Øget nøjagtighed af Dual NTP Server Systems

Det NTP tidsserver har revolutioneret synkroniseringen af ​​computernetværk i løbet af de sidste tyve år. NTP (Network Time Protocol) er den software, der er ansvarlig for at distribuere tid fra tidsserveren til hele netværket, justere maskiner til drift og sikre nøjagtighed.

NTP kan pålidelig opretholde systemklokker til inden for nogle få millimeter UTC (Koordineret Universal Time) eller hvad tidsramme den er fodret med.

Men NTP kan kun være så pålidelig som den tidskilde, den modtager, og som UTC er den globale civile tidsplan, afhænger det af, hvor UTC-kilden kommer fra.

National tid og frekvens transmissioner fra fysik labs som NIST i USA eller NPL i Storbritannien er ekstremt pålidelige kilder til UTC og NTP tid servere er designet specielt til dem. Men tidssignalerne garanteres ikke, de kan falde hele dagen og er modtagelige for interferens; de bliver også regelmæssigt afbrudt til vedligeholdelse.

For de fleste applikationer vil et par timer af dit netværk, der stole på krystaloscillatorer, sandsynligvis ikke forårsage for mange problemer i synkronisering. Imidlertid, GPS (Global Positioning System) er langt mere pålidelig kilde til UTC-tid, da en GPS-satellit altid er overhead. De har brug for en synspunkt modtagelse, hvilket betyder at en antenne skal gå på taget eller uden for et åbent vindue.

Til applikationer, hvor nøjagtighed og pålidelighed er afgørende, er den sikreste løsning at investere i et dobbelt system NTP tidsserver, kan denne enhed modtage både radiotransmissionen såsom MSF, DCF-77 eller WWVB og GPS-signalet.

På et dobbelt system NTP-server, Vil NTP tage begge tidskilder og synkronisere et netværk for at sikre øget nøjagtighed og pålidelighed.

Sikkerhed og synkronisering

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.

Hvad er den bedste kilde til UTC-tid?

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.

Sådan synkroniseres en computer til et atomur

tidssynkronisering er ofte et meget undervurderet aspekt af computerstyring. Generelt er tidssynkronisering kun afgørende for netværk eller for computere, som tager tidssensitive transaktioner på tværs af internettet.

Tidssynkronisering med moderne operativsystemer som Windows Vista, XP eller de forskellige versioner af Linux er forholdsvis let, da de fleste indeholder tidssynkroniseringsprotokol NTP (Network Time Protocol) eller en forenklet version i det mindste (SNTP).

NTP er et algoritmebaseret program og fungerer ved at bruge en enkeltkilde, der kan distribueres blandt netværket (eller en enkelt computer) og konstant kontrolleres for at sikre, at netværkets ure kører nøjagtigt.

For brugere af enkeltcomputere eller netværk, hvor sikkerhed og præcision ikke er primære bekymringer (selvom netværkssikkerhed bør være et hovedproblem), er den enkleste metode til at synkronisere en computer at bruge en internettidstandard.

Med et Windows-operativsystem kan dette nemt gøres på en enkelt computer ved at dobbeltklikke på urikonet og derefter konfigurere fanen Internet-tid. Det skal imidlertid bemærkes, at ved brug af en internetbaseret tidskilde som nist.gov eller windows.time skal en port være åben i brandwallen, som kunne udnyttes af ondsindede brugere.

For netværksbrugere og dem, der ikke ønsker at forlade sårbarheder i deres firewall, er den mest egnede løsning at bruge en dedikeret netværkstidsserver. De fleste af disse enheder bruger også protokollen NTP, men da de modtager en tidsreference eksternt til netværket (normalt ved hjælp af GPS eller langbølgeradio), forlades ingen sårbarheder i firewallen.

Disse NTP-server enheder er også langt mere pålidelige og præcise end internetkilder, da de kommunikerer direkte med signalet fra en atomur snarere end at være flere niveauer (i NTP-betegnelser kendt som lag) fra referenceklokken som de fleste internetkilder er.

Fælles GPS forespørgsler

Er GPS-tidssignalet det samme som GPS-positionssignalet?

Ja. De signaler, der udsendes af GPS satellitter indeholder tidsinformation og positionen for den satellit, den kom fra (og dens hastighed). Timing informationen er genereret af et indbygget cæsium atomur. Det er disse oplysninger, der bruges af satellitnavigationsenheder (sat navs), der muliggør global positionering. Sat Navs bruger disse signaler fra flere satellitter til at triangulere en position.

Hvor præcist er GPS-positionering?

Fordi det tidssignal, der genereres af GPS, kommer fra et atomur, er det nøjagtigt inden for 16 nanosekunder (16 milliarder af et sekund). Da lyset rejser næsten 186 000 miles i et sekund svarer dette til omkring 16 fødder (5 + meter), hvilket betyder, at et GPS-positionsbestemmelsessystem normalt er nøjagtigt til dette meget.

Er GPS tid den samme som UTC?

Nej. GPS-tid, ligesom UTC (Koordineret Universal Time) er baseret på International Atomic Time (TAI) - den tid, der fortælles af atomure. Men da GPS-systemet blev udviklet for flere årtier siden, er det nu 14 sekunder (og snart 15) bag UTC, fordi det har gået glip af de Leap Seconds, der er tilføjet til UTC, for at kalibrere for Jordens langsommelige rotation.

Hvordan kan jeg bruge GPS som kilde til UTC da?

Heldigvis a GPS tidsserver vil konvertere GPS til den aktuelle UTC-tid, som som od 1 januar 2009 vil betyde, at den skal tilføje nøjagtigt 15 sekunder.

GPS Time Server og dens nøjagtighed fra rummet

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

Det er disse oplysninger, der modtages af satellitnavigationsanordninger, der så kan triangulere modtagerens position ved at beregne, hvor længe signalet er taget for at komme fra forskellige satellitter.

Disse tidssignaler, som alle radiotransmissioner, bevæger sig ved lysets hastighed (som er tæt på 300,000 km et sekund). Det er derfor meget vigtigt, at disse enheder ikke kun er nøjagtige til et sekund, men til en milliontedel af et sekund ellers ville navigationssystemet være ubrugeligt.

Det er denne timing information, der kan udnyttes af en GPS tidsserver som en base for netværkstid. Selv om denne timing information ikke er i et UTC-format (Koordineret Universal Time), er verdens globale tidsskala nemt konverteret på grund af sin oprindelse fra et atomur.

A GPS tidsserver kan modtage signalet fra en GPS-antenne, selvom dette behøver at have et godt overblik over himlen, da satellitterne relæer deres transmissioner via synsvinkel.
Brug af en dedikeret GPS tidsserver et computernetværk kan synkroniseres til inden for få millisekunder af NTP (milli = 1000th af et sekund) og give sikkerhed og godkendelse.

Efter den stigende brug af GPS-teknologi i de sidste par år er GPS-tidsservere nu relativt billige og er enkle og ligefrem systemer til at installere.

Næste Generation af Nøjagtige Atomiske Ure begynder at tjekke, da NIST-forskere afslører nyt strontiumur

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.

At holde nøjagtig tid og betydningen af ​​en Network Time Server

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.

Galileo og GPS NTP Server

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.

Valg af korrekt tidssignal til dit netværk

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.