Fælles problemer i tidssynkronisering

tidssynkronisering er afgørende for moderne computernetværk især med mængden af ​​tidsfølsomme transaktioner, der gennemføres over internettet i disse dage. Uden tilstrækkelig synkronisering vil computersystemer:

  • Være udsat for ondsindede angreb
  • Modtageligt for tab af data
  • Kan ikke foretage tidsfølsomme transaktioner
  • Svære at fejle

Heldigvis sikring af et computernetværk er nøjagtigt synkroniseret, er relativt lige fremad. Der findes forskellige metoder til at synkronisere et netværk til den globale tidsskala UTC (Koordineret Universal Time), men nogle gange opstår der nogle almindelige problemer.

Min dedikerede tidsserver kan ikke modtage et signal

Dedikerede NTP-tidsservere modtage tiden fra enten lange bølge transmissioner eller GPS netværk. Hvis du bruger en GPS NTP-server så skal en GPS-antenne være placeret på et tag for at få et klart billede af himlen. En NTP-radiomodtager behøver imidlertid ikke en tagmonteret antenne, selvom signalet kan være sårbart for interferens, og den korrekte vinkel mod senderen skal nås.

Jeg bruger en offentlig tidsserver på tværs af internettet, men mine enheder synkroniseres ikke.

Da offentlige tidsservere kan bruges af nogen, kan de modtage et højt trafikniveau. Dette kan medføre problemer med båndbredde og betyde, at dine tidsforespørgsler ikke kan komme igennem. Offentlig NTP-servere kan også blive offer for DDoS-angreb og nogle højt profilerede hændelser af NTP vandalisme har fundet sted.

Internet-tidsservere er også stratum 2-enheder, med andre ord skal de selv forbinde til en tidsserver for at modtage den korrekte tid, og på grund af dette er nogle online-tidsreferencer vildt unøjagtige.

* NB - internet tidsservere er heller ikke i stand til at blive godkendt til at tillade NTP at fastslå, om tidskilden kommer fra, hvor det hævdes at være kombineret med problemet med at sikre, at firewallen er åben for at modtage tidsforespørgsler, kan betyde, at internettidsservere udgør en klar sikkerhedsrisiko.

Tiden på min computer ser ud til at være slukket med et sekund til standard UTC-tid

Du skal kontrollere, om et nyt spring sekund er blevet tilføjet til UTC. Sprang sekunder tilføjes en eller to gange om året for at sikre UTC og Jordens rotationskamp. Nogle tidsservere oplever vanskeligheder med at gøre springet anden tilpasning.

Atomisk ursynkronisering blev let med en NTP Time Server

Atomiske ure er det ultimative inden for timekeeping enheder. Deres nøjagtighed er utroligt, da et atomur ikke vil glide med så meget som et sekund inden for en million år, og når det sammenlignes med de næste bedste chronometre, som f.eks. Et elektronisk ur, der kan køre med et sekund om en uge, en atomur er utrolig mere præcis.

Atomiske ure anvendes verden over og er hjertet i mange moderne teknologier, der gør det muligt for en lang række applikationer, som vi tager for givet. Internethandel, satellitnavigering, flyvekontrol og international bank er alle brancher, der er afhængige af

De styrer også verdens tidsplan, UTC (Koordineret Universal Time), som holdes sande ved en konstellation af disse ure (selv om UTC skal justeres for at imødekomme forsinkelsen af ​​jordens spin ved at tilføje spring sekunder).

Computernetværk skal ofte køres synkroniseret til UTC. Denne synkronisering er afgørende i netværk, der udfører tidsfølsomme transaktioner eller kræver et højt sikkerhedsniveau.

Et computernetværk uden tilstrækkelig tidssynkronisering kan forårsage mange problemer, herunder:

Tab af data

  • Vanskeligheder ved at identificere og logge fejl
  • Øget risiko for sikkerhedsbrud.
  • Kan ikke foretage tidsfølsomme transaktioner

Af disse grunde skal mange computernetværk synkroniseres til en kilde til UTC og opbevares så nøjagtige som muligt. Og selv om atomur er store voluminøse enheder, der holdes inden for rammerne af fysiklaboratorier, er det meget nemt at bruge dem som en kilde til tid.

Network Time Protocol (NTP) er en softwareprotokol designet udelukkende til synkronisering af netværk og computersystemer og ved hjælp af a dedikeret NTP-server tiden fra et atomur kan modtages af tidsserveren og distribueres rundt om netværket ved hjælp af NTP.

NTP-servere brug radiofrekvenser og mere almindeligt GPS-satellitsignalerne til at modtage atomurets timingssignaler, som derefter spredes over hele netværket med NTP regelmæssigt at justere hver enhed for at sikre, at den er så nøjagtig som muligt.

MSF Outages for 2010

Brugere af det nationale fysiske laboratoriums (NPL) MSF-tid og frekvenssignal er sikkert klar over, at signalet lejlighedsvis tages ud i luften til planlagt vedligeholdelse.

NPL har offentliggjort der planlagt vedligeholdelse for 2010, hvor signalet midlertidigt bliver taget udenfor. Normalt varer de planlagte nedetider i mindre end fire timer, men brugerne skal være opmærksomme på, at mens NPL og VT Communications, som servicerer antennen, gør alt for at sikre, at senderen er slukket i en kort tid som muligt, kan der være forsinkelser .

Og mens NPL ser ud til at sikre, at alle brugere af MSF-signalet har en avanceret advarsel om mulige udbrud, kan nødreparationer og andre problemer føre til unscheduled outages. Enhver bruger, der modtager problemer, der modtager MSF-signalet, bør kontrollere NPL hjemmeside i tilfælde af unscheduled vedligeholdelse, før du kontakter din tidsserver sælger.

Dato og tid for de planlagte vedligeholdelsesperioder for 2010 er som følger:

* 11 marts 2010 fra 10: 00 UTC til 14: 00 UTC

* 10 juni 2010 fra 10: 00 BST til 14: 00 BST (UTC + 1 hr)

* 9 September 2010 fra 10: 00 BST til 14: 00 BST (UTC + 1 hr)

* 9 December 2010 fra 10: 00 UTC til 14: 00 UTC

Da disse planlagte afbrydelser ikke bør tage mere end fire timer, bør brugere af MSF-refererede tidsservere ikke mærke nogen frafald i nøjagtigheden af ​​deres netværk, da de ikke bør være tilstrækkelig tid til, at enheden kan drifte.

Men for de brugere, der er bekymret for nøjagtighed eller kræver en NTP tidsserver (Network Time Server), der ikke giver anledning til regelmæssige udfald, kan de overveje at investere i en GPS tidsserver.

GPS-tidsservere modtager tiden fra de omløbende navigationssatellitter. Da disse er tilgængelige overalt på kloden og signalerne aldrig er nede for udfald, kan de give et konstant, præcist tidssignal (GPS-tid er ikke den samme som UTC, men kan nemt konverteres af NTP, da det er nøjagtigt 17 sekunder bagpå på grund af spring sekunder tilføjes til UTC og ikke GPS).

Hvorfor en GPS Time Server er nummer et valg til tidssynkronisering

Når det kommer til synkronisering af et computernetværk Der er flere valgmuligheder for at sikre, at hver enhed kører samme tid. NTP (Network Time Protocol) er det foretrukne valg af tidssynkroniseringsprotokoller, men der findes en lang række metoder i, hvordan NTP modtager tiden.

NTP Daemon er installeret på de fleste operativsystemer som Windows og applikationer som Windows Time er ganske i stand til at modtage en kilde til UTC tid (Koordineret Universal Time) fra hele internettet.

UTC-tid er den foretrukne tidskilde, der benyttes af computernetværk, da den holdes sande af atomur. UTC, som navnet antyder, er også universelt og bruges af computernetværk over hele verden som en kilde til at synkronisere også.

Men internetkilder til UTC anbefales til enhver organisation, hvor sikkerhed og nøjagtighed er et problem. Ikke kun kan fjernt fra vært (internet tidsserver) til klienten (dit computernetværk) aldrig måles nøjagtigt, hvilket fører til et fald i præcisionen. Endvidere vil enhver kilde til internettet have brug for adgang via firewall'en (normalt via UDP 123-porten). Og ved at lade denne port stå åben, kan ondsindede brugere og hackere udnytte og få adgang til systemet.

Dedikerede NTP-tidsservere er en bedre løsning, da de modtager tiden fra en ekstern kilde. Der er virkelig to typer NTP-server, radio reference tid server og GPS-tidsserver.
Radio reference tidsservere bruger signaler udsendt af steder som NPL (National Physical Laboratory i Storbritannien) eller NIST (National Institute of Standards and Time). Mens disse signaler er ekstremt nøjagtige, præcise og sikre, påvirkes de af regelmæssig vedligeholdelse af sendere, der sender signalet. De er også sårbare for lokal forstyrrelse.

GPS tid servere på den anden side modtage tiden direkte fra GPS-satellitter. Denne GPS-tid kan nemt konverteres til UTC med NTP (GPS-tid er UTC - 17 sekunder nøjagtigt som ingen spring sekunder er blevet tilføjet.) Da GPS-signalet er tilgængeligt overalt på jorden 24 timer om dagen, 365 dage om ugen, er der aldrig en risiko for tab af signal.
En enkelt dedikeret GPS tidsserver kan synkronisere et computernetværk af hundredvis og endda tusindvis af maskiner inden for et par millisekunder af UTC-tid.

Sådan synkroniseres et computernetværk ved hjælp af Time Protocol (NTP)

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.

Fem grunde til, at dit netværk har brug for en NTP-server

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.

Har du husket springet andet i år?

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.

Brug af NTP til at synkronisere et digitalt signagesystem

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.

Rubidium Oscillators Yderligere Precision for NTP Serve (Del 2)

Fortsatte…

Der er dog nogle gange, når en tidsserver kan miste forbindelsen med atomuret og ikke modtage tidskoden i længere tid. Nogle gange kan dette skyldes nedetid fra atomurets styreenheder til vedligeholdelse, eller at nærliggende interferens blokerer transmissionen.

Selvfølgelig jo længere signalet er nede, jo mere potentiel drift kan forekomme på netværket som krystaloscillatoren i NTP-server er det eneste der holder tid. For de fleste applikationer bør dette aldrig være et problem, da den mest forlængede periode med nedetid normalt ikke er mere end tre eller fire timer, og NTP-serveren ikke ville have drevet meget i den tid, og forekomsten af ​​denne nedetid er ret sjælden (måske en gang eller to gange om året).

For nogle ultradefinerede avancerede applikationer begynder rubidiumkrystaloscillatorer imidlertid at blive brugt, da de ikke drev så meget som kvarts. Rubidium (bruges ofte i atomure sig i stedet for cæsium) er langt mere præcis en oscillator end kvarts og giver bedre nøjagtighed for når der ikke er noget signal til en NTP tidsserver hvilket gør det muligt for netværket at opretholde en mere præcis tid.

Rubidium i sig selv er et alkalimetal, der svarer til egenskaber til kalium. Det er meget lidt radioaktivt, selvom det ikke udgør nogen risiko for menneskers sundhed (og bruges ofte til medicinsk billeddannelse ved at injicere det til en patient). Den har en halveringstid på 49 milliarder år (den tid det tager at forfalde med halvdelen - i sammenligning har nogle af de mest dødelige radioaktive materialer halveringstider på under et sekund).

Den eneste reelle fare, der skyldes rubidium er, at den reagerer ret voldsomt mod vand og kan forårsage brand

Rubidium Oscillators Yderligere Precision for NTP Serve (Del 1)

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 ...