Время серверов являются обычным аппаратом в современных серверных комнатах, но синхронизация времени стала возможной благодаря идеям физика прошлого века, и именно эти наши идеи времени сделали многие из технологий последних нескольких десятилетий возможными.

Время - одна из самых сложных понятий для понимания. До последнего столетия считалось, что время было постоянным, но только тогда, когда идеи Эйнштейна, которые мы обнаружили, были относительными.
Относительное время было следствием самой популярной теории Эйнштейна «Общая теория относительности» и ее знаменитого уравнения E = MC2.

Что обнаружил Эйнштейн, так это то, что скорость света была единственной константой во Вселенной (в вакууме в любом случае), и это время будет отличаться для разных наблюдателей. Уравнения Эйнштейна показали, что чем быстрее наблюдатель движется к скорости света, тем медленнее будет время.

Он также обнаружил, что время не было отдельной сущностью всей вселенной, но было частью четырехмерного пространства-времени и что эффекты гравитации деформировали бы это космическое время, заставляя время замедляться.

Многие современные технологии, такие как спутниковая связь и навигация, должны учитывать эти идеи, в противном случае спутники будут выходить из орбиты, и невозможно было бы общаться по всему миру.

Атомные часы настолько точны, что они могут потерять менее секунды за 400 миллионов лет, но рассмотрение идей Эйнштейна должно учитываться, поскольку атомные часы, базирующиеся на уровне моря, работают медленнее, чем те, которые находятся на более высокой высоте из-за земного детерминанта гравитации Земли.

Разработана универсальная шкала времени, которая называется UTC (Coordinated Universal Time), которая основана на времени, указанном атомными часами, но компенсирует минутное замедление вращения Земли (вызванное гравитацией Луны) путем добавления Leap Seconds каждый год к предотвратить день, когда он ползет в ночное время (хотя и в течение тысячелетий или двух лет).

Благодаря атомным часам и Время UTC компьютерные сети по всему миру могут получать источник времени UTC через Интернет, через национальную радиопередачу или через сеть GPS. NTP-сервером (Network Time Protocol) может синхронизировать все устройства в сети до этого времени.

Время сервераs используются во всей индустрии Великобритании. Многие из них получают сигнал MSF от Национальной физической лаборатории в Камбрии. Ниже приведены некоторые часто задаваемые вопросы о британском времени и сигнале MSF:

Кто решает, когда часы должны идти вперед или назад на летнее время?

Если вы живете в Европе, время начала и окончания летнего времени приводится в соответствующей Директиве ЕС и британском уставном инструменте как среднее время 1 am Greenwich (GMT).

Используется ли «полночь» накануне или на следующий день?

Использование слова «полночь» сильно зависит от его контекста, но 00.00 (часто называемый 12 am) - это начало следующего дня. Стандартов, установленных для значений 12 am и 12 pm, не существует, и часто время в 24 менее сбивает с толку.

Есть ли утвержденный способ представления дат и времени?

Стандартная нотация даты - это последовательность YYYY-MM-DD или YY-MM-DD, хотя в США это соглашение имеет дни и месяцы наоборот.

Когда началось новое тысячелетие?

Миллениум - любой период в тысячу лет. Поэтому вы можете сказать, что следующее тысячелетие начинается сейчас. Третье тысячелетие христианской эры началось в начале года 2001 AD

Откуда вы знаете атомные часы сохранить лучшее время?

Если вы посмотрите на несколько атомных часов, настроенных одновременно, вы обнаружите, что они по-прежнему согласны в течение десяти миллионных долей секунды через неделю.

Какова точность «говорящих часов»?

Даже учитывая задержку в телефонной сети, вы, вероятно, можете ожидать, что старты секундных пипсов будут точными секундомерами в пределах одной десятой секунды.

Почему мои радиоуправляемые часы перешли на летнее время в 2, на час опоздания?

Радиоуправляемые часы с батарейным питанием обычно проверяют время только каждый час или два, или даже меньше, это для сохранения батареи.

Почему мои радиоуправляемые часы получают сигнал MSF менее хорошо ночью?

Пользователи Служба MSF получают преимущественно сигнал «земляной волны». Тем не менее, существует также остаточная «волна неба», которая отражается от ионосферы и намного сильнее ночью, это может привести к общему принятому сигналу, который либо сильнее, либо слабее.

Существует ли постоянная одночасовая разница между временем MSF и временем DCF-77?

С 1995 October 22 была постоянная одночасовая разница между британским временем (транслируемая MSF) и Центральноевропейским временем, транслируемая DCF-77 в Германии.

Что означает MSF?

MSF - это трехбуквенный знак вызова, используемый для обозначения стандартного частоты и времени сигнала 60 кГц в Великобритании.

Благодаря Национальной физической лаборатории за помощь в этом блоге.

Большинство серверов времени используют Протокол сетевого времени и, как и другие интернет-протоколы, NTP содержит заголовок пакета. Простой заголовок пакета - это только отформатированная единица данных, которая описывает информацию, содержащуюся в пакете.

Заголовок пакета NTP состоит из нескольких слов 32-бит. Вот список наиболее распространенных терминов заголовка пакета и их значение:

IP-адрес - адрес NTP Time Server

Версия NTP - какая версия NTP (в настоящее время версия 4 является самой последней)

Эталонная метка времени (основная эпоха), используемая NTP для определения времени с этой заданной точки (обычно январь 01 1900

Круглый задержки отключения (время, необходимое просьбой приехать и вернуться в миллисекундах)

Локальное смещение часов - разница во времени между хостом и клиентом

Индикатор прыжка (если в этот день будет прыжок второй - нормально только на 31 декабря)

Mode3 - трехбитное целое число, которое представляет собой: 0 = зарезервировано, 1 = симметричный активный, 2 = симметричный пассив, 3 = клиент, 4 = сервер, 5 = широковещательный, 6 = управляющее сообщение NTP, 7 = зарезервировано для частного использования.

Уровень страты - уровень страты NTP-сервером (серверный сервер 1 получает время от источника атомных часов, а сервер 2 получает время от сервера 1 страты)

Интервал опроса (Сколько запросов сделано и их прерывание)

Точность - насколько точны в миллисекундах системные часы

Root Delay - это фиксированный номер фиксированной точки, указывающий общую задержку в оба конца основного источника ссылки в корне

Корневая дисперсии (в миллисекундах) - корень дисперсии является максимальным (в худшем случае) разницы между местными системными часами и корень дерева NTP (слой 1 часов)

Ref ID - бит 32, определяющий опорные часы

Происходят штамп времени (время до синхронизации запросу)

Получать временную метку - время, в течение которого сервер хоста / NTO получил запрос

Временная метка передачи - время, когда хост отправил запрос

Действительный ответ - синхронизация системных часов или нет

Протокол сетевого времени (NTP) был изобретен д-ром Дэвидом Миллсом из Университета штата Делавэр, он использовался с 1985 и все еще находится в постоянном развитии. NTP - это протокол, предназначенный для синхронизации часов на компьютерах и сетях через Интернет или локальные сети (ЛВС). Большинство сетей синхронизируются через NTP к источнику времени UTC (согласованное универсальное время)

UTC основан на времени, рассказанном атомными часами, и используется глобально как стандартизованный источник времени.

NTP (версия 4) может поддерживать время в общедоступном Интернете с точностью до 10 миллисекунд (1 / 100th секунды) от времени UTC и может работать даже лучше по LAN с точностью до микросекунд 200 (1 / 5000th секунды) в идеальных условиях ,

NTP работает в составе пакета TCP / IP и использует UDP, синхронизация времени с NTP относительно проста, синхронизирует время со ссылкой на надежный источник UTC, а затем распространяет это время на все компьютеры и устройства в сети.

Microsoft и другие рекомендуют использовать только внешнюю синхронизацию, а не Интернет, поскольку они не могут быть аутентифицированы и могут оставить систему открытой для злоупотреблений, тем более, что источник синхронизации времени Интернета находится за пределами брандмауэра. специалист NTP-серверы которые могут синхронизировать время в сетях с использованием радиопередачи MSF, DCF или WWVB. Эти сигналы транслируются по длинной волне несколькими национальными физическими лабораториями.

В Великобритании, MSF национальные радиочастотные и частотные радиопередачи, используемые для синхронизации сервера NTP, транслируются Национальной лабораторией физики в Камбрии, которая служит национальной справочной линией Соединенного Королевства, существуют также аналогичные системы в Колорадо, США (WWVB) и во Франкфурте, Германия (DCF -77).

Радиостанционный NTP-сервер обычно состоит из сервера времени, монтируемого в стойку, и антенны, состоящей из ферритового стержня внутри пластикового корпуса, который принимает радиопередачу и частоту. Антенна должна всегда устанавливаться горизонтально под прямым углом к ​​трансмиссии для достижения оптимальной силы сигнала. Данные отправляются в импульсах, 60 в секунду. Эти сигналы обеспечивают время UTC до точности микросекунд 100, однако радиосигнал имеет конечный диапазон и уязвим к помехам.

Радиостанция NTP-сервера с радиостанцией легко устанавливается и может предоставить организации точную временную привязку, позволяющую синхронизировать целые сети. Сервер NTP получит сигнал времени, а затем распределит его между сетевыми устройствами.

Все ПК и сетевые устройства используют часы для поддержания внутреннего системного времени. Эти часы, называемые чипами реального времени (RTC), предоставляют информацию о времени и дате. Микросхемы снабжены батареей, так что даже при отключении электроэнергии они могут поддерживать время.

Компьютерные сети полагаются на хронометраж для почти всех своих приложений, от отправки электронной почты до сохранения данных, для отслеживания компьютера необходима метка времени. Все маршрутизаторы и коммутаторы должны работать с одинаковой скоростью, из-за синхронизации устройства могут привести к потере данных и даже к целым соединениям.

Для некоторых транзакций необходимо, чтобы компьютеры были полностью синхронизированы, даже разница в секундах между машинами может иметь серьезные последствия, например, если вы нашли авиабилет, который вы забронировали, были проданы через несколько секунд другому клиенту, или вы могли бы извлечь свои сбережения из банкомат, а когда ваша учетная запись пуста, вы можете быстро перейти на другую машину и снова снять ее.

Однако персональные компьютеры не предназначены для идеальных часов, их дизайн был оптимизирован для массового производства и недорогих, а не для поддержания точного времени. Однако эти внутренние часы подвержены дрейфу, и хотя для многих приложений это может быть вполне адекватным, часто машинам необходимо работать вместе в сети, и если компьютеры дрейфуют с разной скоростью, компьютеры будут не синхронизированы друг с другом, и проблемы могут особенно чувствительные к времени транзакции.

Время серверакак и другие компьютерные серверы в том смысле, что они обычно расположены в сети. Сервер времени собирает информацию о синхронизации, как правило, из внешнего аппаратного источника, а затем синхронизирует сеть с этим временем.

Большинство серверов времени используют протокол NTP (Network Time Protocol), который является одним из самых старых протоколов Интернета, который все еще используется, изобретенный д-ром Дэвидом Миллсом из Университета штата Делавэр, он использовался с 1985. NTP - это протокол, предназначенный для синхронизации часов на компьютерах и сетях через Интернет или локальные сети (ЛВС).

NTP использует внешнюю привязку синхронизации, а затем синхронизирует все устройства в сети с этим временем.

Существуют различные источники, NTP-сервер времени может использоваться в качестве ссылки на синхронизацию. Интернет является очевидным источником, однако ссылки на интернет-время из Интернета, такие как nist.gov и windows.time, не могут быть аутентифицированы, оставив сервер времени и, следовательно, сеть уязвимой для угроз безопасности.

Часто серверы времени синхронизируются с UTC (скоординированным универсальным временем) источником, который является глобальным стандартным временным масштабом и позволяет компьютерам во всем мире синхронизироваться точно в одно и то же время. Это имеет очевидное значение в отраслях, где точное время имеет решающее значение, например, для биржевой или авиационной промышленности.

Скоординированное всеобщее время (UTC - от французского Temps Universel Coordonné) - это международный шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами. Атомные часы с точностью до секунды через несколько миллионов лет. Они настолько точны, что Международное атомное время, время, переданное этими устройствами, еще точнее, чем вращение Земли.

Вращение Земли зависит от силы тяжести Луны и поэтому может замедляться или ускоряться. По этой причине Международное атомное время (TAI от французского Temps Atomique International) должно быть добавлено «Leap seconds», чтобы поддерживать его в соответствии с исходным временем GMT (Greenwich), также называемым UT1, который основан на солнечном времени ,

Эта новая шкала времени, известная как UTC, теперь используется во всем мире, позволяя проводить компьютерные сети и коммуникации на разных сторонах земного шара.

UTC регулируется не отдельной страной или администрацией, а сотрудничество атомных часов во всем мире, которое обеспечивает политическую нейтральность, а также добавляет точность.

UTC передается многими способами по всему миру и используется компьютерными сетями, авиакомпаниями и спутниками для обеспечения точной синхронизации независимо от местоположения на Земле.

В США NIST (Национальный институт стандартов и технологий) транслировал UTC с их атомных часов в Форт-Коллинзе, штат Колорадо. Лаборатории Национальной физики Великобритании и Германии имеют аналогичные системы в Европе.

Интернет также является еще одним источником времени UTC. Более тысячи Время серверов через Интернет можно использовать для получения источника времени UTC, хотя многие из них недостаточно точны для большинства сетевых потребностей.

Другой, безопасный и более точный способ получения UTC - использовать сигналы, передаваемые Глобальной системой позиционирования США. Спутники всей сети GPS содержат атомные часы, которые используются для обеспечения позиционирования. Эти часы передают время, которое может быть получено с помощью приемника GPS.

Многие посвященные Время серверов , которые могут получать источник времени UTC либо из сети GPS, либо из передач Национальной лаборатории физики (все из которых транслируются по длине волны 60 кГц).

Большинство серверов времени используют протокол NTP (Network Time Protocol) для распределения и синхронизации компьютерных сетей с временем UTC.

Протокол сетевого времени, похоже, был навсегда. Фактически, это действительно один из самых старых протоколов Интернета, который был разработан в 1980 профессором Дэвидом Миллсом и его командой из Университета Делавера.

В непринужденном мире, возможно, не имеет значения, не синхронизированы ли компьютерные сети. Единственные последствия ошибок времени могут заключаться в том, что электронная почта прибывает до ее отправки, но в таких отраслях, как резервирование мест в авиалиниях, фондовая биржа или спутниковая связь, доли секунды могут привести к серьезным ошибкам, таким как продажа мест более одного раза, потеря миллионов долларов или даже мошенничества.

Компьютеры - это логические машины, и, поскольку время линейно для компьютера, любое событие, которое происходит на одной машине, должно произойти до того, как новость этого события достигнет другого. Когда сети не синхронизированы, компьютеры пытаются справиться с событиями, которые, очевидно, произошли (например, отправленное электронное письмо), но в соответствии с их часами и отметкой времени еще нет, просто вспомните ошибку тысячелетия, в которой боялись часы вернитесь к 1900!

Именно по этой причине был разработан NTP. NTP использует алгоритм (алгоритм Марзулло) для синхронизации времени с текущей версией NTP, может поддерживать время в общедоступном Интернете с точностью до 10 миллисекунд и может работать даже лучше по LAN. Серверы времени NTP работают в наборе TCP / IP и полагаются на UDP (User Datagram Protocol).

NTP-серверы обычно являются специализированными устройствами NTP, которые используют единую временную ссылку для синхронизации сети. На этот раз ссылка чаще всего является источником UTC (скоординированное универсальное время). UTC - это глобальная шкала времени, распределенная атомными часами через Интернет, специализированные радиопередачи с длинной волной или через сеть GPS (Global Positioning System).

Алгоритм NTP использует эту временную ссылку для определения суммы для продвижения или отступления от системных или сетевых часов. NTP анализирует значения временной метки, включая частоту ошибок и ее стабильность. Сервер NTP будет поддерживать оценку как опорных часов, так и самого себя.

NTP является иерархическим. Расстояние от отсчета времени делится на страты. Stratum 0 - это ссылка на атомные часы; Stratum 1 является сервером NTP, а Stratum 2 - сервером, который получает информацию о синхронизации с сервера NTP. NTP может поддерживать почти безграничные страты, хотя чем дальше от ссылки на синхронизацию вы идете, тем менее она будет точной.

Поскольку каждый уровень страты может принимать и отправлять сигналы синхронизации, преимущество этой иерархической системы состоит в том, что тысячи машин могут быть синхронизированы только с одним NTP-сервером.

NTP содержит меру безопасности, называемую аутентификацией. Аутентификация проверяет, что каждая временная метка исходит из заданной ссылки времени, анализируя набор ключей шифрования, которые отправляются с помощью ссылки времени. NTP анализирует его и подтверждает, пришел ли он из источника времени, проверив его против набора доверенных ключей в своих файлах конфигурации.

Однако аутентификация недоступна из источников синхронизации из Интернета, поэтому Microsoft и Novell среди других настоятельно рекомендуют использовать только внешние ссылки времени, такие как выделенный GPS NTP-сервером или тот, который принимает национальную частотную и частотную передачу длинной волны.

Безопасность
Неточное время или работа в сети, которая не синхронизирована, может оставить компьютерную систему уязвимой для угроз безопасности и даже мошенничества. Временные метки являются единственной точкой отсчета для компьютера для отслеживания приложений и событий. Если они неточны, могут возникнуть всевозможные проблемы, например, сообщения электронной почты, прибывающие до их отправки. Это также делает возможными такие чувствительные к времени транзакции, как электронная коммерция, онлайн-резервирование и торговля акциями и обмен ими, когда точное время с сетевой сервер времени является существенным, и цены могут падать или увеличиваться на миллионы в секунду.

Степень защиты:
Невозможность синхронизировать компьютерную сеть может позволить хакерам и вредоносным использованиям возможность получить доступ к вашей системе, даже мошенники могут воспользоваться преимуществами. Даже те машины, которые синхронизированы, могут стать жертвами, особенно когда использование Интернета в качестве ссылки на синхронизацию позволяет открывать дверь злоумышленникам для вставки вируса в вашу сеть. Использование радио или GPS атомные часы обеспечить точное время за вашим брандмауэром, поддерживающим безопасность.

Точность:
Времени NTP серверов убедитесь, что все сетевые компьютеры автоматически синхронизируются с точным временем и датой, теперь и в будущем, автоматически обновляя сеть во время летнего времени и секунд прыжка.

Законность:
Если компьютерные данные когда-либо будут использоваться в суде, тогда важно, чтобы информация поступала из сети, которая синхронизирована. Если система не является, то доказательства могут быть недопустимыми.

Счастливые пользователи:
Запретить пользователям жаловаться на неправильное время на своих рабочих станциях

Контроль:
У вас есть контроль над конфигурацией. Например, вы можете автоматически изменять время вперед и назад каждую весну и осень для летнего времени или устанавливать время сервера для блокировки только по времени UTC или любого выбранного вами часового пояса.

GPS (Глобальная система позиционирования) существует уже более тридцати лет, но только после 1983, когда случайно был сбит корейский авиалайнер, американские военные, которые владеют и контролируют систему, соглашаются открыть его для использования в гражданских целях в надежде предотвратить такие трагедии ,

Система GPS в настоящее время является единственной в мире глобальной навигационной спутниковой системой (GNSS), хотя в настоящее время Европа и Китай развивают свои собственные (Galileo и GLONASS). GPS, или дать его официальное название Navstar GPS основано на созвездии между спутниками 24 и 32 Medium Earth Orbit.

Эти спутники передают сообщения через точные СВЧ-сигналы. Эти сообщения содержат время отправки сообщения, точную орбиту для спутника, отправляющего сообщение, а также общее состояние системы и приблизительные орбиты всех спутников GPS.

Для определения позиции требуется приемник GPS. Это получает сигнал от спутников 4 (или более). Поскольку спутники передают свою позицию и время отправки сообщения, приемник GPS может использовать информацию о времени и расстоянии для тренировки по процессу триангуляции точно там, где он находится в мире.

GPS и другие системы GNSS могут точно определять местоположение так точно, потому что каждый реле синхронизирует информацию с бортовых атомных часов. Атомные часы настолько точны, что они либо теряют, либо получают вторую за миллионы лет. Именно эта точность делает возможным позиционирование GPS, поскольку, поскольку сигнал, передаваемый спутниками, перемещается со скоростью света (до 180,000 миль в секунду), одна минута неточности могла бы помещать тысячи километров в неправильное место.

Из-за этого на борту атомных часов и высокой точности времени, спутник GPS может использоваться как источник для UTC (Coordinated Universal Time). UTC - это глобальная шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами и используемом по всему миру, чтобы все компьютерные сети могли синхронизироваться в одно и то же время.

Использование компьютерных сетей NTP серверы времени (протокол сетевого времени) для синхронизации своих систем. NTP сервер, подключенный к GPS-антенне, может принимать сигнал времени UTC со спутника, а затем распределять между сетью.

Использование GP для синхронизации информации является одним из наиболее точных и безопасных способов получения источника UTC с точностью до нескольких миллисекунд, вполне возможно.

Q: Что такое NTP?
A. NTP - Протокол сетевого времени является интернет-протоколом для синхронизации времени, в то время как другие протоколы синхронизации времени доступны. NTP на сегодняшний день является наиболее широко используемым, который был с середины 1980, когда Интернет все еще находился в зачаточном состоянии.

В. Что такое UTC?
A. UTC - Скоординированное универсальное время - глобальная шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами. Поскольку эти часы настолько точны каждый год или около того, нужно добавить «прыжковые секунды», поскольку UTC еще точнее, чем вращение Земли, которое замедляется и ускоряется благодаря гравитации Луны.

В. Что такое Сервер Network Time?
A. Сетевой сервер времени, также известный как сервер времени NTP, является сетевым устройством, которое принимает сигнал времени UTC, а затем распространяет его среди других устройств в сети. Протокол времени NTP затем гарантирует, что все машины будут синхронизированы с этим временем.

В. Где сетевой сервер времени получить время UTC?
A. Существует несколько источников, в которых можно использовать ссылку времени UTC. Интернет является наиболее очевидным, когда сотни различных серверов времени передают свои сигналы времени UTC. Однако это, как известно, неточно в зависимости от многих переменных, Интернет также не является безопасным источником и не подходит для какой-либо компьютерной сети, где проблемы безопасности вызывают беспокойство. Другие методы, обеспечивающие более точный, безопасный и надежный источник времени UTC, - это либо использование передач системы GPS (глобальной системы позиционирования), либо национальных передач времени и частоты, передаваемых по длинноволновой передаче.

В. Могу ли я получать радиосигнал времени из любого места?
А. К сожалению, нет. Только некоторые страны имеют сигнал времени, передаваемый от своих национальных лабораторий физики, и эти сигналы являются конечными и уязвимыми для вмешательства. В США сигнал транслируется из Колорадо и известен как WWVB, в Великобритании он транслируется из Камбрии и называется MSF, Подобные системы существуют в Германии, Японии, Франции и Швейцарии.

Q. Как насчет сигнала GPS?
А. Спутниковая навигационная система опирается на сигналы времени от бортовых атомных часов на спутниках GPS. Именно этот сигнал времени используется для триангулирования позиционирования и может также приниматься сервером сетевого времени, оснащенным GPS-антенной. GPS доступен повсюду в мире, но у антенны действительно есть четкое представление о небе.

В. Если у меня есть большая сеть, мне понадобятся несколько сетевых серверов времени?
О. Не обязательно. NTP является иерархическим и разделяется на «страту», а атомные часы - это устройство 0 с пластом, сервер времени, который принимает сигнал часов, является устройством XTUMX stratum, а сетевое устройство, которое принимает сигнал от сервера времени, является устройством 1 с пластом. NTP может поддерживать 2-страту (реально, хотя это возможно), и каждая страта может использоваться как устройство для синхронизации. Поэтому устройство 12 с пластом может синхронизировать другую машину ниже по стратам и т. Д. Это означает, что независимо от того, насколько велика сеть, потребуется только один сервер сетевого времени.