Når vi overvejer de vigtigste opfindelser af de sidste 100 år, vil meget få mennesker tænke på en atomur. Faktisk, hvis du beder nogen om at komme op med en top ti af opfindelser og nyskabelser, er det tvivlsomt, om atomuret ville finde ud af det hele.

Det er nok ikke svært at forestille sig, hvad folk tænker på som de mest livsforandrende opfindelser: internettet, mobiltelefoner, satellitnavigationssystemer, medieafspillere mv.

Imidlertid er næsten alle disse teknologier afhængige af præcis og præcis tid, og de ville ikke fungere uden det. Atomklockerne ligger i centrum for mange af de moderne innovationer, teknologier og applikationer der er forbundet med dem.

Lad os tage internettet som et eksempel. Internettet er i sin enkleste form et globalt netværk af computere, og dette netværk spænder over tidszoner og lande. Overvej nu nogle af de ting, vi bruger internettet til: online-auktioner, internetbanker eller pladsbestilling til f.eks. Disse transaktioner kunne ikke lade sig gøre med præcis og præcis tid og synkronisering.

Forestil dig at booke et sted på et flyselskab hos 10am, og så forsøger en anden kunde at bestille det samme sæde efter en computer med et langsommere ur. Computeren har kun tid til at fortsætte, så vil overveje den person, der bookede, efter at du har været den første kunde, fordi uret siger det! Det er derfor, at ethvert internetnetværk, der kræver tidsfølsomme transaktioner, er forbundet til en NTP-server at modtage og distribuere en atomur tid signal.

Og for andre teknologier er atomuret endnu mere afgørende. Satellitnavigation (GPS) er et glimrende eksempel. GPS (Global Positioning System) fungerer ved hjælp af triangulerende atomur signaler fra satellitter. På grund af den høje hastighed af radiobølger kunne en unøjagtighed af 1 sekund se en satellit-enhed ud af 100,000 km.

Også andre teknologier fra mobiltelefonnet til flyvekontrolsystemer er helt pålidelige på atomur, der viser, hvor undervurderet denne teknologi er.

For de af os, der bor i Storbritannien, vil CCTV-kameraet (lukket kredsløbs-tv) være et kendt sted på højgaderne. Over fire millioner kameraer er i drift over de britiske øer, hvor alle større byer overvåges af statsfinansierede kameraer, som har kostet den britiske skatteyder over £ 200 millioner ($ 400 million).

Grundene til brugen af ​​sådan udbredt overvågning er altid blevet erklæret for at forhindre og opdage forbrydelser. Imidlertid hævder kritikere, at der er få beviser for, at CCTV-kameraer har gjort noget for at dæmpe den stigende gadekriminalitet på Storbritanniens gader, og at pengene kunne blive bedre brugt.

Et af problemerne med CCTV er, at mange byer har begge kameraer styret af lokale råd og privatstyrede kameraer. Når det kommer til kriminalitetsdetektering, skal politiet ofte få så mange bevis som muligt, hvilket ofte betyder at kombinere de forskellige lokale myndigheders kontrollerede CCTV-kameraer med de privatstyrede systemer.

Mange lokale myndigheder synkroniserer deres CCTV-kameraer sammen, men hvis politiet skal hente billeder fra en naboskab eller fra et privat kamera, kan de ikke synkroniseres overhovedet, hvis det er tilfældet, synkroniseres helt til en anden tid.

Det er her, hvor CCTV falder ned i kampen mod kriminalitet. Forestil dig, at en mistænkt kriminel er opdaget på et CCTV-kamera, der begår en kriminel handling. Tiden på kameraet kunne sige 11.05pm, men hvad nu hvis politiet følger de mistænkte bevægelser over en by og bruger optagelser fra et privat ejet kamera eller fra andre byer og mens CCTV kameraet, der fangede den mistænkte i akten, kan sige 11.05, den anden kameraet kunne se de mistænkte minutter senere kun for tiden at være endnu tidligere. Du kan forestille dig, at en god forsvarsadvokat drager fuld nytte heraf.

For at sikre deres værd i kampen mod kriminalitet er det afgørende, at CCTV-kameraer er tid synkroniseret ved hjælp af en netværks tidsserver. Disse gange servere sikre, at alle enheder (i dette tilfælde kamera) kører nøjagtig samme tid. Men hvordan sikrer vi at alle kameraer er synkroniseret til samme tidskilde. Nå heldigvis, en global kilden kendt som UTC (koordineret Universal Time) er udviklet til dette præcise formål. UTC styrer computernetværk, flyvekontrol og andre tidsfølsomme teknologier.

Et CCTV kamera ved hjælp af en NTP-server der modtager a UTC-tidskilde fra et atomur vil ikke kun være korrekt, men den tid, der er sagt på enhederne, vil være beviselig i retten og præcis til tusindedel af et sekund (millisekund).

Husk tusindårsskiftet. Mens mange af os tæller ned sekunder til midnat, var der netværksadministratorer over hele kloden med deres fingre krydset, og håbede, at deres computersystemer stadig vil fungere efter det nye årtusind blevet sparket ind.

Millennium bug var resultatet af tidlige computer pionerer design systemer med kun to cifre til at repræsentere tiden som computer hukommelse var meget knappe på det tidspunkt. Problemet opstod ikke på grund af årtusindskiftet, det opstod fordi det var slutningen af ​​århundredet og tocifrede år flimret rundt til 00 (som maskinerne antager var 1900)

Heldigvis ved årtusindskiftet blev de fleste computere opdateret og der blev taget tilstrækkelige forholdsregler, som betød, at Y2K bug, som det blev kendt, forårsagede ikke den udbredte ødelæggelse, den var først frygtet.

Y2K-fejlen er imidlertid ikke det eneste tidsrelaterede problem, som computersystemerne kan forventes at stå over for, et andet problem med, hvordan computere fortæller tiden er blevet realiseret, og mange flere maskiner vil blive påvirket i 2038.

Unix Millennium Bug (eller Y2K38) ligner den oprindelige fejl, da det er et problem forbundet med den måde computere fortæller tiden på. 2038-problemet opstår, fordi de fleste maskiner bruger et 32-bit heltal til at beregne tiden. Dette 32-bitnummer er angivet fra antallet af sekunder fra 1 januar 1970, men fordi antallet er begrænset til 32-cifre ved 2038, er der ikke flere cifre tilbage til at klare tidsforløbet.

For at løse dette problem har mange systemer og sprog skiftet til en 64-bit version eller leverede alternativer, der er 64-bit, og da problemet ikke vil forekomme i næsten tre årtier, er der masser af tid til at sikre, at alle computersystemer kan beskyttes .

Disse problemer med tidsstempler er dog ikke de eneste tidsrelaterede fejl, der kan opstå på et computernetværk. En af de mest almindelige årsager til computernetværk fejl er mangel på tidssynkronisering. Mangler at sikre, at hver maskine kører på samme tid ved hjælp af a NTP tidsserver kan resultere i, at data går tabt, idet netværket er sårbart over for angreb fra ondsindede brugere og kan forårsage alle mulige fejl som e-mails, der ankommer, før de er sendt.

For at sikre, at dit computernetværk er tilstrækkeligt synkroniseret en ekstern NTP-tidsserver anbefales.

Der er ikke noget værre end at vende tilbage til din bil for at opdage, at din parkeringsmålerens tidsbegrænsning er udløbet, og du har en parkeringsbillet, der klappes på din forrude.

Mere ofte end ikke, det er kun et spørgsmål om at være et par minutter for sent, før en forgæves parkeringsleder springer din udløbne meter eller billet og giver dig en bøde.

Men som Chicago-folkene opdager, kan i et øjeblik være forskellen mellem at komme tilbage til bilen i tide eller modtage en billet, kan et minut også være forskellen mellem forskellige parkeringsmålere.

Det ser ud til, at klokkerne på 3000 nye parkeringsmåler lommebok i Cale, Chicago er blevet opdaget at være usynkroniserede. Faktisk af de næsten 60 lommebøger observeret, de fleste er slukket mindst et minut og i nogle tilfælde næsten 2 minutter fra hvad er "faktisk" tid.

Dette har skabt hovedpine for firmaet, der har ansvaret for parkering i Cale-distriktet, og de kan stå over for juridiske udfordringer fra de tusindvis af bilister, der har fået billetter fra denne maskine.

Problemet med Cale-parkeringssystemet er, at mens de hævder, at de regelmæssigt kalibrerer deres maskine, er der ingen præcis synkronisering til en fælles tidsreference. I de fleste moderne applikationer bruges UTC (Koordineret Universal Time) som basiskala og til at synkronisere enheder, som Cale's parkeringsmålere, en NTP-server, der er knyttet til et atomur, modtager UTC-tid og sikrer, at alle enheder har den nøjagtige tid.

NTP-servere bruges til kalibrering af ikke blot parkeringsmåler, men også trafiklys, flyvekontrol og hele banksystemet for blot at nævne nogle få applikationer og kan synkronisere alle enheder, der er forbundet med den, inden for få millisekunder af UTC.

Det er en skam Cale's parkeringskammerater så ikke værdien af ​​en dedikeret NTP-tidsserver - jeg er sikker på, at de beklager ikke at have en nu.

Dedikeret NTP-tidsserver enheder er den nemmeste og mest nøjagtige, pålidelige og sikre metode til at modtage en kilde til UTC tid (Koordineret Universal Time) til synkronisering af et computernetværk.

NTP-servere (Network Time Protocol) fungerer uden for firewallen og er ikke afhængige af internettet, hvilket betyder, at de er meget sikre og ikke sårbare over for ondsindede brugere, der i tilfælde af internetkilder kan bruge NTP-klientsignalerne som en metode til at få adgang til netværket eller penetrere firewall.

En dedikeret NTP-server modtager også sin tidskode direkte fra et atomur, hvilket gør det til en stratum 1-tidsserver i modsætning til online-tidsservere, som er stratum 2-tidsservere, det vil sige at de får tiden fra en stratum 1-server og så er ikke så præcise.

In ved hjælp af en NTP-tidsserver der er kun virkelig en beslutning at lave, og det er hvordan tidssignalet skal modtages, og for dette er der kun to valg:

Den første er at gøre brug af de tidsmæssige radiotransmissioner, der udsendes af nationale fysiklaboratorier som f.eks NIST i USA eller UK NPL. Disse signaler (WWVB i USA, MSF i Det Forenede Kongerige) er begrænsede inden for rækkevidde, selvom USA-signalet er tilgængeligt i de fleste dele af Canada og Alaska. Men de er sårbare over for lokal interferens og topografi, som andre langbølgesignaler er.

Alternativet til WWVB / MSF-signalet er at udnytte GPS-satellitnetværket (Global Positioning System). Atomiske ure anvendes af GPS-satellitter som grundlag for navigationsinformation, der anvendes af satellitmodtagere. Disse atomure kan anvendes ved at bruge en NTP-tidsserver udstyret med en GPS-antenne.

Mens GPS-tidssignalet strengt taget ikke er UTC - er det 17 sekunder bagud, da spring sekunder ikke er blevet tilføjet til GPS-tid (da satellitterne ikke kan nås), men NTP kan tage højde for dette (ved blot at tilføje 17 hele sekunder). Fordelen med GPS er, at den er tilgængelig overalt på planeten, lige så længe GPS-antennen har et klart billede af himlen.

Duel-systemer, der kan udnytte begge typer af signal er også tilgængelige.

Atomiske ure har, ubekendt for de fleste mennesker, revolutioneret vores teknologi. Mange af de måder, vi handler på, kommunikerer og rejser, er nu kun afhængige af timing fra atomurkilder.

Et globalt samfund betyder ofte, at vi skal kommunikere med mennesker på andre områder af verden og i andre tidszoner. Til dette formål blev der udviklet en universel tidszone, kendt som UTC (Koordineret Universal Time), som er baseret på den tid, som atomklokkerne fortæller.

Atomsklokker er utroligt præcise og taber kun et sekund hvert hundrede millioner år, hvilket er svimlende, når du sammenligner det med digitale ure, der vil miste så meget tid om ugen.

Men hvorfor har vi brug for en sådan nøjagtighed i timekeeping? Meget af den teknologi, vi anvender i moderne tid, er designet til global kommunikation. Internettet er et godt eksempel. Så meget handel foregår på tværs af kontinenter på områder som børsen, sædebestilling og onlineauktionering, at den præcise tid er afgørende. Forestil dig at du byder på et emne på internettet, og du placerer et bud et par sekunder inden udgangen, det sidste og højeste bud, ville det være rimeligt at miste varen, fordi uret på din internetudbyder var lidt hurtigt, og computeren derfor troede, at buddet var forbi. Eller hvad med sæde reservation hvis to mennesker på forskellige sider af kloden booker plads samtidig, hvem får sædet. Derfor er UTC afgørende for internettet.

Andre teknologier som f.eks. Global positionering og flyvekontrol er afhængige af atomur for at give nøjagtighed (og i tilfælde af lufttrafik er afgørende for sikkerheden). Selv trafiklys og hastighedskameraer skal kalibreres med atomur, ellers er det ikke muligt at sætte fart på billet, da de kunne blive stillet til retten.

Til computersystemer NTP tid servere er den foretrukne metode til modtagelse og distribution af en kilde til UTC-tid.

Hvad er en tidsserver?

En tidsserver er en enhed, der modtager og distribuerer en enkeltkilde over et computernetværk med henblik på tidssynkronisering. Disse enheder kaldes ofte som a NTP-server, NTP-tidsserver, netværkstidsserver eller dedikeret tidsserver.

Og NTP?

NTP - Network Time Protocol er et sæt softwareinstruktioner designet til at overføre og synkronisere tid på tværs af LAN'er (Local Area Network) eller WANS (Wider Area Network). NTP er en af ​​de ældste kendte protokoller i brug i dag og er langt den mest anvendte tidssynkroniseringsapplikation.

Hvilken tidsplan skal jeg bruge?

Koordineret Universal Time (UTC) er en global tidsplan baseret på den tid, som atomklokkerne fortæller. UTC tager ikke hensyn til tidszoner og er derfor ideel til netværksapplikationer som i princippet ved at synkronisere et netværk til UTC. Du er i virkeligheden synkroniseret med det til alle andre netværk, der bruger UTC.

Hvor modtager en tidsserver klokken fra?

En tidsserver kan bruge tiden fra hvor som helst som et armbåndsur eller vægur. En fornuftig netværksadministrator ville dog vælge at bruge en kilde til UTC-tid for at sikre, at netværket er så nøjagtigt som muligt. UTC er tilgængelig fra flere klare kilder. Det mest anvendte er måske internettet. Der er mange 'tidsservere' på internettet, der distribuerer UTC-tid. Desværre er mange slet ikke nøjagtige i at bruge en internetkilde, du kan forlade netværket sårbare, da ondsindede brugere kan udnytte den åbne port i firewallen, hvor timingoplysningerne flyder.

Det er langt bedre at Brug en dedikeret NTP-tidsserver der modtager UTC-tidssignalet eksternt til netværket og firewall. De bedste metoder til at gøre dette er enten at bruge de GPS-signaler, der sendes fra rummet eller de nationale tids- og frekvensoverførsler, der udsendes af flere lande i langbølge.

Computer netværk og internettet har dramatisk ændret den måde, vi lever vores liv på. Computere er nu i konstant kommunikation med hinanden og muliggør transaktioner som online shopping, pladsreservationer og endda email.

Men alt dette er kun muligt takket være nøjagtig netværks timing og især anvendelsen af ​​Network Time Protocol (NTP), der bruges til at sikre, at alle maskiner på et netværk kører samme tid.

Timing synkronisering er afgørende for computernetværk. Computere bruger tid i form af tidsstempler som den eneste markør for at adskille to begivenheder, uden at synkroniseringscomputere har svært ved at fastlægge arrangementernes arrangementer eller faktisk hvis en begivenhed er sket eller ej.

Manglende synkronisering af et netværk kan have utrolige effekter. Emails kan ankomme, inden de sendes (ifølge computerens ur), data kan gå tabt eller undlade at gemme og værst af alt, hele netværket kan være sårbart over for ondsindede brugere og endda svindlere.

Synkronisering med NTP er relativt lige fremad, da de fleste operativsystemer har en version af tidsprotokollen allerede installeret; Men det er mere udfordrende at vælge en timingreference til at synkronisere.

UTC (Koordineret Universal Time) er en global tidsplan styret af atomur og bruges af næsten alle computernetværk over hele kloden. Ved at synkronisere til UTC er et computernetværk i det væsentlige synkroniseret netværkstiden med nogensinde andet computernetværk i verden, der bruger UTC.

Internettet har masser af kilder til UTC til rådighed, men sikkerhedsproblemer med firewallen betyder, at den eneste sikre metode til modtagelse af UTC er eksternt. Dedikerede NTP-tidsservere kan gøre dette ved hjælp af enten langbølge radio eller GPS satellit transmissioner.

bro computernetværk skal synkroniseres til en vis grad. At tillade klokkerne på computere på tværs af et netværk for alle at fortælle forskellige tider, spørger virkelig om problemer. Der kan forekomme alle mulige fejl som f.eks. E-mails, der ikke ankommer, data går tabt og fejl bliver ubemærket, da maskinerne kæmper for at få mening om de paradokser, som usynkroniseret tid kan forårsage.

Problemet er, at computere bruger tid i form af tidsstempler som det eneste referencepunkt mellem forskellige begivenheder. Hvis disse ikke stemmer overens, kæmper computere ikke kun for arrangementet, men også om begivenhederne fandt sted overhovedet.

Synkronisere et computernetværk sammen er ekstremt enkelt, takket være i høj grad til protokollen NTP (Network Time Protocol). NTP er installeret på de fleste computersystemer, herunder Windows og de fleste versioner af Linux.

NTP bruger en enkeltkilde og sikrer, at hver enhed på netværket er synkroniseret til den tid. For mange netværk kan denne enkeltkilde være alt fra IT-lederens armbåndsur til uret på en af ​​stationære maskiner.

Men for netværk, der skal kommunikere med andre netværk, skal man beskæftige sig med tidsfølsomme transaktioner eller hvor der kræves et højt sikkerhedsniveau synkronisering til en UTC-kilde er et must.

Koordineret Universal Time (UTC) er en global tidsskala, der anvendes af industrien over hele verden. Det styres af en konstellation af atomklokker, der gør den meget præcis (moderne atomure kan holde tid for 100 millioner år uden at tabe et sekund).

For sikker synkronisering til UTC er der virkelig kun en metode, og det er at bruge a Dedikeret NTP-tidsserver. Online NTP-servere bruges af nogle netværksadministratorer, men de risikerer ikke kun med nøjagtigheden af ​​synkroniseringen, men også med sikkerhed som ondsindede brugere kan efterligne NTP-tidssignalet og trænge ind i firewallen.

Som dedikeret NTP-servere er eksterne til firewallen, der i stedet er baseret på GPS-satellitsignalet eller specialradio-transmissionen, de er langt mere sikre.

Vi er alle klar over forskellene i tidszoner. Enhver, der har rejst over Atlanterhavet eller Stillehavet, vil mærke virkningerne af jetlag forårsaget af at skulle justere vores egne indre kropsure. I nogle lande som USA findes flere forskellige tidszoner i det ene land, hvilket betyder, at der er flere timers tidsforskel fra østkyst til vest.

Denne forskel i tidszoner kan forårsage forvirring, selvom det for indbyggere i lande, der strækker sig over mere end en tidszone, tilpasser de sig hurtigt til situationen. Der er dog flere tidsskalaer og forskelle i tid end bare tidszoner.

Forskellige tidsstandarder er blevet udviklet i årtier for at klare tidszoneforskelle og at tillade en enkelt tidsstandard at hele verden kan synkronisere også. Desværre, siden første gangsstandarder blev udviklet som British Railway Time og Greenwich Mean Time, har andre standarder været nødt til at blive udviklet til at klare forskellige applikationer.

Et af problemerne med at udvikle en tidsstandard er at vælge, hvad der skal baseres på. Traditionelt er alle tidssystemer blevet udviklet på jordens rotation (24 timer). Men efter udviklingen af atomure, blev det hurtigt opdaget, at ingen to dage er nøjagtigt ens længde og ganske ofte kan de ikke overskride de forventede 24 timer.

Nye tidsstandarder, hvor de udviklede sig ud fra Atomic-klokker, da de viste sig at være langt mere pålidelige og præcise end at bruge jordens rotation som udgangspunkt. Her er en liste over nogle af de mest almindelige tidsstandarder i brug. De er opdelt i to typer, de der er baseret på Jordens rotation og dem, der er baseret på atomure:

Tidsstandarder baseret på Jordens rotation
Den rigtige soltid er baseret på soldagen - er perioden mellem en solmiddag og den næste.

Sidereal tid er baseret på stjernerne. En sidereal dag er den tid, det tager Jorden at lave en revolution med hensyn til stjernerne (ikke solen).

Greenwich Mean Time (GMT) baseret på når solen er højst (middag) over prime meridianen (ofte kaldet Greenwich meridianen). GMT plejede at være en international tidsstandard før fremkomsten af ​​præcise atomure.

Tidsstandarder baseret på atomur

International Atomic Time (TAI) er den internationale tidsstandard, hvorfra nedenstående tidsstandarder, herunder UTC, beregnes. TAI er baseret på en konstellation af atomur fra hele verden.

GPS-tid Også baseret på TAI, er GPS-tiden den tid, som atomklockerne forklare om GPS-satellitter. Oprindeligt er det samme som UTC, GPS-tiden er i øjeblikket 17 sekunder (netop) bagud, da 17-spring sekunder er blevet tilføjet til UTC, siden satellitterne blev lanceret.
Koordineret Universal Time (UTC) er baseret på både atomtid og GMT. Yderligere Sprang sekunder tilføjes til UTC for at modvirke upræcisionen af ​​Jordens rotation, men tiden er afledt af TAI, der gør den så præcis.

UTC er den sande kommercielle tidsplan. Computersystemer over hele verden synkroniseres til UTC ved hjælp af NTP-tidsservere. Disse dedikerede enheder modtager tiden fra et atomur (enten via GPS eller specialiserede radiosender fra organisationer som NIST or NPL).