at distribuere tiden omkring et netværk og sikre, at der ikke er drift, hvilket gør det muligt for dit computernetværk at blive nøjagtigt til inden for millisekunder af en atomurkilde.

Network Time Server

Stillehavsøen Samoa, engang det sidste sted på Jorden for at se solnedgangen, er at flytte hele nationen ind i fremtiden ved 24 timer!

Selvfølgelig har samoerne ikke opdaget hemmelighederne til at rejse, men hopper over en hel dag for at få deres nation til at falde på den anden side af International Date Line (IDL).

Det International Date Line (IDL) den imaginære langsgående linje på jordens overflade, hvor datoen ændres som et skib eller fly rejser øst eller vest over det. Siden 1892 har Samoa sat på den østlige side af IDL, men nu er landets premierminisister, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, i færd med at skifte nationen til den vestlige side, i det væsentlige hoppe over en dag, der gør handelen med det tilstødende Australien og New Zealand lettere.

Når forandringen går frem i slutningen af ​​året, vil Samoa befolkning i 180,000 miste en dag, der går fra 29 december til 31 december (30 december blev valgt, så formodentlig kan samoans stadig fejre nytårsaften).

Samoa er ikke det eneste land at springe frem i tiden. Når man skifter fra den juliske kalender til den gregorianske i 1752, måtte det britiske imperium springe over 11 dage, mens Rusland, det sidste europæiske land til at adoptere den gregorianske kalender, måtte springe over 13 dage (interessant dette gør årsdagen for oktoberrevolutionens fald på 7 november).

Vanskeligheder med tidszoner

Mens samoa er vanskeligt med handel har nødvendiggjort denne ændring, betyder en global økonomi, at et universelt tids system er nødvendigt for kommunikation mellem lande i forskellige tidszoner.

UTC-Koordineret Universal Time blev oprettet til netop dette formål. Administreret af atomur, verdens mest præcise ure, UTC tillader hele verden at blive synkroniseret til nøjagtig samme tid.

UTC bruges ofte af teknologier som computernetværk til at muliggøre kommunikation over hele kloden og forhindre fejl og fejlkommunikation. De fleste teknologier udnytter NTP-servere (Network Time Protocol) for at modtage en kilde til UTC-tid - enten fra internettet, GPS-signaler eller radiofrekvenser - og distribuerer det omkring computernetværket for at sikre, at alle enheder synkroniseres til samme tid.

Samoa skal flytte den anden side af den internationale datalinje

En ny atomur, der er så præcis som nogen produceret, er udviklet af universitetet i Tokyo, som er så præcis, at det kan måle forskelle i jordens gravitationsfelt - rapporterer journal Nature Photonics.

Mens atomur er meget præcise og bruges til at definere den internationale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time), som mange computernetværk stole på for at synkronisere deres NTP-servere til, de er endelige i deres nøjagtighed.

Atomuret bruger oscillationerne af atomer, der udledes under forandringen mellem to energitilstande, men i øjeblikket er de begrænset af Dick-effekten, hvor støj og interferens genereret af laserne, der bruges til at læse frekvensen af ​​uret, gradvist påvirker tiden.

De nye optiske gitterklokke, der er udviklet af professor Hidetoshi Katori og hans team ved University of Tokyo, løser dette problem ved at fange de oscillerende atomer i et optisk gitter fremstillet af et laserfelt. Dette gør uret ekstremt stabilt og utrolig nøjagtigt.

Faktisk er uret så nøjagtigt, at professor Katori og hans hold tyder på, at det ikke kun kan man, at fremtidige GPS-systemer bliver nøjagtige til inden for et par inches, men kan også måle forskellen i jordens tyngdekraft.

Som det blev opdaget af Einstein i hans specielle og generelle relativitetsteorier, påvirkes tiden af ​​tyngdekraftens styrke. Jo stærkere tyngdekraften af ​​en krop, jo mere tid og rum er bøjet, sænker tiden.

Professor Katori og hans team tyder på, at deres klokker kan bruges til at finde olieaflejringer under jorden, da olie har en lavere densitet og derfor har en svagere tyngdekraft end sten.

På trods af dick-effekten brugte traditionelle atomur i øjeblikket UTC og synkroniserer computernetværk via NTP tid servere, er stadig meget nøjagtige og vil ikke drifte med et sekund i løbet af 100,000 år, der stadig er nøjagtige nok til de fleste præcise tidskrav.

For et århundrede siden var det mest præcise ur, der var til rådighed, et elektronisk kvartsklokke, der ville køre med en sekund om dagen, men da teknologien udviklede flere og mere præcise tidstykker blev påkrævet, så i fremtiden er det meget muligt, at denne nye generation af atomure vil være normen.