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.

Nøjagtig tidtagning hvis det ofte overses som en prioritet for netværksadministratorer, risikerer mange imidlertid både sikkerhed og datatab ved ikke at sikre, at deres netværk synkroniseres så præcist som muligt.

Computere har deres egne hardware ure, men det er ofte bare enkle elektroniske oscillatorer, som findes i digitale ure, og desværre er disse systemklokke tilbøjelige til at drive, ofte med så mange som flere sekunder om ugen.

At køre forskellige maskiner på et netværk, der har forskellige tidspunkter - selv om kun få sekunder - kan forårsage kaos, da så mange computeropgaver er afhængige af tiden. Tid, i form af tidsstempler, er den eneste referencecomputer, der bruges til at skelne mellem forskellige begivenheder og manglende evne til at nøjagtigt synkronisere et netværk kan føre til alle mulige utallige problemer.

Her er nogle af hovedårsagerne til, at dit netværk skal synkroniseres med Network Time Protocol, præfasbly med a NTP tidsserver.

Data backup - vigtigt for at beskytte data i enhver virksomhed eller organisation, manglende synkronisering kan føre til ikke kun back ups fejler, men ældre versioner af filer erstatter mere moderne versioner.

Ondsindede angreb - Ligegyldigt hvor sikkert et netværk, nogen, et eller andet sted vil få adgang til dit netværk, men uden nøjagtig synkronisering kan det blive umuligt at finde ud af, hvilke kompromiser der har fundet sted, og det vil også give uautoriserede brugere ekstra tid i et netværk for at få ødelæggelse.

Fejllogging - Når fejl opstår, og de uundgåeligt gør, indeholder systemlogfilerne al information til at identificere og rette op på problemer. Men hvis systemloggene ikke synkroniseres, kan det nogle gange være umuligt at finde ud af, hvad der gik galt og hvornår.

Online Trading - Køb og salg på internettet er nu almindeligt, og i nogle virksomheder udføres tusindvis af online-transaktioner hvert sekund fra sædebestilling til køb af aktier og mangel på nøjagtig synkronisering kan resultere i alle mulige fejl i onlinehandel som f.eks. varer, der købes eller sælges mere end én gang.

Overholdelse og lovlighed - Mange industrielle reguleringssystemer kræver en auditerbar og præcis metode til timing. Et usynkroniseret netværk vil også være sårbart over for juridiske problemer, da det ikke kan bevises, hvor en begivenhed angiveligt har fundet sted.

Når du tælles ned på nytårsaften for at markere begyndelsen af ​​det næste år, begyndte du på 10 eller 11? De fleste revelers ville have regnet ned fra ti, men de ville have været for tidlige i år, da der blev tilføjet et ekstra sekund til sidste år - springet andet.

Spræng sekunder indføres normalt en eller to gange om året (normalt på nytårsaften og i juni) for at sikre den globale tidsplan UTC (Koordineret Universal Time) falder sammen med den astronomiske dag.

Sprang sekunder er blevet brugt siden UTC blev først implementeret, og de er et direkte resultat af vores nøjagtighed i timekeeping. Problemet er det moderne atomure er langt mere præcise timekeeping enheder end jorden selv. Det blev lagt mærke til, at atomklokker først blev udviklet, at længden af ​​en dag, en gang syntes at være nøjagtigt 24 timer, varierede.

Variationerne er forårsaget af Jordens rotation, som påvirkes af Jordens Jordens Tyngdekraft og Tidevandsstyrker, som alle minutielt sænker Jordens Drejning.

Denne rotationsbremsning, mens den kun er lille, hvis den ikke er tjekket, vil UTC-dagen snart gå ind i den astronomiske nat (om end i flere tusinde år).

Beslutningen om, hvorvidt der er brug for et andet skridt, er den internationale jordrotationstjeneste (IERS), men Leap Seconds er ikke populære hos alle, og de kan forårsage potentielle problemer, når de introduceres.

UTC bruges af NTP tid servere (Network Time Protocol) som en tidsreference til at synkronisere computernetværk og anden teknologi, og forstyrrelsen, der kan forårsage sprængs sekunder, anses for ikke at være besværet.

Men andre, som astronomer, siger, at manglende at holde UTC i tråd med den astronomiske dag ville gøre studiet af himlen næsten umuligt.

Det sidste spring andet indsat før denne var i 2005, men der har været i alt 23 sekunder tilføjet til UTC siden 1972.

Digital skiltning Fremskyndes ganske hurtigt til en sådan sprængende ny industri. Fantastiske nye innovationer og indholdsstile udvikles hele tiden, og der er nogle rigtig fantastiske kampagner derude, og flere og flere eventyrlige implementeringer springer hele tiden op.

Et af flere tendenser er brugen af ​​komplicerede, planlagte og synkroniserede kampagner på flere maskiner. Disse er utroligt iøjnefaldende, især når indholdet er synkroniseret for at give forbipasserende med en næsten interaktiv oplevelse.

Synkroniseret indhold kan være virkelig udfordrende at implementere, og denne form for indhold er bestemt ikke for begynderen, da oprettelsen af ​​en så avanceret kampagne kan være virkelig svært.

Et af de væsentlige aspekter ved disse typer af planlagte digitale skiltkampagner er at sikre, at alle skærme synkroniseres sammen. Synkronisering er måske det mest afgørende aspekt af disse typer sofistikerede digital signage-kampagner. Der er flere metoder til at synkronisere denne type kampagne.

En løsning er en netværkstidsserver, der modtager en enkeltkilde og distribuerer den blandt alle enheder på netværket ved hjælp af tidsprotokollen NTP (Network Time Protocol).

NTP-servere modtage tiden fra en ekstern kilde (normalt GPS eller langbølge radio), så der ikke er behov for at få netværket tilsluttet internettet, selvom det er lige som muligt at synkronisere til en internetkilde, selvom det kan være problematisk, hvis der er nogen forstyrrelse i internetforbindelsen.

Ethvert stort netværk af digitale skiltningsskærme skal også beskyttes, især hvis medieafspillere eller pc'er bruges til at generere indhold. Den bedste mulighed for at sikre total sikkerhed er at placere både skærmen og medieenheden i en display kabinet, ofte omtalt som en LCD-kabinet.

Oscillatorer har været afgørende for udviklingen af ​​ure og kronologi. Oscillatorer er kun elektroniske kredsløb, der producerer et gentagne elektroniske signal. Ofte anvendes krystaller som kvarts til at stabilisere oscillationsfrekvensen,

Oscillatorer er den primære teknologi bag elektroniske ure. Digitale ure og batteridrevne analoge klokke styres alt sammen af ​​et oscillerende kredsløb, der normalt indeholder en kvartskrystal.

Og mens elektroniske ure er mange gange mere præcise end et mekanisk ur, vil en kvartsoscillator stadig køre med et sekund eller to hver uge.

Atomiske ure selvfølgelig er langt mere præcise. De bruger dog stadig oscillatorer, oftest cæsium eller rubidium, men de gør det i en hyperfin tilstand, ofte frosne i flydende nitrogen eller helium. Disse ure i forhold til elektroniske ure vil ikke køre med endnu en million år (og med de mere moderne atomure 100 millioner år).

For at udnytte denne kronologiske nøjagtighed en netværks tidsserver, der bruger NTP (Network Time Protocol) kan bruges til at synkronisere komplette computernetværk. NTP-servere brug et tidssignal fra enten GPS eller langbølge-radio, der kommer direkte fra et atomur (i tilfælde af GPS genereres tiden i et ur ombord på GPS-satellitten).

NTP-servere Kontroller løbende denne tidskilde, og juster derefter enhederne på et netværk for at matche den pågældende tid. I mellem afstemninger (modtagelse af tidskilden) bruges en standardoscillator af tidsserveren til at holde tid. Normalt er disse oscillatorer kvarts, men fordi tidsserveren er i regelmæssig kommunikation med atomuret, siger hvert minut eller to, så er det normalt ikke en normal drift af en kvartsoscillator, da et par minutter mellem afstemninger ikke ville medføre nogen målbar drift.

Fortsættes ...

Uanset hvor vi er i verden, har vi alle brug for at kende tiden på et tidspunkt i dag, men medens hver dag varer i samme tid uanset hvor du er på jorden, bruges den samme tidsskala ikke globalt.

Det upraktiske, at australierne skal vågne op på 17.00, eller de i USA, der skal starte arbejde på 14.00, ville udelukke at sagsøge en enkelt tidsskala, selv om ideen blev drøftet, da Greenwich blev udnævnt til den officielle førende meridian (hvor datelinjen officielt er) for verden nogle 125 år siden.

Mens ideen om en global tidsplan blev afvist af ovenstående grunde, blev det senere besluttet, at 24 langsgående linjer ville opdele verden op i forskellige tidszoner. Disse vil udsende fra GMT omkring med dem på den modsatte side af planeten er + 12 timer.

Men ved 1970'ernes betydning medførte en vækst i globale kommunikation, at en universel tidsskala endelig blev vedtaget og stadig er i stor udstrækning i dag, selv om mange mennesker aldrig har hørt om det.

UTC, Koordineret Universal Time, er baseret på GMT (Greenwich Meantime), men holdes af en konstellation af atomur. Det tegner også for variationer i jordens rotation med yderligere sekunder kendt som "spring sekunder", der tilføjes en gang to gange om året for at modvirke forsinkelsen af ​​jordens spinding forårsaget af tyngdekraft og tidevandskræfter.

Mens de fleste mennesker aldrig har hørt om UTC eller bruger det direkte, synkroniseres deres indflydelse på vores liv i uendelig med computernetværk til UTC via NTP tid servere (Network Time Protocol).

Uden denne synkronisering til en enkelt tidsplan vil mange af de teknologier og applikationer, vi tager for givet i dag, være umuligt. Alt fra global handel på aktier og aktier til internet shopping, email og social networking er kun muliggjort takket være UTC og NTP tidsserver.

Fra de tidlige dage af den industrielle revolution, da jernbanelinjer og telegraf spænder over tidszoner, viste det sig, at der var behov for en global tidsskala, der ville gøre det muligt at bruge samme tid uanset hvor du var i verden.

Det første forsøg på en global tidsplan var GMT - Greenwich Meantime. Dette var baseret på Greenwich Meridianen, hvor solen er direkte over på 12 middagstid. GMT blev valgt, primært på grund af det britiske imperiums indflydelse på resten, hvis kloden.

Andre tidsskalaer var blevet udviklet sådan britisk jernbanetid, men GMT var første gang et virkelig globalt system af tid blev brugt over hele verden.

GMT forblev som den globale tidsplan gennem første halvdel af det tyvende århundrede, selvom folk begyndte at henvise til som UT (Universal Time).

Men da atomklokker blev udviklet i midten af ​​det tyvende århundrede, blev det snart klart, at GMT ikke var tilstrækkelig nok. En global tidsplan baseret på den tid, som atomklokkerne fortalte, var ønsket at repræsentere disse nye nøjagtige chronometre.

International Atomic Time (TAI) blev udviklet til dette formål, men problemer med at bruge atomur blev snart synlige.

Man mente, at jordens revolution på sin akse var en nøjagtig 24-time. Men takket være atomklokker blev det opdaget, at Jordens spin varierer, og siden 1970'erne har været langsomt. Denne forsinkelse af jordens rotation skulle nødvendigvis tages i betragtning, da uoverensstemmelserne kunne bygge op, og natten ville langsomt glide ind i dag (om end i mange årtusinder).

Koordineret Universal Time blev udviklet for at imødegå dette. Baseret på både TAI og GMT giver UTC mulighed for at bremse Jordens rotation ved at tilføje spring sekunder hvert år eller to (og nogle gange to gange om året).

UTC er nu en virkelig global tidsplan og er vedtaget af nationer og teknologier over hele kloden. Computernetværk er synkroniseret til UTC via netværk tidsservere og de bruger protokollen NTP for at sikre nøjagtighed.

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.