Atomsklokker har haft en stor indflydelse på vores moderne liv med mange af de teknologier, der har revolutioneret den måde, vi lever vores liv på, afhænger af deres ultimative præcise tidsbevarende evner.

Atomiske ure er langt anderledes end andre kronometre; et normalt ur eller ur vil holde tiden ret præcist, men vil miste andet eller to hver dag. Et atomur på den anden side vil ikke tabe et sekund i millioner af år.

Faktisk er det rimeligt at sige, at et atomur ikke måler tid, men er det fundament, vi baserer vores perceptioner af tid på. Lad mig forklare, at tiden, som Einstein demonstrerede, er relativ, og den eneste konstant i universet er lysets hastighed (selvom et vakuum).

Målingstid med nogen reel præcision er derfor svært, da selv tyngdekraften på jorden skævner tiden, sænker den ned. Det er også næsten umuligt at basere tid på ethvert referencepunkt. Historisk har vi altid brugt jordens revolution og henvisning til de himmellegemer som grundlag for vores tidsfortælling (24 timer om dagen = en revolution på jorden, 365 dage = en revolution om jorden rundt om solen osv.).

Desværre er Jordens rotation ikke en præcis referenceramme for at basere vores tid på at fortsætte. Jorden sænker og fremskynder i sin revolution, hvilket betyder, at nogle dage er længere end andre.

Atomiske ure Anvendte imidlertid resonansen af ​​atomer (normalt cæsium) ved bestemte energitilstande. Da disse atomer vibrerer ved nøjagtige frekvenser (eller et eksakt antal gange), kan dette bruges som grundlag for at fortælle tid. Så efter udviklingen af ​​atomuret er det andet blevet defineret som over 9 milliarder resonans 'flåter' af cæsiumatomet.

Den atomklokke ultrakompakte natur er grundlaget for teknologier som satellitnavigering (GPS), flyvekontrol og internethandel. Det er muligt at bruge atomklokkenes præcise natur til at synkronisere computernetværk også. Alt der behøves er a NTP tidsserver (Network Time Protocol).
NTP-servere modtage tiden fra atomur via et udsendelsessignal eller GPS-netværket, hvorefter de distribueres mellem et netværk, der sikrer, at alle enheder har nøjagtig samme, ultra præcise tid.

Der er nu efter sigende mange biler på vejen, da der er husholdninger, og det tager kun en kort rejse i løbet af rushtiden for at indse, at dette krav ganske vist er sandt.

Congestion er et stort problem i vores byer og kontrollerer denne trafik og holder den i bevægelse er et af de mest væsentlige aspekter ved at reducere overbelastning. Sikkerhed er også en bekymring på vores veje, da chancerne for, at alle køretøjer, der rejser rundt uden at lejlighedsvis slå hinanden, er tæt på nul, men problemet kan eksemplificeres ved dårlig trafikstyring.

Når det kommer til at styre trafikstrømmene i vores byer, er der ikke noget større våben end det ydmyge trafiklys. I nogle byer er disse enheder enkle timed lights, der stopper trafikken på en måde og tillader det den anden og omvendt.

Imidlertid er potentialet for, hvordan trafiklys kan reducere overbelastning nu realiseret, og takket være millisekundens synkronisering muliggjort med NTP-servere er nu drastisk reduceret overbelastning er nogle af verdens største byer.

I stedet for blot simple tidsbestemte segmenter af grønt, rav og rødt, kan trafiklysene svare til vejens behov, hvilket gør det muligt for flere biler i én retning, mens de reduceres i andre. De kan også bruges i forbindelse med hinanden, så grønne lyspassager til biler i hovedruter.

Dette er dog kun muligt, hvis trafiklyssystemet i hele byen synkroniseres sammen, og det kan kun opnås med a NTP tidsserver.

NTP (Network Time Protocol) er simpelthen en algoritme, der i vid udstrækning anvendes til synkronisering. EN NTP-server vil modtage et tidssignal fra en præcis kilde (normalt et atomur), og NTP-softwaren distribuerer derefter det blandt alle enheder på et netværk (i dette tilfælde trafiklys).

Det NTP-server vil løbende kontrollere tiden på hver enhed og sikre, at den svarer til tidssignalet, hvilket sikrer, at alle enheder (trafiklys) er perfekt synkroniseret sammen, så hele trafiklyssystemet kan styres som et enkelt, fleksibelt trafikstyringssystem i stedet for individuelle tilfældige lys .

Det NTP tidsserver (Network Time Protocol) er et vigtigt redskab til at holde netværk synkroniseret. Uden passende synkronisering kan computernetværk være sårbare over for sikkerhedstrusler, datatab, svig og kan finde det umuligt at interagere med andre netværk over hele kloden.

Computernetværk er normalt synkroniseret med den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time), der gør dem i stand til at kommunikere effektivt med andre netværk, der også kører UTC.

Mens UTC-tidskilder er tilgængelige på internettet, er disse ikke sikre (uden for firewallen), og mange er enten for langt væk for at give tilstrækkelig præcision eller er for unøjagtige til at begynde med.

De sikreste metoder til at modtage en UTC-tidskilde er at bruge en dedikeret NTP Time Server. Disse enheder kan modtage et sikkert og præcist tidssignal, enten GPS-netværket (Global Positioning System), som er tilgængeligt overalt på kloden, med et godt kig på himlen eller via specialradio-transmissionsudsendelse fra nationale fysiklaboratorier.

I USA er National Institute for Standards and Time (NIST) udsendt et tidssignal fra nær Fort Collins, Colorado. Signalet, kendt som wwvb kan modtages overalt i Nordamerika (herunder mange dele af Canada) og giver en præcis og sikker metode til at modtage UTC.

Da signalet er afledt af atomkvarterer på Fort Collins-webstedet, er WWVB en yderst præcis metode til synkronisering af tid og er også sikker, da en dedikeret NTP-tidsserver fungerer som en ekstern kilde.

Sikkerhed er ofte den mest bekymrede over aspektet ved at køre et computernetværk. At holde uønskede brugere ude og samtidig tillade frihed for brugere at få adgang til netværksapplikationer er et fuldtidsjob. Alligevel mangler mange netværksadministratorer at være opmærksomme på et af de mest afgørende aspekter ved at holde et netværk sikkert - tidssynkronisering.

tidssynkronisering er ikke kun vigtigt, men det er afgørende for netværkssikkerhed, og alligevel er det svimlende, hvor mange netværksadministratorer det er, eller ignorerer deres systemer ordentligt synkroniseret.

Sikring af samme og korrekte tid (helst UTC - Koordineret Universal Time) er på hvert netværk maskine er afgørende, da enhver forsinkelse kan være en åben dør for hackere at glide i uopdaget, og hvad der er værre, hvis maskiner får hacket, kører ikke samtidig, det kan være næsten umuligt at opdage, reparere og få netværkskopiering og kørsel.

Men tidssynkronisering er en af ​​de enkleste opgaver at ansætte, især da de fleste operativsystemer har en version af tidsprotokollen NTP (Network Time Protocol).

At finde en nøjagtig tidsserver kan undertiden være problematisk, især hvis netværket er synkroniseret på tværs af internettet, da dette kan rejse andre sikkerhedsproblemer som f.eks. At have en åben port i firewallen og manglende mulig godkendelse af NTP for at sikre signalet er tillid.

En nemmere metode til tidssynkronisering, der er både nøjagtig og sikker, er imidlertid at bruge en dedikeret NTP tidsserver (også kendt som netværkstidsserver). en NTP-server vil tage et tidssignal direkte fra GPS eller fra de nationale tids- og frekvensradio transmissioner udgivet af organisationer som NIST or NPL.

Ved at bruge en dedikeret NTP-server Netværket bliver meget sikrere, og hvis det værste sker, og systemet bliver offer for ondsindede brugere, så har det et synkroniseret netværk, der sikrer, at det nemt kan løses.

UTC (Koordineret Universal Time) er verdens globale tidsskala og erstattet den gamle tidsstandard GMT (Greenwich Meantime) i 1970s.

Mens GMT var baseret på Sun's bevægelse, er UTC baseret på den tid, der blev fortalt af atomure selv om det holdes inline med GMT ved tilføjelsen af ​​'Leap Seconds', som kompenserer for forsinkelsen af ​​jordens rotation, så både UTC og GMT kan køre side om side (GMT er ofte fejlagtigt omtalt som UTC - selvom der ikke er nogen egentlig forskel det betyder ikke rigtig noget).

I computeren giver UTC computernetværk over hele verden mulighed for at synkronisere til samme tid, der muliggør tidssensitive transaktioner fra hele verden. De fleste computernetværk bruges dedikeret netværk tidsservere at synkronisere til en UTC-tidskilde. Disse enheder bruger protokollen NTP (Network Time Protocol) til at distribuere tiden over netværket og kontrollerer løbende for at sikre, at der ikke er drift.

Det eneste problem i at bruge en dedikeret NTP tidsserver er at vælge, hvor tidskilden kommer fra hvilken vil styre typen af NTP-server du har brug for. Der er virkelig tre steder, hvor en kilde til UTC-tid nemt kan placeres.

Den første er internettet. Ved brug af en internetkilde som time.nist.gov eller time.windows.com er en dedikeret NTP-server er ikke nødvendigvis nødvendig, da de fleste operativsystemer allerede har en version af NTP installeret (i Windows skal du bare dobbeltklikke på urikonet for at se internettidsindstillingerne).

*NB Det skal bemærkes, at Microsoft, Novell og andre stærkt råder over at bruge internetkilder, hvis sikkerhed er et problem. Internet-tidskilder kan ikke autentificeres af NTP og er uden for firewallen, hvilket kan medføre sikkerhedstrusler.

Den anden metode er at bruge a GPS NTP-server; Disse enheder bruger GPS-signalet (mest almindeligt anvendt til satellitnavigering), som faktisk er en tidskode genereret af et atomur (fra ombord på satellitten). Mens dette signal er tilgængeligt overalt på kloden, kræver en GPS-antenne et klart billede af himlen, som er den eneste ulempe ved at bruge GPS.

Alternativt kan mange lande 'nationale fysik laboratorier såsom NIST i USA og NPL i Storbritannien, sende et tidssignal fra deres atomur. Disse signaler kan hentes med en radio, der refereres til NTP-server selv om disse signaler er begrænsede og sårbare for lokal forstyrrelse og topografi.

GPS-netværket (Global Positioning System) er almindeligvis kendt som et satellitnavigationssystem. Det relæer imidlertid et ultra-præcis tidssignal fra et ombord atomur.

De kronologiske pionerer på NIST har gået sammen med University of Colorado og har udviklet verdens mest præcise atomur til dato. Strontiumbaseret ur er næsten dobbelt så præcist som det nuværende cæsiumklokke bruges til at styre UTC (Koordineret Universal Time), da det taber kun et sekund hver 300 million år.

Strontium baseret atomure ses nu som vejen frem i timekeeping, da højere niveauer af nøjagtighed er opnåelige, som bare ikke er mulige med cæsiumatomet. Strontiumklokker, ligesom deres forgængere, arbejder ved at udnytte den naturlige, men meget konsistente vibration af atomer.

Men disse nye generationer af ure bruger laserstråler og ekstremt lave temperaturer tæt på absolut nul for at styre atomerne, og det er håbet, at det er et skridt fremad for at skabe et perfekt præcist ur.

Denne ekstreme nøjagtighed kan virke et skridt for langt og unødvendigt, men anvendelserne til sådan præcision er mange gange, og når man overvejer de teknologier, der er udviklet, der er baseret på den første generation af atomur som GPS-navigation, NTP-server synkronisering og digital udsendelse en ny verden af ​​spændende teknologi baseret på disse nye ure kunne bare være rundt om hjørnet.

Mens for tiden verdens globale tidsplan, UTC, er baseret på den tid, der er fortalt af en konstellation af cæsiumklokker (og i øvrigt er det også definitionen af ​​et sekund som lige over 9 mia. Cæsium ticks), menes, at når det rådgivende udvalg for Tid og Frekvens hos Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) næste møder vil det diskutere om at gøre denne næste generation af atomure den nye standard.

Strontiumklokker er imidlertid ikke den eneste metode til meget præcis tid. Sidste år udviklede et kvadratur også ved NIST styret nøjagtighed af 1 sekund i 1 milliarder år. Denne type ur kan imidlertid ikke overvåges direkte og kræver en mere kompleks ordning til overvågning af tiden.

A netværkstidsserver kan være en af ​​de mest afgørende enheder på et computernetværk, da tidsstempler er afgørende for de fleste computerapplikationer fra afsendelse og e-mail til debugging af et netværk.

Små unøjagtigheder i en tidsstempel kan forårsage kaos på et netværk, fra e-mails, der ankommer, før de er teknisk sendt, for at lade et helt system være udsat for sikkerhedstrusler og endda bedrageri.

En netværks-tidsserver er dog kun så god som den tidskilde, som den synkroniserer med. Mange netværksadministratorer vælger at modtage en timingkode fra internettet, men mange internetkilder er helt unøjagtige og ofte for langt væk fra en klient for at give nogen reel nøjagtighed.

Desuden kan internetbaserede tidskilder ikke godkendes. Autentificering er en sikkerhedsforanstaltning, der bruges af NTP (Network Time Protocol, som styrer netværkstidsserveren) for at sikre, at tidsserveren er præcis, hvad den siger det er).

For at sikre nøjagtig tid holdes, er det vigtigt at vælge en tidskilde, der er både sikker og præcis. Der er to metoder, der kan sikre en millisekunds nøjagtighed tilUTC (koordineret universeltid - en global tidsplan baseret på tiden, som atomklockerne fortæller).

Den første er at bruge en specialiseret national tids- og frekvensoverførselsudsendelse i flere lande, herunder Storbritannien, USA, Tyskland, Frankrig og Japan. Desværre kan disse udsendelser ikke hentes overalt, men den anden metode er at bruge det timing signal, der udsendes af GPS-netværket, som er tilgængeligt bogstaveligt overalt på planetens overflade.

A netværkstidsserver vil bruge denne timing kode og synkronisere et helt netværk til det ved hjælp af NTP, hvorfor de ofte omtales som a NTP-server or NTP tidsserver. NTP justerer løbende netværkets ure, så der ikke er nogen drift.

I øjeblikket er der kun ét Global Navigation Satellite System (GNSS) NAVSTAR GPS, som har været åben til civil brug siden den sene 1980.

Mest almindeligt, den GPS-system menes at give navigationsoplysninger, der gør det muligt for chauffører, søfolk og piloter at finde deres position overalt i verden.

Faktisk er den eneste information, der stråles fra en GPS-satellit, den tid, der genereres af satellittets interne atomur. Dette tidssignal er så præcist, at en GPS-modtager kan bruge signalet fra tre satellitter og lokalisere placeringen til inden for få meter ved at finde ud af, hvor længe hvert præcist signal tog for at ankomme.

I øjeblikket a GPS NTP-server kan bruge denne timing information til at synkronisere hele computernetværk for at give nøjagtighed inden for få millisekunder.

EU arbejder imidlertid for øjeblikket på Europas eget globale satellitnavigationssystem kaldet Galileo, som vil konkurrere med GPS-netværket ved at levere sine egne timing og positioneringsoplysninger.

Galileo er imidlertid designet til at være interoperabel med GPS, hvilket betyder at en nuværende GPS NTP-server vil kunne modtage begge signaler, selv om nogle softwarejusteringer måtte foretages.

Denne interoperabilitet vil give øget nøjagtighed og kan gøre nationale tids- og frekvensradioudsendelser forældede, da de ikke vil være i stand til at producere en sammenlignelig nøjagtighed.

Desuden planlægger Rusland, Kina og Indien i øjeblikket deres egne GNSS-systemer, som kan give endnu mere nøjagtighed. GPS har allerede revolutioneret måden verden virker ikke blot ved at tillade præcis positionering, men også gøre det muligt for hele kloden at synkronisere til samme tidsskala ved hjælp af en GPS NTP-server. Det forventes, at endnu flere fremskridt inden for teknologi fremkommer, når den næste generation af GNSS begynder deres transmissioner.

Synkronisering af computernetværk er afgørende i den moderne verden. Mange af verdens computernetværk er synkroniseret til samme globale tidsplan UTC (Koordineret universeltid).

At regulere synkronisering protokollen NTP (Network Time Protocol) bruges i de fleste tilfælde, da det er i stand til pålideligt at synkronisere et netværk til et par millisekunder uden UTC-tid.

Imidlertid er nøjagtigheden af ​​tidssynkronisering udelukkende afhængig af nøjagtigheden af, hvilken tid reference der er valgt for NTP til at distribuere, og her ligger en af ​​de grundlæggende fejl, der er lavet i synkroniserende computernetværk.

Mange netværksadministratorer er afhængige af internettidsreferencer som en kilde til UTC-tid, men bortset fra de sikkerhedsrisici, de udgør (som de er på den forkerte side af en netværksbrandwall), men også deres nøjagtighed kan ikke garanteres, og nyere undersøgelser har fundet mindre end halvdelen af ​​dem giver nogen nyttige præcisioner overhovedet.

For en sikker, præcis og pålidelig metode til UTC er der virkelig kun to valg. Brug tidssignalet fra GPS-nettet eller stole på de lange bølgekransmissioner, der sendes af nationale fysiklaboratorier som f.eks NPL og NIST.

For at vælge hvilken metode der er bedst, er den eneste faktor, der skal overvejes, placeringen af NTP-server det er at modtage tidssignalet.

GPS er den mest fleksible, fordi signalet er tilgængeligt bogstaveligt overalt på planeten, men den eneste ulempe ved signalet er, at en GPS-antenne skal være placeret på taget, da det har brug for et klart billede af himlen. Dette kan vise sig problematisk, hvis tidsserver er placeret i de nederste etager af en himmelskraber, men på de fleste brugere af GPS-tid Signalerne finder, at de er meget pålidelige og utroligt præcise.

Hvis GPS er upraktisk, giver den nationale tid og frekvenser en lige så præcis og sikker metode til UTC-tid. Disse longwave signaler udsendes imidlertid ikke af alle lande, selv om det amerikanske WWVB-signal udsendt af NIST i Colorado er tilgængeligt i det meste af Nordamerika, herunder Canada.

Der er forskellige versioner af dette signal udsendt i hele Europa, herunder tyskerne DCF og Storbritannien MSF som viser sig at være den mest pålidelige og populære. Disse signaler kan også ofte hentes uden for landets grænser, selv om det skal bemærkes, at lange bølgekransmissioner er sårbare for lokal forstyrrelse og topografi.

For fuldstændig ro i sindet, dobbelt system NTP-servere der modtager signaler fra både GPS og nationale fysik laboratorier er tilgængelige, selv om de har tendens til at være lidt dyrere end enkelt systemer, selvom at bruge mere end et tidspunkt signal gør dem dobbelt pålidelige.