Говорить о времени не так прямо, как думают многие. На самом деле сам вопрос: «Какое время?» это вопрос, на который даже современная наука не может ответить. Время, согласно Эйнштейну, относительное; он передает изменения для разных наблюдателей, на которые влияют такие факторы, как скорость и гравитация.

Даже когда мы все живем на одной и той же планете и переживаем время аналогичным образом, рассказывая, что время может быть все труднее. С тех пор наш оригинальный метод использования вращения Земли был признан неточным, поскольку гравитация Луны заставляет некоторые дни быть длиннее 24 часов, а некоторые - короче. На самом деле, когда ранние динозавры блуждали по Земле, день был всего лишь 22 часов!

Хотя механические и электронные часы обеспечивали нас с некоторой степенью точности, наши современные технологии потребовали гораздо более точных измерений времени. GPS, интернет-трейдинг и управление воздушным движением - всего три отрасли были разделены, второе время невероятно важно.

Итак, как мы отслеживаем время? Использование вращения Земли оказалось ненадежным, в то время как электрические осцилляторы (кварцевые часы) и механические часы были точными только на секунду или два в день. К сожалению, для многих наших технологий вторая неточность может быть слишком длинной. В спутниковой навигации свет может перемещаться на 300,000 км всего за секунду, в результате чего средняя единица sat-nav бесполезна, если была некоторая секунда неточности.

Решение найти точный метод измерения времени состояло в том, чтобы исследовать очень малую квантовую механику. Квантовая механика - это изучение атома и его свойств и их взаимодействия. Было обнаружено, что электроны, крошечные частицы, которые вращаются вокруг атомов, меняют путь, по которому они вращаются, и выделяют определенное количество энергии, когда они это делают.

В случае атома цезия это происходит почти девять миллиардов раз в секунду, и это число никогда не изменяется и поэтому может быть использовано в качестве сверхнадежного метода отслеживания времени. Атомы цезия используют атомные часы дина, и на самом деле второй теперь определяется как чуть более 9 миллиардов циклов излучения атома цезия.

Атомные часы являются основой для многих наших технологий. Вся глобальная экономика опирается на них со временем, переданным NTP серверы времени на компьютерных сетях или спущен спутниками спутников GPS; гарантируя, что весь мир сохраняет то же, точное и стабильное время.

Официальная глобальная шкала времени, скоординированное всеобщее время (UTC) была разработана благодаря атомным часам, позволяющим всему миру работать в одно и то же время с точностью до нескольких десятых секунды друг от друга.

A Сервер времени это общий офисный инструмент, но для чего он нужен?

Мы все привыкли к разному времени от остального мира. Когда Америка просыпается, Хонк Конг ложится спать, поэтому мир разделен на часовые пояса. Даже в том же часовом поясе все еще могут быть различия. В континентальной Европе, например, большинство стран на час опережают Великобританию из-за изменения сезонов в Великобритании.

Однако, когда дело доходит до глобального общения, разное время во всем мире может вызвать проблемы, особенно если вам нужно проводить такие транзакции, связанные с временем, как покупка или продажа акций.

Для этого на раннем 1970 было ясно, что требуется глобальная шкала времени. Он был введен в 1 January 1972 и был вызван UTC - Всемирное координированное время. UTC хранится атомными часами, но основан на Greenwich Meantime (GMT - часто называемый UT1), который сам по себе является временным масштабом, основанным на вращении Земли. К сожалению, Земля колеблется в своем вращении, поэтому UTC учитывает это, добавляя второй раз или два раза в год (Leap Second).

В то время как спорным для многих, астрономы и другие учреждения нуждаются в прыжках, чтобы предотвратить дрейф дня, иначе было бы невозможно определить положение звезд в ночном небе.

UTC теперь используется во всем мире. Это не только официальная глобальная шкала времени, но и используется сотнями тысяч компьютерных сетей по всему миру.

Компьютерные сети используют сетевой сервер времени для синхронизации всех устройств в сети с UTC. Большинство серверов времени используют протокол NTP (Network Time Protocol) для распределения времени.

Серверы времени NTP получают время от атомных часов либо длинноволновыми радиопередачами от национальных лабораторий физики, либо от сети GPS (Global Positioning System). GPS-спутники все имеют встроенные атомные часы, которые пропускают время назад на Землю. Хотя этот сигнал времени строго не соответствует UTC (он известен как время GPS) из-за точности передачи, он легко преобразуется в UTC с помощью GPS NTP-сервером.

Атомные часы используются для тысяч приложений по всему миру. От управления спутниками до даже синхронизации компьютерной сети с использованием NTP-сервером, атомные часы изменили способ управления и управления временем.

С точки зрения точности атомные часы не имеют себе равных. Цифровые кварцевые часы могут сохранять точное время в течение недели, не теряя больше секунды, но атомные часы могут удерживать время на миллионы лет без дрейфа.

Атомные часы работа по принципу квантовых скачков, ветвь квантовой механики, которая утверждает, что электрон; отрицательно заряженная частица, будет выходить на орбиту ядра атома (центра) на определенной равнине или уровне. Когда он поглощает или высвобождает достаточно энергии, в виде электромагнитного излучения электрон перепрыгивает в другую плоскость - квантовый скачок.

Измеряя частоту электромагнитного излучения, соответствующего переходу между двумя уровнями, можно записать время прохождения. Цезиевые атомы (цезий 133) являются предпочтительными для синхронизации, поскольку они имеют 9,192,631,770 циклов излучения в каждую секунду. Поскольку энергетические уровни атома цезия (квантовые стандарты) всегда одинаковы и имеют такое большое количество, атомные часы цезия невероятно точны.

Наиболее распространенной формой атомных часов, используемых сегодня в мире, является цезийный фонтан. В этом типе часов облако атомов проецируется в микроволновую камеру и позволяет падать под действием силы тяжести. Лазерные лучи замедляют эти атомы и измеряют переход между энергетическими уровнями атома.

Следующее поколение атомных часов разрабатывается с использованием ионных ловушек, а не фонтана. Ионы представляют собой положительно заряженные атомы, которые могут быть захвачены магнитным полем. Другие элементы, такие как стронций, используются в этих тактовых импульсах следующего поколения, и считается, что потенциальная точность часов ионной ловушки стронция может быть в 1000 раз больше, чем у текущих атомных часов.

Атомные часы используются всеми видами технологий; спутниковая связь, Глобальная система позиционирования и даже интернет-торговля зависят от атомных часов. Большинство компьютеров синхронизируются косвенно с атомными часами, используя NTP-сервером, Эти устройства получают время от атомных часов и распределяют по своим сетям, обеспечивая точное время на всех устройствах.

Атомные часы являются вершиной приборов для поддержания времени. Современные атомные часы могут удержать время до такой точности, что в 100,000,000 годах (100 миллионов) они не теряют даже секунды во времени. Из-за этого высокого уровня точности атомные часы являются основой для временного масштаба мира.

Чтобы разрешить глобальные коммуникационные и чувствительные по времени транзакции, такие как покупка стеков и акций, глобальная шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами, была разработана в 1972. Эта временная шкала, скоординированное универсальное время (UTC) регулируется и контролируется Международное бюро весов и мер (BIPM), которые используют созвездие атомных часов 230 из лабораторий 65 во всем мире для обеспечения высокой точности.

Атомные часы основаны на фундаментальных свойствах атома, известных как квантовая механика. Квантовая механика предполагает, что электрон (отрицательно заряженная частица), который вращается вокруг ядра атома, может существовать на разных уровнях или в орбитальных плоскостях, зависящих, если они поглощают или высвобождают правильное количество энергии. Как только электрон поглотил или выпустил достаточно энергии, он может «перейти» на другой уровень, это называется квантовым скачком.

Частота между этими двумя состояниями энергии - это то, что используется для поддержания времени. Большинство атомных часов основаны на атоме цезия, который имеет периоды 9,192,631,770 излучения, соответствующие переходу между двумя уровнями. Из-за точности цезиевых часов BIPM теперь рассматривает вторую, определяемую как циклы 9,192,631,770 атома цезия.

Атомные часы используются в тысячах различных приложений, где важно точное время. Спутниковая связь, управление воздушным движением, интернет-трейдинг и ГП все требуют атомных часов для поддержания времени. Атомные часы также могут быть использованы в качестве метода синхронизация компьютерных сетей.

Компьютерная сеть, использующая NTP-сервер времени могут использовать либо радиопередачу, либо сигналы, передаваемые спутниками GPS (Глобальная система позиционирования) в качестве источника синхронизации. Затем программа NTP (или демон) гарантирует, что все устройства в этой сети будут синхронизированы с временем, указанным атомными часами.

Используя NTP-сервером синхронизированный с атомными часами, компьютерная сеть может выполнять идентичное согласованное универсальное время, так как другие сети позволяют проводить транзакции, чувствительные к времени, со всего мира.

NTP-серверы используются компьютерными сетями в качестве синхронизации для синхронизации. NTP-сервером на самом деле является устройством связи, которое получает время от атомных часов и распределяет его. Серверы NTP, которые получают прямое время атомных часов, называются файловыми серверами XTUMX NTP.

Угловое устройство 0 - это атомные часы. Это очень дорогие и деликатные детали машин и их можно найти только в крупных лабораториях физики. К сожалению, существует множество правил, регулирующих, кто может получить доступ к серверу 1 с платой из-за соображений пропускной способности. Большинство сетевых серверов 1 NTP настроены университетами или другими некоммерческими организациями, поэтому им необходимо ограничить доступ к ним.

К счастью, серверы времени XTUMX с временным интервалом XTUMX могут предлагать достаточно точную точность в качестве источника синхронизации, и любое устройство, получающее сигнал времени, может само по себе использоваться в качестве временной привязки (время приема устройства от устройства 2 слоя является сервером 2 с пластом. Устройства, которые получают время от сервер 3 страты - это устройства XTUMX, и так далее).

Ntp.org, является официальным домом проекта пула NTP и, безусловно, лучшим местом для поиска открытый NTP-сервер, В пуле есть два списка общедоступных серверов; первичные серверы, на которых отображаются серверы 1 (большинство из которых являются закрытым доступом) и вторичные, которые являются серверами XTUMX.

При использовании общедоступного сервера NTP важно соблюдать правила доступа, поскольку отказ сделать это может привести к тому, что сервер будет забит трафиком, и если проблемы будут продолжаться, возможно, прекратятся, поскольку большинство открытых серверов NTP настроены как щедрые действия.

Есть несколько важных моментов, которые следует помнить при использовании источника синхронизации из-за Интернета. Во-первых, источники синхронизации Интернета не могут быть аутентифицированы. Аутентификация - это встроенная мера безопасности, используемая NTP, но недоступная по сети. Во-вторых, для использования источника синхронизации в Интернете требуется открытый порт в вашем брандмауэре. Явление в брандмауэре может использоваться злоумышленниками и может оставить уязвимую систему для атаки.

Для тех, кому нужен безопасный источник синхронизации или когда точность важна, посвященный NTP-сервером который получает сигнал синхронизации от длинноволновых радиопередач или сети GPs.

Сигнал времени WWVB представляет собой выделенное радиовещание, обеспечивающее точный и надежный источник гражданского времени Соединенных Штатов, основанный на глобальном масштабе времени UTC (скоординированное всеобщее время), сигнал WWVB транслируется и поддерживается лабораторией NIST в США (Национальный институт стандартов и Время).

Сигнал времени WWVB может использоваться любым, кто требует точной информации о времени, хотя его основное использование является источником времени UTC для администраторов, синхронизирующих компьютерную сеть с радиочасами. Радиочасы действительно являются еще одним термином для сетевой сервер времени который использует радиопередачу как источник синхронизации.

Большинство радиотермических сетевых серверов используют NTP (Network Time Protocol) для распределения информации о времени в сети.

Сигнал WWVB транслируется из Форт-Коллинза, штат Колорадо. Он доступен 24 часов в день в большинстве США и Канады, хотя сигнал уязвим к помехам и локальной топографии. Пользователи службы WWVB получают преимущественно сигнал «земляной волны». Однако существует также остаточная «волна неба», которая отражается от ионосферы и намного сильнее ночью; это может привести к общему принятому сигналу, который является более сильным или слабым.

Сигнал WWVB переносится на частоту 60 кГц (с точностью до частей 2 в 1012) и управляется атомными часами цезия, основанными на NIST

Сила поля сигнала превышает 100 мкВ / м (микровольт в метрах) на расстоянии 1000 км от Колорадо, охватывая большую часть США.

Сигнал WWVB представлен в виде простого двоичного кода, содержащего информацию о времени и дате. Код времени и даты WWVB включает в себя следующую информацию: год, месяц, день месяца, день недели, час, минуту, летнее время (по сути или неизбежный).

Время всегда играл важную роль в цивилизации. Понимание и контроль времени было одним из предварительных занятий человечества с предыстории, и способность отслеживать время была столь же важна для древних, как и для нас.

Наши предки должны были знать, когда самое лучшее время - посадить урожай или когда собираться на религиозные праздники и зная, что время означает убедиться, что это то же самое, что и все остальные.

синхронизация времени является ключом к точному соблюдению времени, поскольку организация мероприятия в определенный момент времени стоит только в том случае, если все работают одновременно. В современном мире, когда бизнес перешел от бумажной системы к электронной, важна синхронизация времени и поиск лучшей точности.

Компьютерные сети теперь общаются друг с другом со всего мира, проводя миллиарды долларов транзакций каждую секунду, точность в миллисекундах теперь является частью успеха в бизнесе.

Компьютерные сети могут состоять из сотен и тысяч компьютеров, серверов и маршрутизаторов, и в то время как у всех их есть внутренние часы, если они не синхронизированы совершенно вместе, может возникнуть множество потенциальных проблем.

Нарушения безопасности, потери данных, частые сбои и сбои, мошенничество и доверие клиентов - все это потенциальная опасность плохой компьютерной синхронизации времени. Компьютеры полагаются на время, поскольку единственная точка отсчета между событиями и многими приложениями и процессами зависит от времени.

Даже расхождения в нескольких миллисекундах между устройствами могут вызвать проблемы, особенно в мире глобальных финансов, где миллионы получают или теряют за секунду. По этой причине большинство компьютерных сетей контролируются Сервер времени, Эти устройства получают сигнал времени от атомных часов. Этот сигнал затем распределяется по каждому устройству в сети, гарантируя, что все машины имеют одинаковое время.

Большинство устройств синхронизации управляются компьютерной программой NTP (Сетевой протокол времени). Это программное обеспечение регулярно проверяет часы каждого устройства для дрейфа (замедление или ускорение с требуемого времени) и исправляет его, гарантируя, что устройства никогда не будут колебаться от синхронизированного времени.

Синхронизация времени теперь является неотъемлемой частью администрирования сети. Сети, которые не синхронизированы с временем UTC (согласованное универсальное время), становятся изолированными; неспособность обрабатывать транзакции с учетом времени или безопасно связываться с другими сетями.

Время UTC была разработана, чтобы позволить всему земному шару общаться в единый временный интервал и основывается на времени, рассказанном атомные часы.

Чтобы синхронизировать с временем UTC, многие сетевые администраторы просто подключаются к источнику синхронизации времени в Интернете и предполагают, что они получают безопасный источник времени UTC. Однако есть недостатки в этом, и любая сеть, требующая безопасности, НИКОГДА не должна использовать Интернет в качестве источника синхронизации:

1. Чтобы использовать источник синхронизации времени в Интернете, порт должен быть перенаправлен в брандмауэр. Эта «дыра», позволяющая передавать информацию о времени, может быть использована и кем-то еще.
2. NTP (Network Time Protocol) имеет встроенную меру безопасности, называемую аутентификацией, которая гарантирует, что источник синхронизации - это именно тот, о ком он говорит, что это невозможно использовать через Интернет.
3. Источники интернет-синхронизации полностью неточны. Опрос Нельсона Минара из Массачусетского технологического института (Массачусетский технологический институт) обнаружил, что менее половины из них были достаточно близки к времени UTC, чтобы его можно было назвать надежным (некоторые, где минуты и даже часы!).
4. Расстояние через Интернет может сделать даже чрезвычайно точный источник времени в Интернете бесполезным, поскольку расстояние до клиента может вызвать задержку.
5. Специальный сервер времени будет использовать радиосигнал GPS-сигнала, который может быть проверен, чтобы гарантировать его точность, обеспечивая безопасность и правовую защиту; источники интернет-синхронизации не могут.

Посвященный NTP серверы времени не только обеспечивают большую защиту и безопасность, чем источники времени в Интернете. Они также предлагают необузданную точность как с GPS, так и с частотными и радиочастотными передачами (такими как MSF, DCF или WWVB) с точностью до нескольких миллисекунд времени UTC.

Серверы GPS время являются сетевыми серверами времени, которые получают сигнал синхронизации из сети GPS и распределяют его среди всех устройств в сети, обеспечивая синхронизацию всей сети.

GPS - идеальный источник времени, поскольку сигнал GPS доступен в любом месте земного шара. GPS - это глобальная система позиционирования, сеть GPS принадлежит американским военным и контролируется и управляется ВВС США (космическое крыло). Однако, поскольку поздний 1980 был открыт для мирного населения мира как инструмент для помощи в навигации.

Сеть GPS на самом деле является созвездием спутников 32, которые вращаются вокруг Земли, они фактически не предоставляют информацию о местоположении (это делают GPS-приемники), но передают от своих бортовых атомных часов сигнал синхронизации.

Этот синхронизирующий сигнал - это то, что используется для выработки глобальной позиции путем триангуляции сигналов синхронизации 3-4, получатель может определить, как далеко и, следовательно, положение со спутника. По существу, глобальный спутник позиционирования - это просто орбитальные часы, и именно эта информация передается, которая может быть поднята сервером времени GPS и распределена между сетью.

Хотя строго говоря, время GPS не совпадает с глобальным временным шкафом UTC (скоординированное универсальное время), GPS сервером времени автоматически преобразует формат времени в UTC.

Сервер времени GPS может обеспечить необузданную точность с сетями, способными поддерживать точность в течение нескольких миллисекунд UTC.