Denne artikel beskriver, hvad der skete, da Europa vedtog den gregorianske kalender og de problemer, vi stadig står overfor i dag, og forsøger at synkronisere med Jordens bevægelse.

Har du nogensinde gået i seng en nat og undret lige hvor dagen gik? Nå kunne du forestille dig at vågne op for at opdage, at elleve dage var forsvundet helt? Det er netop det, der skete i 1752, da hele indbyggerne i Storbritannien og Amerika gik i seng på onsdag 2 september, for kun at vågne på torsdag 14 September.

Det var imidlertid ikke en epidemi af søvnig sygdom eller endog en massedosis af dovenskab, der holdt hele befolkningen i sengen, men kun myndighederne forsøger at synkronisere med resten af ​​verden ved at vedtage den gregorianske kalender.

Julianskalenderen (opkaldt efter Julius Caesar) havde været i brug siden bibelske tider, men blev endelig udfaset i hele Europa i 1582, men det tog de brutale briter og amerikanere endnu to hundrede år at følge med.

Og hvis maleren Hogarth skal troes, har befolkningen heller ikke taget det venligt med det, mens folk tager på gaden, der kræver tilbagelevering af deres manglende 11-dage og endda rapporter om oprør.

Så hvorfor skifte? Det var, hvad de britiske myndigheder havde sagt i to hundrede år lige siden Pave Gregory XIII havde erstattet den juliske kalender i Europa to hundrede år før.

Årsagen til den oprindelige forandring var imidlertid, at den juliske kalender ikke tillod tilstrækkelige springår (de blev udeladt i år, delelig med 100, men ikke delelig med 400 - hvad var romerne tænker?) Og årstiderne blev langsomt ved at blive ude af synkronisering med kalenderen. Situationen blev nu endnu mere uacceptabel i Storbritannien og udgjorde ødelæggelse for landmændene - der havde ingen anelse om, hvornår de skulle plante deres afgrøder. Endelig skulle myndighederne skifte over og fremskynde hele landet 11 dage.

Men dette synkroniseringsproblem har altid været hos os. Vi har traditionelt forsøgt at basere vores kalendere omkring Jordens bevægelse for at give os mulighed for at forudsige årstider og vide, hvornår sommeren og vinteren falder. Men vi har måske sorteret springårene (forårsaget af, at Jorden tager 365 og kvart dage om at rejse rundt om Solen), men forsøger at basere en kalender omkring Jordens bevægelse, vil altid føre til problemer.

Den gregorianske kalender fungerede fint, indtil 1950'et var, da atomuret blev udviklet. Atomuret fungerede så godt - leverede timing information nøjagtigt til et sekund i flere millioner år - at vi snart indså, at vores ure nu var langt mere præcise end selve Jorden.

Jorden sænker faktisk i rotation, og hvis der ikke blev gjort noget, ville det til sidst falde om natten og omvendt (omend ikke i flere årtusinder), men bekymre dig ikke om at vågne op midt i næste uge. Løsningen er tilføjelsen af ​​spring sekunder, og 33 er slået ind i slutningen af ​​vores år siden 1970'erne.

Beslutningen om at indsætte et sekund er normalt taget seks måneder før efter omhyggelig overvågning af Jordens rotation. En kalender baseret på Jordens bevægelse kan virke mindre relevant i dag, men med et Global Positioning System (GPS), en global tidsplan (Coordinated Universal Time) og computere, der alle synkroniseres rundt om i verden ved hjælp af NTP-servere (Network Time Protocol ) Det er absolut nødvendigt, at vi alle kan fortælle det rigtige tidspunkt.

Hvad er klokken? Et af de mest almindelige spørgsmål udleveret rundt omkring i verden, men hvad spørger vi præcist? Du spørger nogen i Kina, hvad tiden er så vil du helt sikkert få et andet svar, hvis du spørger en amerikansk, selvfølgelig er deres tidszoner på den modsatte side af verden.

Men hvad nu hvis du spørger to personer i samme rum som dig? Du kan få det samme svar fra dem begge, men så igen kan en persons ur være et minut eller to hurtigere.

Når vi spørger tiden, så er det, vi virkelig beder om, et groft skøn for den tidszone, vi er i. Nogle ure er mere præcise end andre, men det er ofte nok til vores daglige behov.

Men hvad nu hvis du har brug for at kende den nøjagtige tid, og hvad hvis du har brug for at vide, hvad den tid også er et andet land. Måske har du købt en flybillet; det ville være skuffende at dukker op i lufthavnen for at få besked om, at din billet blev solgt til en anden, da klokken på deres rejsebureau var langsommere end den, hvor du købte din billet.

Så hvordan holder den globale industri nøjagtig tid med hinanden? Svaret er ret simpelt, og det kaldes Koordineret Universal Time eller UTC.

Det Internationale Bureau for Vægte og Foranstaltninger (BIPM) fungerer som den officielle tidsindehaver for kloden og startede UTC i 1972 efter udviklingen af ​​atomur.

Atomuret blev først udviklet i den sene 50, da det blev opdaget, at atom cesium-133 resonerer med en nøjagtig frekvens af 9,192,631,770 hvert sekund. Denne frekvens var så nøjagtig, at atomklokker udviklede en nøjagtighed på et sekund i 1.4million år, og The International System of Units definerede den anden som hyppigheden af ​​cæsium-133-atom og en international enhed til måling af tid blev født.

Atomkloder er dog endnu mere præcise end selve Jorden, som faktisk sænker i sin rotation. Denne bremsning er kun lille, men hvis standardtidssystemet UTC ikke kompenserede for det, ville det til sidst midnat falde midt på dagen (selv om det ville tage årtusind eller to), så er springet sekunder tilføjet hvert par år at kompensere.

Det eneste problem med UTC-ure er at atomurerne er enorme i både størrelse og pris. Faktisk er de generelt kun at finde i storskala fysiklaboratorier som NPL (National Physics Laboratory, UK) eller MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA).

Så hvordan kan resten af ​​verden holde øje med UTC-tiden? Tiden fortalte om disse store atomklynger udsendes via radiosendinger eller GPS-satellitsystemet (satellitnavigation er afhængig af UTC, da uden satellit kan det ikke siges, hvor en modtager er).

De fleste computernetværk er koordineret til UTC-tid enten via internettet (som ikke er sikkert og kun anbefales til hjemmebrugere) eller via specialiserede GPS- eller radiotidsservere. Disse tidsservere bruger NTP (Network Time Protocol), som er udviklet i løbet af de sidste 25 år for at holde computernetværk synkroniseret, så de ikke behøver at stole på deres unøjagtige interne ure.

NTP-servere og UTC har gjort det muligt for industrien at blive virkelig global og lavede mulige teknologier som kommunikationssatellitter, mobiltelefoner, satellitnavne og pengeautomater, som vi alle tager for givet.

Network Time Protocol (NTP) er en af ​​internetets ældste protokoller og er stadig standard for tidssynkronisering. Succesen for NTP stammer fra dens konstante udvikling (version 4 er i gang) og den nøjagtighed, som en NTP-tidsserver kan prale af i synkroniseringen af ​​netværk.

Mens en nøjagtighed af 1 / 5000th på et sekund kan opnås på et netværk under de rigtige forhold, er denne nøjagtighed udelukkende afhængig af, hvilken tid referencen NTP bruger til at synkronisere med. Denne kilde kan selvfølgelig være upålidelig, som et arbejdsstationsklok, da realtidschips i de fleste computere er tilbøjelige til at drive og er langt mindre præcise end det gennemsnitlige digitale ur.

Alternativet er at bruge en pålidelig UTC (Koordineret Universal Time) kilde. UTC er standarden for tidssynkronisering. Det blev startet i 1972 efter udviklingen af ​​atomur og giver hele kloden mulighed for at synkronisere til samme absolutte tid. Dette har ikke kun gjort teknologier som internet, GPS og kommunikationssatellitter mulig, men har også tilladt industrier som flyselskaber og aktiemarkedet at handle globalt.

Den nemmeste måde at synkronisere et netværk til UTC har altid været at bruge en internet-tidreference. Der er hundreder tilgængelige som nist.gov, og de fleste Windows-software har et indbygget værktøj, Windows Time (win32.exe) til at synkronisere systemuret til et referenceur over internettet.

Imidlertid advarer Microsoft og andre mod at bruge en internetkilde som en tidsreference, da autentificering ikke er mulig fra disse kilder.

Autentificering er sikkerhedsforanstaltningen, som NTP bruger til at sikre, at en tidsreference er tillid til. Uden godkendelsessystemer er sårbare over for ondsindede angreb som hackere, som kunne justere en tidsstempel for at begå svig eller et DDoS-angreb (Distributed Denial of Service som regel forårsaget af ondsindet software, der oversvømmede systemet).

Ikke kun er Internet-tidskilder uautoriseret, men også en undersøgelse af Nelson Minar of MIT på over 900 Internet-tidsreferencer, der blev opdaget, at næsten halvdelen blev opvejet af over ti sekunder (et af svimlende 6-år - men der var heldigvis ikke mange kolleger) og mindre at en tredjedel der beskrives som værende "nyttig".

Rapporten opdagede også, at mange Internet-tidsreferenceværter var for langt væk fra deres jævnaldrende for at muliggøre nøjagtig tidssynkronisering.

Der er dog flere måder at sikre, at en NTP-server er synkroniseret til en pålidelig og stabil UTC-tidskilde, der både er nøjagtig og autentificeret.

Der er to systemer til rådighed, og begge bruger relativt lavprisudstyr. Den første mulighed og ofte den nemmeste er at forbinde til en GPS-antenne og dedikeret GPS-tidsserver til netværket. Dette bruger UTC-tidskoden, der overføres af GPS-satellitterne, så længe antennen har et godt billede af himlen.

Alternativt transmitterer specialudsendelsessignaler en tidsstempel i flere lande. I Storbritannien betegnes det som MSF og udsendes fra Cumbria af National Physics Laboratory på 60 kHz, men kan hentes så langt væk som 1000 km, selvom lignende systemer opererer i Tyskland, Frankrig og USA. Disse radio-refererede NTP-servere er sårbare for interferens, men traditionelt var af lavere pris end GPS-modtagere, men forskud i teknologi betyder, at forskellen nu er minimal.

Integriteten af ​​en tidskilde, der bruges af en NTP-tidsserver, er derfor yderst vigtig, og whist systemadministratorer er alt for villige til at investere i dyre firewalls og antiviral software til beskyttelse af deres netværk mange forsømmer deres tidsserverens sikkerhed, som trods alt ikke kan fortælle dem det rigtige tidspunkt alligevel!

Network Time Protocol (NTP) er en af ​​Internetets ældste protokoller, der stadig er brugt, opfundet af Dr. David Mills fra University of Delaware. Den har været brugt siden 1985. NTP er en protokol designet til at synkronisere uret på computere og netværk på tværs af internettet eller lokale netværk (LAN).

NTP (version 4) kan bevare tid over det offentlige Internet til inden 10 millisekunder (1 / 100th af et sekund) og kan udføre endnu bedre i løbet af LAN med nøjagtighed af 200 mikrosekunder (1 / 5000th af et sekund) under ideelle betingelser.

NTP arbejder inden for TCP / IP-suite og er afhængig af UDP, eksisterer en mindre kompleks form af NTP kaldet Simple Network Time Protocol (SNTP), som ikke kræver lagring af oplysninger om tidligere meddelelser, der kræves af NTP. Det bruges i nogle enheder og applikationer, hvor høj nøjagtighed timing er ikke så vigtigt.

Tidssynkronisering med NTP er relativt enkel, det synkroniserer tiden med henvisning til en pålidelig urkilde. Denne kilde kan være relativ (en computers interne ur eller tiden på et armbåndsur) eller absolut (en UTC - Universal Coordinated Time-Clock-kilde, som er præcis som det er muligt for mennesker).

Atomiske ure er de mest absolutte tidsholdende enheder; Men de er ekstremt dyre og er generelt kun at finde i storskala fysiklaboratorier. NTP kan dog synkronisere netværk til et atomur ved hjælp af enten Global Positioning System (GPS) netværk, en specialradio transmission eller via internettet. Det skal dog bemærkes, at Microsoft kraftigt anbefaler, at en eksternt baseret timing bruges i stedet for internetbaseret, da disse ikke kan godkendes.

GPS er en ideel tid og frekvens kilde, fordi den kan give meget præcis tid overalt i verden ved hjælp af relativt billige komponenter. Hver GPS-satellit transmitterer i to frekvenser L2 til militær brug og L1 til brug af civile transmitteret ved 1575 MHz. Lavpris GPS-antenner og -modtagere er nu bredt tilgængelige.

Det signal, der transmitteres af satellitten, kan passere gennem vinduer, men kan blokeres af bygninger, så det ideelle sted for en GPS-antenne er på et tag med god udsigt til himlen. Jo flere satellitter det kan modtage fra jo bedre signalet. Imidlertid kan tagmonterede antenner være tilbøjelige til at belaste strejker eller andre spændingsstød, så det anbefales at installere en suppressor inline på GPS-kablet.

Kablet mellem GPS-antenne og modtager er også kritisk. Den maksimale afstand, at et kabel kan køre normalt kun 20-30 meter, men en høj kvalitet koaksialkabel kombineret med en GPS forstærker placeret in-line for at øge forstærkningen af ​​antennen kan tillade overstiger 100 meter kabel løber.

En GPS-modtager afkodes derefter GPS-signalet, der sendes fra antennen til en computerlæsbar protokol, som kan benyttes af de fleste tidsservere og operativsystemer, herunder Windows, LINUX og UNIX.

GPS-modtageren udsender også en præcis puls hvert sekund, som GPS Network Time Protocol (NTP) servere og computers tidsservere kan udnytte til at yde ultra-præcis timing. Pulsen pr. Sekund timing på de fleste modtagere er nøjagtig inden for 0.001 af en anden UTC.

GPS er ideel til at levere NTP-tidsservere eller frittstående computere med en yderst præcis ekstern reference til synkronisering. Selv med relativt lavprisudstyr kan nøjagtigheden af ​​hundred nanosekunder (en nanosekund = en milliardedel af et sekund) med rimelighed opnås ved hjælp af GPS som en ekstern reference.

Alle computere har brug for at kende tiden. Mange applikationer, fra at sende en e-mail til lagring af oplysninger, er afhængige af pc'en, når man ved, hvornår arrangementet fandt sted. I nogle miljøer er timing endnu mere afgørende, hvor et enkelt sekund kan gøre hele forskellen mellem overskud og tab - bare tænk på børsen.

De fleste computere har interne klokker, der er batteribackede, så computeren kan stadig holde tid, når maskinen er slukket. Men er disse ure virkelig så pålidelige? Svaret er naturligvis nej.

Computere er massemarked og designet til multifunktioner, hvor timingen ikke er så høj på producentens dagsorden. De interne klokker (kaldet RTC real-time chips) er normalt tilstrækkelige til hjemme-computing eller når arbejdsstationer kører alene. Men når computere kører i et netværk, kan manglende synkronisering forårsage problemer.

Det kan være en mindre ting som en mail, der ankommer et sted inden den blev sendt (ifølge et pc-ur), men med nogle tidsfølsomme transaktioner og applikationer kan manglende synkronisering forårsage tænkelige problemer: Forestil dig at dukker op på en lufthavn kun for at finde Det flyselskabssæde du havde købt uger før, blev faktisk solgt til en anden bagefter, da deres reservationsagent havde et langsommere ur på deres computer!

For at omgå disse problemer synkroniseres de fleste computere på et netværk til en enkeltkilde ved hjælp af NTP (netværkstidsprotokol) denne tidskilde kan enten være relativ (en computers ur eller armbåndsur) eller en absolut tidskilde som UTC.

UTC (Coordinated Universal Time) blev udviklet efter fremkomsten af ​​atomur og er en standard tidsskala, der anvendes globalt, hvilket giver maskiner over hele verden mulighed for at bruge en enkelt tidskilde.

Windows XP kan nemt indstille systemuret til at bruge UTC ved at få adgang til en internetkilde til UTC (enten: time.windows.com eller time.nist.gov). For at opnå dette skal en bruger kun dobbeltklikke på uret på deres skrivebord og justere indstillingerne i fanen Internet tid.

Men Microsoft og andre operativsystemproducenter anbefaler stærkt, at eksterne timingreferencer bør bruges, da internetkilder ikke kan godkendes, hvilket gør systemer sårbare overfor et ondsindet angreb.

Hvis du ønsker at køre en netværkstidsserver Windows XP, er der specialiserede NTP-servere, der kan modtage en tidsreference via GPS-satellitsystemet eller specialiserede nationale transmissioner

For at gøre det muligt for Windows XP at fungere som en netværkstidsserver, skal NTP-tjenesten være tændt. For at aktivere NTP skal du blot finde følgende undernøgle i registreringseditoren (regedit):
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Højreklik på (i højre vindue) og derefter Modify. Rediger DWORD-værdien og skriv 1. Højreklik på NtpServer, og derefter Modify og i Edit DWORD Value under Value Data type Peers, og klik derefter på OK.

Afslut registreringsdatabasen og start Windows-tidstjenesten ved at klikke på Start / Kør og skrive:
net stop w32time && net start w32time .; Derefter på hver computer på netværket (bortset fra domænecontrolleren, som ikke kan synkroniseres med sig selv), skriv: W32tm / resync / rediscover.

NTP (Network Time Protocol) synkroniserer netværk til en enkelt gang kilde ved hjælp tidsstempler til at repræsentere den aktuelle tidspunkt på dagen, det er vigtigt for tidsfølsomme transaktioner og mange system applikationer såsom e-mail.

NTP er derfor sårbar over for sikkerhedstrusler, hvad enten det er fra en ondsindet hacker, der ønsker at ændre tidsstemplen til at begå svig eller et DDoS-angreb (Distributed Denial of Service - normalt forårsaget af ondsindet malware, der oversvømmer en server med trafik), der blokerer serveradgang.

Imidlertid er NTP en af ​​Internetets ældste protokoller og har været udviklet i over 25-årene, og er udstyret med egne sikkerhedsforanstaltninger i form af godkendelse.

Godkendelse kontrolleres, at hver tidsstempel er kommet fra den tilsigtede tid reference ved at analysere et sæt aftalte krypteringsnøgler, der sendes sammen med den tid oplysninger. NTP ved hjælp Message Digest kryptering (MD5) at un-kryptere nøglen, analyserer den og bekræfter, om det er kommet fra den betroede tidskilde ved at kontrollere den mod et sæt af betroede nøgler.

nøgler Trusted authentication er opført i NTP-server konfigurationsfilen (ntp.conf) og normalt gemt i ntp.keys fil. Nøglen fil er normalt meget stor, men betroede nøgler fortæller NTP-serveren, hvilket sæt delmængde af nøgler er aktiv i øjeblikket, og hvilke ikke. Forskellige delmængder kan aktiveres uden at redigere ntp.keys fil ved hjælp af betroede-keys config kommando.

Autentificering er derfor yderst vigtigt for at beskytte en NTP-server mod ondsindet angreb; men der er mange tidsreferencer, hvor autentificering ikke kan stole på.

Microsoft, som har installeret en version af NTP i deres operativsystemer siden Windows 2000, anbefaler stærkt, at en hardwarekilde bruges som en timingreference, da internetkilder ikke kan godkendes.

NTP er afgørende for at holde netværk synkroniseret, men lige så vigtigt er det at holde systemer sikre. Selvom netværksadministratorer bruger tusindvis af anti-viral / malware-software, mangler mange ikke at få øje på sårbarheden i deres tidsservere.

Mange netværksadministratorer overdrager stadig internetkilder til deres tidsreferencer. Mens mange giver en god kilde til UTC-tid (Koordineret Universal Time - den internationale standard for tid), som nist.gov, betyder manglen på godkendelse, at netværket er åbent for misbrug.

Andre kilder til UTC-tid er mere sikker og kan udnyttes med relativt lave omkostninger udstyr. Den nemmeste metode er at bruge en specialist NTP GPS tid server, der kan forbinde til en GPS-antenne og modtag en autentificeret tidsstempel via satellit.

GPS-tidsservere kan give præcis UTC-tid til inden for få nanosekunder, så længe antennen har et godt kig på himlen. De er relativt billige, og signalet er autentificeret, hvilket giver en sikker tidsreference.

Alternativt er der flere nationale udsendelser, der sender en tid reference. I Storbritannien er det udsendes af National Physics Laboratory (NPL) i Cumbria. Lignende systemer fungerer i Tyskland, Frankrig og USA. Mens dette signal er autentificeret, disse radiotransmissioner er sårbare over for interferens og har en begrænset rækkevidde.

Godkendelse til NTP er udviklet til at forhindre skadelig manipulation med systemet synkronisering ligesom firewalls er blevet udviklet til at beskytte netværk mod angreb, men som med ethvert system af sikkerhed det virker kun, hvis det er udnyttet.

Alle pc'er og netværksenheder bruger ure til at opretholde en intern systemtid. Disse ure, kaldet Real Time Clock chips (RTC), giver oplysninger om tid og dato. Chipsne er batteribackede, så selv under strømafbrydelser kan de bevare tiden. Personlige computere er dog ikke designet til at være perfekte ure, deres design er optimeret til masseproduktion og billigere end at opretholde præcis tid.

Disse interne klokker er tilbøjelige til at drifte, og selvom det i mange applikationer kan være ganske passende, skal maskiner ofte arbejde sammen på et netværk, og hvis computeren går i forskellige hastigheder, bliver computere ude af synkronisering med hinanden, og der kan opstå problemer især med tidsfølsomme transaktioner.

Network Time Protocol (NTP) er en af ​​Internetets ældste protokoller, der stadig er brugt, opfundet af Dr. David Mills fra University of Delaware. Den har været brugt siden 1985. NTP er en protokol designet til at synkronisere uret på computere og netværk på tværs af internettet eller lokale netværk (LAN).

NTP (version 4) kan bevare tid over det offentlige Internet til inden 10 millisekunder (1 / 100th af et sekund) og kan udføre endnu bedre i løbet af LAN med nøjagtighed af 200 mikrosekunder (1 / 5000th af et sekund) under ideelle betingelser.

NTP arbejder inden for TCP / IP-suite og er afhængig af UDP, eksisterer en mindre kompleks form af NTP kaldet Simple Network Time Protocol (SNTP), som ikke kræver lagring af oplysninger om tidligere meddelelser, der kræves af NTP. Det bruges i nogle enheder og applikationer, hvor høj nøjagtighed timing er ikke så vigtigt.

Mange operativsystemer, herunder Windows, UNIX og LINUX, kan udnytte NTP og SNTP, og tidssynkronisering med NTP er relativt enkel, det synkroniserer tiden med henvisning til en pålidelig urkilde. Denne kilde kan være relativ (en computers interne ur eller tiden på et armbåndsur) eller absolut (en UTC - Universal Coordinated Time-Clock-kilde, som er præcis som det er muligt for mennesker).
Alle Microsoft Windows-versioner siden 2000 omfatter Windows Time Service (w32time.exe), som har mulighed for at synkronisere computeruret til en NTP-server.
 
Der er et stort antal internetserverede NTP-servere, der synkroniseres med eksterne UTC-referencer som time.nist.gov eller ntp.my-inbox.co.uk, men det skal bemærkes, at Microsoft og andre anbefaler, at en ekstern kilde bruges til at synkroniser dine maskiner, da internetbaserede referencer ikke kan godkendes. Specialistiske NTP-tidsservere er tilgængelige, der kan synkronisere tid på netværk ved hjælp af enten MSF (eller tilsvarende) eller GPS-signal.

De mest anvendte er de GPS-tidsservere, der bruger GPS-systemet til at relæere præcis tid. GPS-systemet består af et antal satellitter, der giver præcis positionering og placeringsinformation. Hver GPS-satellit kan kun gøre dette ved at bruge en atomur, som igen kan være, kan bruges som en timingreference.

En typisk GPS-modtager kan give oplysninger om tid til inden for et par nanosekunder af UTC, så længe der er en antenne beliggende med en god udsigt til himlen.

Der er en række nationale tids- og frekvensradio-transmissioner, som kan bruges til at synkronisere en NTP-server. I Storbritannien udsendes signalet (kaldet MSF) af National Physics Laboratory i Cumbria, der fungerer som Det Forenede Kongeriges nationale tidsreference. Der findes også lignende systemer i Colorado, USA (WWVB) og i Frankfurt, Tyskland (DCF-77). Disse signaler giver UTC-tid til en nøjagtighed af 100-mikrosekunder, men radiosignalet har et begrænset antal og er sårbart for interferens.

Atomiske ure har eksisteret i over halvtreds år. De er ure, der anvender en atomresonansfrekvens som dens tidsindstillingselement snarere end konventionelle oscillerende krystaller såsom kvarts.

De fleste atomklokker bruger resonansen af ​​atom cesium-133, som resonerer med en nøjagtig frekvens af 9,192,631,770 hvert sekund. Siden 1967 har det internationale system af enheder (SI) defineret det andet som antallet af cykler fra cæsium -133, som gør atomurerne (nogle gange kaldet cæsiumoscillatorer) standarden for tidsmålinger.

Fordi resonansen af ​​cæsium-133-atom er så præcis, gør det atomklokker nøjagtige til mindre end 2 nanosekunder per dag, hvilket svarer til ca. et sekund i 1.4million år.

Da atomurerne er så præcise og kan opretholde en kontinuerlig og stabil tidsskala, er en universel tid, UTC (Coordinated Universal Time eller Temps Universal Coordonné) udviklet og understøtter sådanne funktioner som spring sekunder - tilføjet for at kompensere for langsommelsen af Jordens rotation.

Atomkloder er dog ekstremt dyre og findes generelt kun i storskala fysiklaboratorier. NTP (Network Time Protocol) kan imidlertid standardværktøjet til at opnå tidssynkronisering på computernetværk synkronisere til et atomur ved hjælp af enten Global Positioning System (GPS) netværk eller specialradio transmissioner.

Den mest anvendte er GPS (Global Positioning System), udviklet af USA's militær. GPS indeholder mindst 24 kommunikationssatellitter i høj kredsløb, der giver præcis positionering og placeringsinformation. Hver GPS-satellit kan kun gøre dette ved at bruge en atomur, som igen kan være, kan bruges som en timingreference.

En GPS-tidsserver er en ideel tid og frekvenskilde, fordi den kan give meget præcis tid overalt i verden ved hjælp af relativt billige komponenter. Hver GPS-satellit transmitterer i to frekvenser L2 til militær brug og L1 til brug af civile transmitteret ved 1575 MHz. Lavpris GPS-antenner og -modtagere er nu bredt tilgængelige.

Der er også en række nationale tid- og frekvensradio-transmissioner, der kan bruges til at synkronisere en NTP-server. I Storbritannien udsendes signalet (kaldet MSF) af National Physics Laboratory i Cumbria, der fungerer som Det Forenede Kongeriges nationale tidsreference. Der findes også lignende systemer i Colorado, USA (WWVB) og i Frankfurt, Tyskland (DCF-77). Disse signaler giver UTC-tid til en nøjagtighed af 100-mikrosekunder, men radiosignalet har et begrænset antal og er sårbart for interferens.

Ved hjælp af en GPS NTP-server eller en radiobaseret NTP-tidsserver kan netværkstidsklienter synkroniseres inden for et par millisekunder af UTC afhængigt af netværkstrafik.

Til tider skal vi alle kende tiden, og vi har mange forskellige enheder til at fortælle os det. fra vores mobiltelefoner og armbåndsure til kontoret vægur eller chimes på radionyhederne.

Men hvor præcise er alle disse ure og betyder det noget, hvis de alle fortæller forskellige tider? For vores daglige forretning gør det nok ikke noget for meget, hvis kontoret væguret er hurtigere end dit håndled-watch din chef sandsynligvis ikke vil slukke dig for at være et øjeblik sent.

Men i nogle miljøer er nøjagtighed og synkronisering afgørende, hvor et minut kan gøre hele forskellen i noget, der sælges eller ej eller endda noget, der bliver stjålet!

Tidssynkronisering i moderne computernetværk er afgørende. Det giver ikke kun den eneste referenceramme mellem alle enheder, det er kritisk i alt fra sikring, planlægning og debugging af et netværk for at give et tidsstempel til applikationer som dataindsamling eller e-mail.

De fleste pc'er og netværksenheder indvendige ure, kaldet Real Time Clock chips (RTC), der giver oplysninger om tid og dato. Chipsne er batteribackede, så selv under strømafbrydelser kan de bevare tiden.

Personlige computere er dog ikke designet til at være perfekte ure, deres design er optimeret til masseproduktion og billigere end at opretholde præcis tid.

Derfor er disse interne klokker tilbøjelige til at drive, og selvom det i mange applikationer kan være helt passende, bliver maskiner, der arbejder sammen på et netværk, ofte ude af synkronisering med hinanden, og der kan især opstå problemer med tidsfølsomme transaktioner. Kan du forestille dig at købe et flyselskabssæde kun for at blive fortalt i lufthavnen, at billetten blev solgt to gange, fordi den blev købt bagefter på en computer, der havde et langsommere ur?

NTP-tidsservere (Network Time Protocol) bruger en enkelt tidsreference til at synkronisere alle maskiner på netværket til den tid. Denne tidsreference kan enten være relativ (en computers interne ur eller tiden på et armbåndsur måske) eller absolut som et atomur, der relæer UTC-tid (Universal Coordinated Time) og er lige så præcis som det er menneskeligt muligt.

Atomiske ure er de mest absolutte tidsholdende enheder nøjagtige til et sekund hver 1.4 millioner år. Atomkloder er dog ekstremt dyre og findes generelt kun i storskala fysiklaboratorier. NTP kan dog synkronisere netværk til UTC-tid via et atomur ved hjælp af enten Global Positioning System (GPS) netværk eller specialradio transmissioner (MTF i Storbritannien).

Mens nogle organisationer skal synkronisere deres netværk til UTC som flyselskaber og børsen, kan et netværk synkroniseres til enhver tid og stadig fungere, men der er virkelig ingen erstatning for UTC-tid. Ikke alene er det mere effektivt at have netværk synkroniseret med resten af ​​verden. En UTC-tidskilde er afgørende for at sikre sikkerhed mod bedrageri, datatab og juridisk eksponering, og uden at organisationerne kan være sårbare og miste troværdighed.

NTP (version 4) kan bevare tid over det offentlige Internet til inden 10 millisekunder (1 / 100th af et sekund) og kan udføre endnu bedre i løbet af LAN med nøjagtighed af 200 mikrosekunder (1 / 5000th af et sekund) under ideelle betingelser.

Bemærk: Det anbefales kraftigt af Microsoft og andre, at eksternt baseret timing skal bruges i stedet for internetbaseret, da disse ikke kan godkendes. Specialiserede NTP-servere er tilgængelige, der kan synkronisere tid på netværk ved hjælp af enten MSF (eller tilsvarende) eller GPS-tidsserver signal.

Alle pc'er og netværksenheder bruger ure til at opretholde en intern systemtid. Disse ure, kaldet Real Time Clock chips (RTC), giver tid og dato information. De er batteribackede, så selv under strømafbrydelser kan de bevare tiden. Personlige computere er dog ikke designet til at være perfekte ure - deres design er optimeret til masseproduktion og billigere end at opretholde en præcis tid.

Disse interne klokker er tilbøjelige til at drifte, og selvom det i mange applikationer kan være ganske passende til nogle applikationer, men maskiner på et netværk, der går i forskellige hastigheder, bliver synkroniserede med hinanden, og der kan opstå problemer, især med tidsfølsom transaktioner.

NTP-servere (Network Time Protocol) bruger en enkelt tidsreference til at synkronisere alle maskiner på netværket til en tidsreference. Denne tidsreference kan enten være relativ (en computers interne ur eller tiden på en armbåndsur måske) eller absolut som en UTC (Universal Coordinated Time) urkilde som et atomur, der er så præcist som det er menneskeligt muligt.

Til nogle anvendelser en relativ tidskilde er imidlertid tilstrækkeligt i mange miljøer, såsom flyselskaber og børsen er det vigtigt for tid til at være absolut. Forestil købe et flyselskab sæde kun for at vide i lufthavnen, at billetten blev solgt to gange, fordi det blev købt bagefter på en computer, der havde en langsommere ur!

Atomure er de mest absolutte tid-holde enheder. De arbejder efter princippet, at atomet, cæsium 133, har et helt antal cykler af stråling hvert sekund (9,192,631,770). Dette har vist sig så præcis den internationale enhedssystem (SI) har nu defineret det andet som varigheden af ​​9,192,631,770 cykler af stråling af cæsium 133 atomet og udvikling af UTC (Coordinated Universal Time) betyder nu computere over hele workld kan synkroniseres til samme tidspunkt.

Atomkloder er dog ekstremt dyre og findes generelt kun i storskala fysiklaboratorier. NTP-servere kan dog synkronisere netværk til et atomur ved hjælp af enten Global Positioning System (GPS) netværk eller specialradio transmissioner (MTF i Storbritannien). Det skal bemærkes, at Microsoft og andre stærkt anbefaler, at eksternt baseret timing anvendes i stedet for internetbaseret, da disse ikke kan godkendes. Specialiserede NTP-servere er tilgængelige, der kan synkronisere tid på netværk ved hjælp af enten MSF (eller tilsvarende) eller GPS-tidsserver signal.

GPS er en ideel tid og frekvens kilde, fordi den kan give meget præcis tid overalt i verden ved hjælp af relativt billige komponenter. Hver GPS-satellit transmitterer i to frekvenser L2 til militær brug og L1 til brug af civile transmitteret ved 1575 MHz. Lavpris GPS-antenner og -modtagere er nu bredt tilgængelige.

Radiosignalet sendes af satellit kan passere gennem vinduer, men kan blokeres af bygninger, så det ideelle sted for en GPS-antenne er på en tagterrasse med en god udsigt til himlen. Jo flere satellitter det kan modtage fra bedre signal. Dog kan tagmonteret antenner være tilbøjelige til lynnedslag eller andre spænding overspænding så en suppressor stærkt anbefale at blive installeret inline på GPS-kablet.

Kablet mellem GPS-antenne og modtager er også kritisk. Den maksimale afstand, at et kabel kan køre normalt kun 20-30 meter, men en høj kvalitet koaksialkabel kombineret med en GPS forstærker placeret in-line for at øge forstærkningen af ​​antennen kan tillade overstiger 100 meter kabel løber.

Der er også en række nationale tid- og frekvensradio-transmissioner, der kan bruges til at synkronisere en NTP-server. I Storbritannien udsendes signalet (kaldet MSF) af National Physics Laboratory i Cumbria, der fungerer som Det Forenede Kongeriges nationale tidsreference. Der findes også lignende systemer i Colorado, USA (WWVB) og i Frankfurt, Tyskland (DCF-77).

En radio baseret NTP-server består normalt af en rackmonterbar tidsserver, og en antenne, der består af en ferrit bar inde i en plastik kabinet, som modtager radioen tid og frekvens broadcast. Det skal altid monteres horisontalt i en ret vinkel mod transmission for optimal signalstyrke. Data sendes i impulser, 60 et sekund. Disse signaler giver UTC tid med en nøjagtighed på 100 mikrosekunder imidlertid radiosignalet har en endelig rækkevidde og er sårbar over for interferens.

Både en GPS NTP-server og MSF-tidsserver kan give en overkommelig og effektiv måde at nøjagtigt synkronisere computernetværk ved hjælp af NTP.