Skrevet af Richard Williams for Galleon Systems

Nøjagtigheden i tidevandet bliver for evigt vigtigere i den moderne globale økonomi. Industrier og virksomheder rundt om i verden kommunikerer nu ofte med hver på trods af tidszoneforskellene.

Der var engang, hvor et par minutter her eller der sjældent var vigtig, men nu ved at vide præcis, hvilken tid det er blevet mere og mere vigtigt, da konferenceopkald og internettet webinarer ofte planlægges som en del af almindelig forretning.

Global Timescale

Heldigvis for at forhindre hovedpine i at udarbejde alle de forskellige tidszoner, du måtte have at håndtere, er der en global tidsplan, der nu vedtages af det globale samfund. UTC (Koordineret Universal Time) er en atomurstyret tid, der anvendes globalt og holdes præcis og præcis af fysiklaboratorier rundt omkring i verden.

UTC muliggør nøjagtig kommunikation og formularer og bruges af mange avancerede teknologier til at sikre nøjagtighed som netværks-tidsserveren (NTP-server - Network Time Protocol). Ofte modtager disse enheder UTC-tiden direkte fra atomurerne takket være radioudsendelser fra folk som NIST (USA's National Institute for Standards and Time) og NPL (UK's National Physical Laboratory)

Atomisk vægur

Og når det kommer til folk, der fortæller tiden, kan disse samme radiosignaler også udnyttes af et atomvægur. Atomiske vægure, på trods af hvad navnet antyder, er ikke atomur. I grunden består de af en standard ur enhed og en radio antenne og modtage. De atomklocksignaler, der udsendes af fysiklaboratorierne, kan modtages, og uret regulerer jævnligt sig selv for at sikre, at uret er nøjagtigt til UTC til det andet.

Tidssynkronisering er et kritisk aspekt ved moderne computing, især når computere er på et netværk eller skal kommunikere med andre netværksmaskiner.

Timestamps er afgørende for computere at anerkende, hvornår en begivenhed opstod, og det er den eneste information, de skal finde ud af, om der er sket en begivenhed. Uden nøjagtige tidsstempler kan konsekvenserne omfatte:

• Tab af data
• Vanskeligt at logge fejl
• Svær at fejle
• Undladelse at gemme
• Tidsfølsomme applikationer kan mislykkes

Moderne operativsystemer som Windows 7 har automatisk synkroniseringssoftware allerede installeret. W32Time har været en del af Microsofts forskellige generationer af operativsystemer i nogen tid, men i Windows 7 er den indstillet til at blive tændt automatisk (i stedet for at brugeren skal indstille den) - synkronisere din pc lige ud af boksen.

Med sådan NTP (Network Time Protocol) -baseret synkronisering tilgængelig ved brug af internet-tidsservere (normalt Microsoft og NIST), kan mange mennesker spørge sig selv, om en dedikeret tidsserver stadig er påkrævet.

Problemer med Internet Time Servers

Der er flere ulemper ved at bruge denne internet tid som en kilde til UTC (Koordineret Universal Time - den globale tidsskala, der ofte kaldes GMT).

Den første og vigtigste ulempe for internet-tidsservere er deres placering gennem brandvejen. At skulle stole på en kilde til tid på tværs af internettet betyder, at TCP-porten er åben - en afgørende sikkerhedssvaghed, der kan bruges af ondsindede brugere eller bots.

En anden ulempe for internet tidsservere er deres mangel på garanteret nøjagtighed. Mens steder som NIST (National Institute for Standards and Time) og Microsoft har pålidelige og præcise tidsservere, kan nøjagtigheden afhænge af, hvor langt væk du er fra. Og mange andre tidsservere, der er tilgængelige som kilde til internettet, er mindre pålidelige - og da NTP ikke kan autentificere et tidssignal fra hele internettet - kan det være svært at vurdere.

Fordele ved en ekstern NTP-server

Dedikeret eksterne NTP-servere er langt mere sikre. De modtager deres slips fra GPS-satellitter af Long Wave transmissioner, så signalerne ikke kan opfanges af computer hackere eller ondsindet software. NTP kan også autentificere signalerne, så du ved, hvor de kommer fra, og hvor præcise de er.

Når tiden er så vigtig på moderne netværkscomputere, kan risikoen med internet tid koste meget mere end nogen mindre investeringer i en dedikeret NTP tidsserver.

Skrevet af Richard N Williams for Galleon Systems

Siden dets frigivelse til den civile befolkning har Global Positioning System (GPS) forbedret og forbedret vores verden kraftigt. Fra satellitnavigation til den præcise tid, der bruges af NTP-servere (Network Time Protocol) og meget eller vores moderne verdens teknologi.

Og GPS har i flere år været den eneste Global Navigation Satellite Systems (GNSS) og bruges verden over, men tiden er ved at ændre sig.

Der er nu tre andre GNSS-systemer i horisonten, der ikke kun vil fungere som konkurrence for GPS, men vil også øge sin præcision og nøjagtighed.

Glonass er et russisk GNSS-system, der blev udviklet under den kolde krig. Men efter Sovjetunionens fald faldt systemet i forfald, men det er endelig blevet fornyet og er nu i gang igen.

Glonass-systemet bruges nu som navigationshjælp fra russiske flyselskaber, og deres nødtjenester med GNSS-modtagere i bil bliver også udbredt for den generelle befolkning at bruge. Og Glonass-systemet tillader også tidssynkronisering ved hjælp af NTP tid servere da den bruger den samme atomur teknologi som GPS.

Og Glonass er heller ikke den eneste konkurrence for GPS. Det europæiske Galileo-system er på vej med de første satellitter, der forventes lanceret i slutningen af ​​2010, og det kinesiske kompas-system forventes også at være online snart, hvilket vil skabe fire fuldt operationelle GNSS-systemer, der kredser over jordens kredsløb.

Og det er gode nyheder for dem, der er interesseret i ultrahøjtidssynkronisering, da systemerne alle skal være interoperable, hvilket betyder, at alle, der kigger på GNSS-satellitter, kan bruge flere systemer til at sikre endnu større nøjagtighed.

Det forventes at interoperable GNSS NTP tid servere vil snart være tilgængelig for at gøre brug af disse nye teknologier.

Nøjagtig tid er så vigtigt for moderne computersystemer, at det nu er utænkeligt for ethvert netværk administrere at konfigurere et computersystem uden hensyntagen til synkronisering.

Sikring af, at alle maskiner kører en nøjagtig og præcis tid, og at hele netværket er synkroniseret sammen, forhindrer problemer, der opstår som datatab, fejl i tidsfølsomme transaktioner og aktiverer fejlfinding og fejlhåndtering, som kan være næsten umuligt for netværk, der mangler synkronicitet .

Der er mange kilder til præcis tid til brug sammen med NTP tid servere (Network Time Protocol). NTP-servere har tendens til at bruge tid, der styres af atomur for at sikre nøjagtighed, og der er fordele og ulemper for hvert system.

Ideelt som en kilde til tid vil du have det til at være en kilde til UTC (Koordineret Universal Time), da dette er den internationale tidsstandard som brugt af computersystemer over hele verden. Men UTC er ikke altid tilgængelig, men der er et alternativ.

GPS-tid

GPS-tiden er den tid, som relayed af atomurene om bord på GPS-satellitter. Disse ure udgør den grundlæggende teknologi til Global Positioning System, og deres signaler er, hvad der bruges til at udarbejde poserende information.

Men GPS-tidssignaler kan også give en præcis tidskilde til computernetværk - selv om GPS-tiden strengt er forskellig fra UTC.

Ingen skridt sekunder

GPS-tiden udsendes som et helt tal. Signalet indeholder antallet af sekunder fra, hvornår GPS-klokkerne først blev tændt (januar 1980).

Oprindeligt var GPS-tiden indstillet til UTC, men siden GPS-satellitten har været i rummet de sidste tredive år, i modsætning til UTC, har der ikke været nogen stigning for at tage højde for spring sekunder - så i øjeblikket kører GPS nøjagtigt 17 sekunder bag UTC.

Konvertering

Mens GPS-tid og UTC ikke er nøjagtigt de samme som de oprindeligt var baseret på samme tid, og kun manglen på spring sekunder, der ikke blev tilføjet til GPS, gør forskellen, og da dette er nøjagtigt i sekunder, er omregningen af ​​GPS-tiden enkel.

Mange GPS NTP-servere vil konvertere GPS-tid til UTC-tid (og lokal tid, hvis du ønsker det), så du altid kan have en nøjagtig, stabil, sikker og pålidelig kilde til atomur-klokkeslæt.

Du har ikke brug for mig til at fortælle dig, hvor vigtig computerens tidssynkronisering er. Hvis du læser dette, er du sikkert klar over vigtigheden af ​​at sikre alle dine computere, routere og enheder på dit netværk kører samme tid.

Manglende synkronisering af et netværk kan forårsage alle mulige problemer, selvom manglen på synkronisering kan problemerne gå ubemærket, da fejlsøgning og fejlfinding af et netværk kan være næsten umuligt uden en synkroniseret tidskilde.

Der er flere muligheder for at finde en kilde til præcis tid også. De fleste tidskilder, der bruges til synkronisering, er en kilde til UTC (Koordineret Universal Time), som er den internationale tidsskala.
Der er dog pro og con til alle kilder:

Internet tid

Der er næsten et uendeligt antal kilder til UTC-tid på internettet. Nogle af disse tidskilder er fuldstændig unøjagtige og upålidelige, men der er nogle tillidskilder, der udsættes af folk som NIST (National Institute for Standards and Time) og Microsoft.

Men uanset hvor betroet tidskilden er der to problemer med internetkilder. For det første er en internet-tidsserver faktisk en stratum 2-enhed. Med andre ord er en internet-tidsserver forbundet til en anden tidsserver, der får sin tid fra en atomur, normalt fra en af ​​nedenstående kilder. Så en internetkilde vil aldrig være lige så præcis eller præcis som at bruge en stratum 1-tidsserver selv.

For det andet, og vigtigere, fungerer internetkilder gennem firewallen, så en potentiel sikkerhedsbrud er tilgængelig for enhver ondsindet bruger, der ønsker at udnytte de åbne porte.

GPS Time

GPS-tiden er langt mere sikker. Der er ikke kun et GPS-tidssignal til rådighed overalt med en synsfelt på himlen, men også GPS-tidssignaler kan modtages eksternt til netværket. Ved at bruge en GPS tidsserver GPS-tidssignalerne kan modtages, og ved hjælp af NTP (Network Time Protocol) kan denne tid konverteres til UTC (GPS-tiden er i øjeblikket 17 sekunder nøjagtigt efter GPS-tid), der distribueres rundt om netværket.

MSF / WWVB-tid

Radio udsendelser i lang bølge overføres af flere nationale fysik labs. NIST og Storbritanniens NPL er to sådanne organisationer, og de sender UTC signalerne MSF (UK) og WWVB (USA), som kan modtages og benyttes af en radio refereret NTP-server.

"Tid er det, der forhindrer alt i at ske på en gang", sagde den fremtrædende fysiker John Wheeler. Og når det kommer til computere, kan hans ord ikke være mere relevant.

Timestamps er den eneste metode, som en computer skal fastslå, hvis en begivenhed er indtruffet, menes at forekomme eller bør ikke forekomme lige endnu. For en hjemmecomputer er computeren afhængig af det indbyggede ur, som viser tiden på hjørnet af dit operativsystem, og for de fleste hjemmebrug er det tilstrækkeligt nok.

Men for computernetværk, der skal kommunikere med hinanden, kan det være uklare problemer at stole på individuelle systemklokker:

Alle ure drev, og computerklokke er ikke forskellige, og der opstår problemer, når to maskiner driver med forskellige hastigheder, da tiden ikke passer op. Dette udgør et begreb for en computer, da det er usikkert, hvilken tid til at tro, og tidskritiske begivenheder kan ikke opstå, og selv enkle opgaver som at sende en e-mail kan forårsage tidssammenhæng på et netværk.

Af disse grunde, tidsservere bruges almindeligt til at modtage tiden fra en ekstern kilde og distribuere den omkring netværket. De fleste af disse enheder bruger protokollen NTP (Network Time Protocol), der er designet til at tilvejebringe en metode til synkronisering af tid på et netværk.

Tidsservere er dog kun så gode som den tidskilde, de er afhængige af, og når der er et problem med den pågældende kilde, vil synkroniseringen mislykkes, og de ovennævnte problemer kan forekomme.

Den mest almindelige årsag til tidsserverfejl eller unøjagtighed er afhængigheden af ​​internetbaserede kilder til tid. Disse kan hverken godkendes af NTP eller garanteres at være nøjagtige, og de kan også medføre sikkerhedsproblemer med indbrud af firewall og andre ondsindede angreb.

Sikring af NTP tidsserver fortsætter med at få en kilde til meget præcis tid er ret lige fremad, og det handler kun om at vælge en præcis, pålidelig og sikker tidskilde.

I de fleste dele af verden er der to metoder, der kan give en sikker og pålidelig kilde til tid:

• GPS tidssignaler
• Radio refererede tidssignaler

GPS-signaler er tilgængelige overalt på planeten og er baseret på GPS-tid som er dannet af atomur ombord på satellitterne.

Radio refererede signaler som MSF og WWVB udsendes på lang bølge fra fysik laboratorier som NIST og NPL.

Den længe ventede europæiske rival til USAs Global Positioning System, Galileo, har taget et skridt fremad til realisering med levering af nyttelast for første satellit.

Nyttelastet, som indeholder "Galileo-satellittens" hjerne, omfatter atomklokkerne, som er grundlaget for alle globale navigationssatellitsystemer (GNSS), og giver både den poserende information og GPS-tidssignalet, der anvendes af så mange GPS NTP-tidsservere til netværkssynkronisering.

Galileo er indstillet til ikke kun at konkurrere med det nuværende amerikanske løbende GPS-system, men for tidssynkroniseringsapplikationer forventes det at fungere samtidig, hvilket sikrer endnu større nøjagtighed for dem, der søger en kilde til UTC-tid.

Galileo har været meget usikker på, da projektet med flere milliarder euro først blev designet for over ti år siden, men leveringen af ​​den første satellits nyttelast til Rom, hvor udstyret færdiggøres til forberedelse til lanceringen i begyndelsen af ​​næste år, er en rigtig velsignelse til projektet, der ofte har været i tvivl.

Ligesom GPS vil Galileo være et fuldt operationelt navigationssatellitsystem, men vil tilbyde endnu større nøjagtighed, at dets aldring forgænger og give Europa et eget navigationssystem, der ikke ejes og kontrolleres af det amerikanske militær.

Ud over de poserende oplysninger, der skal bruges af bilister, piloter og andre rejsende, vil Galileo også give en sikker og præcis tidskilde til verdens computernet og teknologier for at sikre synkronitet.

I øjeblikket er GPS alene i at levere denne sikre service, selvom radiooverførsler i nogle lande giver et alternativ til GPS tidsserver signaler, selvom de ikke er så spredte som GPS.

Den første Galileo-satellit forventes at nå bane i begyndelsen af ​​2011, hvor hele netværket planlægges at fungere i 2014 - selv om tidligere erfaringer med projektet er noget at fortsætte - du bør forvente mindst et par forsinkelser.

Nøjagtig tid er afgørende i den moderne verden af ​​internetbank, online-auktioner og global finansiering. Ethvert computernetværk, der er involveret i global kommunikation, skal have en præcis kilde til den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time) for at kunne tale med andre netværk.

Modtagelse af UTC er simpel nok. Den er tilgængelig fra flere kilder, men nogle er mere pålidelige end andre:

Internet tidskilder

Internettet er oversvømmet med tidskilder. Disse varierer i pålidelighed og nøjagtighed, men nogle betroede organisationer som NIST (National Institute of Standards and Time) og Microsoft. Der er imidlertid ulemper med internetkilder:

Pålidelighed - Efterspørgslen efter internetkilder til UTC betyder ofte, at det kan være svært at få adgang til dem

Nøjagtighed - De fleste internet-tidsservere er stratum 2-enheder, hvilket betyder, at de selv er afhængige af en tidskilde. Ofte kan der opstå fejl, og mange kilder til tid kan være meget unøjagtige.

Sikkerhed - Måske er det største problem med internetkilder den risiko, de udgør for sikkerheden. For at modtage et tidsstempel fra hele internettet skal firewallen have en åbning for at lade signalerne passere igennem; Dette kan føre til, at ondsindede brugere udnytter.

Radio refererede tidsservere.

En sikker metode til at modtage UTC-tidsstempler er tilgængelig ved hjælp af a NTP tidsserver der kan modtage radiosignaler fra laboratorier som NIST og NPL (National Physical Laboratory. Mange lande har disse udsendte tidssignaler, som er meget præcise, pålidelige og sikre.

GPS-tidsservere

En anden kilde til dedikerede tidsservere er GPS. Den store fordel ved a GPS NTP tidsserver er at tidskilden er tilgængelig overalt på planeten med et klart billede af himlen. GPS-tidsservere er også yderst nøjagtige, pålidelige og lige så sikre som radio-refererede tidsservere.

At holde uret på et pc-system synkroniseret er vigtigt for mange systemer, netværk og brugere, som har brug for tidsnøjagtighed for applikationer og transaktioner. Næsten alt på et moderne computersystem er tidsafhængigt, så når synkroniseringen fejler, kan alle mulige problemer opstå, fordi data går tabt og fejlfinding bliver næsten umuligt.

Der er flere metoder til at synkronisere et computersystems ur, men de fleste af dem er afhængige af tidssynkroniseringsprotokollen NTP (Network Time Protocol).

Langt den mest almindelige metode er at gøre brug af de utal af online NTP tid servere Som relay UTC-tiden (Koordineret Universal Time). Der er dog mange fælles problemer med at bruge internetbaserede tidsservere - her er nogle af dem:

Kan ikke få adgang til internet tidsserveren

En fælles begivenhed med internetkilder er manglende adgang til dem. Dette kan skyldes flere grunde:

• For meget trafik forsøger at få adgang til serveren
• Hjemmesiden er nede
• Din forbindelse er nede

Tiden fra tidsserveren er innacuurate

De fleste online kilder til tid er de såkaldte stratum 2-tidsservere. Det betyder, at de får deres tid fra en anden tidsserver (stratum 1), at den er forbundet med et atomur (stratum 0). Hvis der er en fejl med stratum 1-enheden, vil stratum 2-enheden være forkert (og hver enhed, der forsøger at få tiden fra den).

Tidsserveren fører til sikkerhedsproblemer med firewallen

Et andet almindeligt problem forårsaget af, at alle online-tidsservere har brug for adgang via din firewall. Desværre giver dette mulighed for ondsindede brugere at gøre brug af denne bagdør til dit system.

Eliminerer tidsserverproblemer

Internettet kilder er hverken garanteret at være præcise, pålidelige eller sikre, så for alvorlige tidssynkroniseringskrav bør en ekstern kilde til tid anvendes. NTP tid servere Der tilsluttes et netværk og modtager tiden fra GPS- eller radiokilder er et meget mere sikkert og pålideligt alternativ. Disse NTP-servere Er også meget sikre, da de ikke opererer på tværs af internettet.

Når du sætter dit ur på måske taleklokken eller tiden på internettet, har du nogensinde spekuleret på, hvem det er, der sætter disse ure og kontrollerer, at de er korrekte?

Der er ikke noget enkelt master ur, der bruges til verdens timing, men der er en konstellation af ure, der bruges som grundlag for et universelt timing system kendt som UTC (Koordineret Universal Time).

UTC gør det muligt for alle verdens computernetværk og anden teknologi at tale med hinanden i perfekt synkronitet, hvilket er afgørende for den moderne verden af ​​internethandel og global kommunikation.

Men som nævnt kontrolleres UTC ikke ned til et master ur, men i stedet arbejder en seriøs meget præcis atomur baseret på forskellige lande sammen for at producere en timing kilde, der er baseret på den tid, de fortalte dem alle.

Disse UTC timekeepers omfatter sådanne bemærkelsesværdige organisationer som USA's National Institute of Standards and Time (NIST) og Storbritanniens Nationale Fysiske Laboratorium (NPL) blandt andre.

Disse organisationer hjælper ikke kun med at sikre, at UTC er så nøjagtigt som muligt, men de giver også en kilde til UTC-tid til rådighed for verdens computernetværk og -teknologier.

For at modtage tiden fra disse organisationer, a NTP tidsserver (Network Time Server) er påkrævet. Disse enheder modtager udsendelserne fra steder som NIST og NPL via langbølge radio transmissioner. Det NTP-server Derefter distribuerer timing signalet over et netværk, justering af individuelle system ure for at sikre, at de er så nøjagtige til UTC som muligt.

En enkelt dedikeret NTP-server kan synkronisere et computernetværk med hundredvis og endda tusindvis af maskiner, og nøjagtigheden af ​​et netværk, der stammer fra UTC-tid fra udsendelserne af NIST og NPL, vil også være meget præcis.

NIST timing signalet er kendt som wwvb og udsendes fra Boulder Colorado i hjertet af USA, mens Storbritanniens NPL signal udsendes i Cumbria i det nordlige England og er kendt som MSF - andre lande har lignende systemer, herunder DSF signal udsendt fra Frankfurt, Tyskland.