Атомные часы - это чудо по сравнению с другими видами хронометристов. Потребуется 100,000 лет для атомных часов, чтобы потерять секунду во времени, что ошеломляет, особенно когда вы сравниваете его с цифровыми и механическими часами, которые могут дрейфовать так много за один день.

Но атомные часы это не практические единицы оборудования, которые могут быть расположены вокруг офиса или дома. Они громоздки, дороги и требуют лабораторных условий для эффективной работы. Но использование атомных часов достаточно просто, особенно в том, что атомные хранители времени NIST (Национальный институт стандартов и времени) и NPL (Национальная физическая лаборатория) транслировали время, рассказанное их атомными часами на коротковолновом радио.

NIST передает свой сигнал, известный как WWVB от Boulder, Colorado, и транслируется на чрезвычайно низкой частоте (60,000 Гц). Радиоволны с станции WWVB могут охватывать все континентальные Соединенные Штаты, а также большую часть Канады и Центральной Америки.

Сигнал NPL транслируется в Камбрии в Великобритании и передается по аналогичным частотам. Этот сигнал, известный как MSF, доступен на всей территории Великобритании, и подобные системы доступны в других странах, таких как Германия, Япония и Швейцария.

Радиоуправляемые атомные часы получают эти сигналы длинной волны и корректируют себя в соответствии с любым дрейфом, который обнаруживает часы. Компьютерные сети также используют эти сигналы атомных часов и используют протокол NTP (Протокол сетевого времени) и посвященный NTP серверы времени для синхронизации сотен и тысяч различных компьютеров.

Хотя для синхронизации времени доступно несколько протоколов, большая часть времени сети синхронизируется, используя либо NTP или SNTP.

Протокол сетевого времени (NTP) и Simple Network Time Protocol (SNTP) существует с момента создания Интернета (и в случае NTP, за несколько лет до этого) и, безусловно, являются самыми популярными и широко распространенными протоколами синхронизации времени.

Однако разница между ними незначительна и определяет, какой протокол лучше всего подходит для NTP-сервер времени или конкретное приложение синхронизации времени может быть проблематичным.

Как следует из названия, SNTP является упрощенной версией протокола сетевого времени, но часто задают вопрос: «В чем же разница?»

Основное различие между двумя версиями протокола заключается в используемом алгоритме. Алгоритм NTP может запрашивать несколько опорных часов, которые являются наиболее точными.

Использование SNTP для низкопроизводительных устройств - оно подходит для менее мощных машин, не требует высокой точности NTP. NTP также может отслеживать любое смещение и дрожание (небольшие колебания формы сигнала, возникающие из-за колебаний напряжения питания, механических колебаний или других источников), в то время как SNTP этого не делает.

Другое существенное различие заключается в том, как два протокола корректируются для любого дрейфа в сетевых устройствах. NTP ускорит или замедлит системные часы, чтобы соответствовать времени опорных часов, поступающих в NTP-сервером (поворот), в то время как SNTP просто перейдет в обратную или обратную сторону системных часов.

Этот шаг системного времени может вызвать потенциальные проблемы с чувствительными к времени приложениями, особенно на этом шаге, достаточно велико.

NTP используется, когда точность важна, и когда приложения, зависящие от времени, зависят от сети. Однако его сложный алгоритм не подходит для простых машин или устройств с менее мощными процессорами. SNTP, с другой стороны, лучше всего подходит для этих более простых устройств, так как он потребляет меньше ресурсов компьютера, однако он не подходит для любого устройства, где точность является критичной или когда приложения, зависящие от времени, зависят от сети.

Поиск правильного времени для сетевой синхронизации возможен только благодаря атомным часам. По сравнению со стандартными устройствами синхронизации и Атомные часы в миллионы раз более точен с последними проектами, обеспечивающими точное время в течение секунды в 100,000 годах.

Атомные часы используют неизменный резонанс атомов в разных энергетических состояниях для измерения времени, обеспечивающего атомный тик, который происходит почти 9 миллиард раз в секунду в случае атома цезия. Фактически резонанс цезия в настоящее время является официальным определением второго, принятого Международной системой единиц (SI).

Атомные часы - это базовые часы, используемые для международного времени, UTC (Всемирное координированное время). И они также служат основой для NTP-серверы для синхронизации компьютерных сетей и технологий, чувствительных к времени, таких как те, которые используются диспетчером воздушного движения и другими высокоуровневыми приложениями, чувствительными к времени.

Поиск источника атомных часов UTC - простая процедура. В частности, с наличием источников времени в Интернете, например, предоставленных Microsoft и Национальный институт стандартов и времени (windows.time.com и nist.time.gov).

Однако эти NTP-серверы это то, что известно как устройства типа 2, которые означают, что они подключены к другому устройству, которое, в свою очередь, получает время от атомных часов (другими словами, вторичный источник UTC).

Хотя точность этих серверных серверов 2 неоспорима, на него может повлиять расстояние, на котором клиент находится от серверов времени, они также находятся за пределами брандмауэра, что означает, что для любой связи с сервером онлайн-времени требуется открытый протокол UDP (User Datagram Protocol) порт для связи.

Это может вызвать уязвимости в сети и не используется по этой причине в любой системе, требующей полной безопасности. Более безопасный (и надежный) способ получения UTC - использовать выделенный NTP-сервер времени, Эти устройства синхронизации времени получают время непосредственно от атомных часов, транслируемых по длинной волне, такими местами, как NIST или NPL (Национальная физическая лаборатория - Великобритания). Альтернативно, UTC может быть получен из сигнала GPS, передаваемого созвездием спутников в сети GPS (Глобальная система определения местоположения).

Один из самых точные атомные часы должен быть запущен на орбиту и присоединен к Международной космической станции (МКС) благодаря соглашению, подписанному французским космическим агентством.

Атомные часы PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) прилагаются к МКС в целях более точного тестирования теории Эйнштейна относительно и увеличения точности скоординированного всеобщего времени (UTC) среди других геодезических экспериментов.

PHARAO - это атомные часы цезиевого поколения следующего поколения с точностью, которая соответствует менее чем второму дрейфу каждые 300,000 лет. PHARAO будет запущен Европейским космическим агентством (ESA) в 2013.

Атомные часы - самые точные устройства для хронометража, доступные человечеству, но они подвержены изменениям гравитационного тяготения, как это предсказывает теория Эйнштейна, поскольку само время убито тягой Земли. Поставив эти точные атомные часы на орбиту, эффект земной гравитации уменьшается, что позволяет PHARAO быть более точным, чем часы на основе Земли.

В то время как атомные часы не являются новыми для орбиты, так как многие спутники; включая GPS-сеть (Global Positioning System), содержат атомные часы, однако PHARAO будет одним из самых точных часов, когда-либо выпущенных в космос, что позволяет использовать его для более детального анализа.

Атомные часы были с тех пор, как 1960, но их растущее развитие проложило путь для новых и современных технологий. Атомные часы составляют основу многих современных технологий спутниковой навигации, позволяя компьютерным сетям эффективно взаимодействовать по всему миру.

Компьютерная сеть получать сигналы времени от атомных часов с помощью NTP серверы времени (Network Time Protocol), который может точно синхронизировать компьютерную сеть с точностью до нескольких миллисекунд UTC.

Мы не могли жить без них. Они затрагивают почти каждый аспект нашей повседневной жизни, и многие из технологий, которые мы считаем само собой разумеющимися в современном мире, просто не могли функционировать без них. Фактически, если вы читаете эту статью в Интернете, есть шанс, что вы используете ее прямо сейчас.

Не зная этого, атомные часы управляют всеми нами. Из Интернета; для сетей мобильных телефонов и спутниковой навигации без атомных часов ни одна из этих технологий не была бы возможна.

Атомные часы управляют всеми компьютерными сетями с использованием протокола NTP (протокол сетевого времени) и сетевые серверы времени, компьютерные системы по всему миру остаются в идеальной синхронизации.

И они будут продолжать делать это в течение нескольких миллионов лет, так как атомные часы настолько точны, что они могут поддерживать время в течение секунды для более чем за 100 миллионов лет. Однако, атомные часы могут быть сделаны еще точнее, и французская команда ученых планирует сделать это, запустив атомные часы в космос.

Атомные часы ограничены их точностью на Земле из-за эффектов гравитационного притяжения планеты во времени; поскольку Эйнштейн предложил, что время само по себе искажено гравитацией, и это деформирование замедляет время на Земле.

Тем не менее, новый тип атомных часов с именем PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbit) должен быть размещен на борту Международной космической станции (МКС) вне досягаемости от худших последствий гравитационного тяготения Земли.

Этот новый тип атомных часов позволит гиперточную синхронизацию с другими атомными часами, здесь, на Земле (что фактически сделает синхронизацию с NTP-сервером еще точнее).

Ожидается, что фараон достигнет точности примерно одну секунду каждые 300 миллионов лет и позволит достичь дальнейших успехов в технологиях, зависящих от времени.

Windows 7 - это новейший пакет в семействе операционных систем Microsoft. Вследствие широкомасштабной Windows Vista Windows 7 имеет гораздо более теплый прием от критиков и потребителей.

Синхронизация времени в Windows 7 чрезвычайно проста, поскольку протокол NTP (Network Time Protocol) встроен в Windows 7, и операционная система автоматически синхронизирует часы компьютера, подключившись к сервису time.windows.com времени Microsoft.

Это полезно для многих домашних пользователей, но синхронизация по Интернету недостаточно безопасна для компьютерной сети по следующей причине:

Чтобы подключиться к любому источнику времени в Интернете, например time.windows.com, сообщение должно быть оставлено открытым в брандмауэре. Как и любой открытый порт в сетевом брандмауэре, это может использоваться как точка входа злоумышленника или какого-либо вредоносного программного обеспечения.

Функция синхронизации времени в Windows 7 может быть отключена и достаточно проста, открыв диалоговое окно «Время и дата» и снимите флажок «Синхронизация».

Тем не менее, синхронизация времени в сети имеет жизненно важное значение, поэтому, если служба времени в Интернете отключена, ее необходимо заменить надежным и точным источником времени.

Безусловно, лучший способ сделать это - использовать источник времени, внешний для сети (и брандмауэр).

Самый простой, безопасный и самый точный способ синхронизации сети Windows 7 - использовать выделенный NTP-сервером, Эти устройства используют временную привязку либо от радиочастоты (обычно распространяемой национальными физическими лабораториями, такими как NPL Великобритании и Америки NIST) или из спутниковой сети GPS.

Поскольку оба этих источника ссылок исходят от источников атомных часов, они также невероятно точны, а сеть Windows 7, состоящая из сотен машин, может быть синхронизирована с точностью до нескольких миллисекунд глобального временного шкала UTC (Coordinated Universal Time), используя только один NTP-сервер времени.

Синхронизация времени может быть головной болью для многих сетевых администраторов, пытающихся синхронизировать сеть в первый раз. Есть много подводных камней, к которым может обратиться незнакомый администратор сети, пытаясь синхронизировать каждую машину в сети.

Первой проблемой, которую многие сетевые администраторы делают, является выбор источника времени. UTC (Coordinated Universal Time) является глобальным временным масштабом и используется во всем мире в качестве основы для Синхронизация времени поскольку он не полагается на часовые пояса, позволяющие глобальному сообществу опираться на одну шкалу времени.

UTC также контролируется созвездием атомных часов, которое обеспечивает его точность; однако он регулярно корректируется, чтобы гарантировать, что он соответствует среднему солнечному времени за счет добавления секунд прыжка, которые добавляются, чтобы противостоять естественному замедлению вращения Земли.

UTC легко доступен в качестве временной ссылки из ряда источников. Интернет является популярным местом для получения источника времени UTC. Тем не менее, источник времени в Интернете находится через сетевой брандмауэр, и проблемы безопасности могут возникнуть из-за того, что он должен оставить открытый порт UDP для приема запросов времени.

Источники времени в Интернете также могут быть неточными, и поскольку собственная система безопасности NTP, известная как аутентификация NTP, не может работать через Интернет, могут возникнуть дополнительные проблемы безопасности.

Лучшим решением для получения источника UTC является использование либо Глобальной системы позиционирования (GPS), либо широковещательных радиопередач, передаваемых несколькими национальными физическими лабораториями, такими как NIST в США и Великобритании NPL.

Посвященный NTP серверы времени могут получать эти защищенные и аутентифицированные сигналы, а затем распространять их среди всех устройств в сети.

Спутниковые навигационные системы или спутниковые навигаторы изменили способ навигации по дорогам. Прошли те дни, когда путешественники должны были иметь перчаточный ящик с картами и уйти тоже, это нужно остановить и попросить местных для направления.

Спутниковая навигация означает, что теперь мы переходим от точки А к точке В, и наши системы будут принимать нас туда, а система спутниковой навигации не является доказательством дурака (мы, должно быть, все читали истории людей, движущихся по скалам и рекам и т. Д.), Это безусловно, революционизировал наши Wayfinding.

В настоящее время существует только одна глобальная навигационная спутниковая система (GNSS), американская система глобального позиционирования (GPS). Несмотря на то, что конкурирующая европейская система (Galileo) собирается выходить в сеть через некоторое время после 2012, и разрабатывается как российская (ГЛОНАСС), так и китайская (COMPASS) система.

Тем не менее, все эти сети GNSS будут работать с использованием той же технологии, что и GPS, и на самом деле современные GPS-системы должны иметь возможность использовать эти будущие системы без значительных изменений.

Система GPS - это в основном созвездие спутников (в настоящее время есть 27). Каждый из этих спутников содержит Атомные часы (фактически два находятся на большинстве спутников GPS, но для целей этого объяснения следует учитывать только один). Сигналы, передаваемые с GPS-спутника, содержат несколько фрагментов информации, отправленных как одно целое:

* Время отправки сообщения

* Орбитальное положение спутника (известного как эфемериды)

* Общее состояние системы и орбиты других спутников GPS (известных как альманах)

Спутниковый навигационный приемник, вид, найденный на приборной панели вашего автомобиля, получает эту информацию, и использование информации о времени позволяет определить точное расстояние от приемника до спутника. Используя три или более из этих сигналов, точное положение может быть триангулировано (на самом деле требуются четыре сигнала, так как высота над уровнем моря также должна быть разработана).

Поскольку триангуляция работает, когда посылается сигнал времени и сколько времени требуется, чтобы добраться до приемника, сигналы должны быть невероятно точными. Даже вторая неточность могла видеть навигационную информацию, но тысячи километров в качестве света и, следовательно, радиосигналы, могут перемещаться почти на 300,000 км каждую секунду.

В настоящее время спутниковая сеть GPS может обеспечить навигационную точность с точностью до 5 метров, которая показывает, насколько точные атомные часы возможно.

Кажется, что почти у каждой приборной панели автомобиля есть приемник GPS, расположенный сверху. Они стали невероятно популярными в качестве навигационного инструмента, и многие люди полагаются на них исключительно для того, чтобы прокладывать себе путь по дорожным сетям.

Глобальная система позиционирования существует уже довольно много лет, но первоначально был спроектирован и построен для американских военных приложений, но был расширен для использования в гражданских целях после авиакатастрофы.

Хотя это невероятно полезный и удобный инструмент, системы GPS относительно просты в своей работе. Навигация работает с использованием созвездия 30 или около того спутников (есть еще несколько, которые работают на орбите, но больше не работают).

Сигналы, посылаемые со спутников, содержат три части информации, которые принимаются спутниковыми навигационными устройствами в наших автомобилях.

Эта информация включает:

* Время отправки сообщения

* Орбитальное положение спутника (известного как эфемериды)

* Общее состояние системы и орбиты других спутников GPS (известных как альманах)

Способ разработки навигационной информации заключается в использовании информации с четырех спутников. Время, в течение которого сигналы покидают каждый из спутников, записывается спутниковым навигационным приемником, и расстояние от каждого спутника затем обрабатывается с использованием этой информации. Используя информацию с четырех спутников, можно точно определить, где находится спутниковый приемник, этот процесс известен как триангуляция.

Однако разработка именно того, где вы находитесь в мире, полностью зависит от точности сигналов времени, которые транслируются спутниками. Поскольку сигналы, такие как движение GPS со скоростью света (приблизительно 300,000 км в секунду через вакуум), даже одна секундная погрешность могла видеть информацию о местоположении с помощью 300 километров! В настоящее время система GPS точна до пяти метров, которая демонстрирует, насколько точна информация о времени, передаваемая спутниками.

Этот высокий уровень точности возможен, поскольку каждый GPS-спутник содержит атомные часы. Атомные часы невероятно точны, опираясь на непоколебимые колебания атомов, чтобы удержать время - фактически каждый спутник GPS будет работать более миллиона лет, прежде чем он будет дрейфовать на целую секунду (по сравнению со средними электронными часами, которые будут дрейфовать на секунду в неделю или две)

Из-за этого высокого уровня точности атомные часы на борту спутников GPS могут использоваться как источник точного времени для синхронизация компьютерных сетей и другие устройства, требующие синхронизации.

Получение этого сигнала времени требует использования Сервер GPS NTP который синхронизируется со спутником и распределяет время для всех устройств в сети.

Windows 7, новейшая операционная система от Microsoft, также является их первой операционной системой, которая автоматически синхронизирует часы ПК с интернет-источником Время UTC (Всемирное координированное время). С момента включения компьютера Windows 7 и подключения к Интернету он запрашивает сигналы времени из службы времени Microsoft - time.windows.com.

В то время как для многих домашних пользователей это избавит их от необходимости устанавливать и корректировать свои часы, поскольку это дрейфует, для бизнес-пользователей это может быть проблематично, поскольку источники времени в Интернете не защищены, а получение источника времени через порт UDP на брандмауэре может привести к нарушения безопасности и поскольку источники времени в Интернете не могут быть аутентифицированы NTP (Network Time Protocol) сигналы могут быть захвачены злоумышленниками.

Этот интернет-источник времени можно отключить, открыв диалоговое окно «Часы и дата» и откройте вкладку «Время в Интернете», нажав кнопку «Изменить» и снимите флажок «Изменить»,Синхронизация с сервером времени в Интернете<option. '

Хотя это не решит, что через брандмауэр не поступит нежелательный трафик, это также означает, что компьютер Windows 7 не будет синхронизирован с UTC, и его хронометраж будет зависеть от часов материнской платы, которые в конечном итоге будут дрейфовать.

Чтобы синхронизировать сеть компьютеров Windows 7 с точным и надежным источником UTC, наиболее практичным и простым решением является подключение выделенный сервер времени NTP, Они подключаются напрямую к маршрутизатору или коммутатору и обеспечивают безопасный прием источника времени атомных часов.

NTP серверы времени использовать высокоточный и безопасный сигнал GPS (Глобальная система позиционирования), доступный повсюду на планете, или более локализованные сигналы длинной волны, передаваемые несколькими национальными физическими лабораториями, такими как NIST и NPL.