Синхронизация компьютерной сети часто воспринимается как головная боль для многих системных администраторов, но сохранение точного времени имеет важное значение для того, чтобы любая сеть оставалась безопасной и надежной. Неспособность иметь точную синхронизированную сеть может привести ко всем видам ошибок при работе с транзакциями, чувствительными к времени.

Протокол NTP (Протокол сетевого времени) является отраслевым стандартом для временной синхронизации. NTP распределяет один источник времени для всей сети, гарантируя, что все машины работают в одно и то же время.

Одной из наиболее проблемных областей синхронизации сети является выбор источника времени. Очевидно, что если вы тратите время на синхронизацию сети, то источником времени должен быть UTC (Всемирное координированное время), поскольку это глобальная шкала времени, используемая компьютерными сетями по всему миру.

Конечно, UTC доступен через Интернет, но источники времени в Интернете не только печально известны неточно, но использование Интернета в качестве источника времени оставит компьютерную систему открытой для угроз безопасности, поскольку источник является внешним по отношению к брандмауэру.

Намного лучше и безопаснее использовать специальный NTP-сервер времени, NTP-сервером находится внутри брандмауэра и может получать безопасный сигнал времени из высокоточных источников. Чаще всего в наши дни используется сеть GPS (Global Positioning System), потому что система GPS доступна буквально в любой точке планеты. К сожалению, для этого требуется четкое представление о небе. GPS NTP-сервером может «видеть» спутник.

Однако существует еще одна альтернатива, а именно использование национальных передач времени и частоты, транслируемых несколькими национальными физическими лабораториями. У них есть преимущество в том, что они являются длинными волновыми сигналами, которые могут быть приняты в помещении. Хотя следует отметить, что эти сигналы не транслируются в каждой стране, а диапазон конечен и восприимчив к помехам и географическим особенностям.

Некоторые из основных передач трансляции известны как: Великобритания MSF сигнал, Германия DCF-77 и США WWVB.

Атомные часы является кульминацией одержимости человечества рассказывать точное время. До атомных часов и наносекундной точности они использовали временные шкалы, основанные на небесных телах.

Однако, благодаря развитию атомных часов, теперь было осознано, что даже Земля в ее вращении не является столь точной мерой времени, как Атомные часы поскольку он теряет или получает долю секунды каждый день.

Из-за необходимости иметь временную шкалу, основанную несколько на вращении Земли (астрономия и фермерство - две причины), временные рамки, которые хранятся атомными часами, но приспособленные для любого замедления (или ускорения) вращения Земли. Эта временная шкала известна как UTC (Скоординированное универсальное время), используемое во всем мире, что обеспечивает коммерческую и торговую деятельность в одно и то же время.

Использование компьютерных сетей сетевые серверы времени для синхронизации с временем UTC. Многие люди ссылаются на эти серверные устройства времени как на атомные часы, но это неточно. Атомные часы - чрезвычайно дорогостоящие и высокочувствительные части оборудования, и их обычно можно найти только в университетах или национальных лабораториях физики.

К счастью, национальным физическим лабораториям нравится NIST (Национальный институт стандартов и времени - США) и NPL (Национальная физическая лаборатория - Великобритания) транслировали сигнал времени от своих атомных часов. В качестве альтернативы, сеть GPS является еще одним хорошим источником точного времени, так как каждый GPS-спутник имеет собственные Атомные часы.

сетевой сервер времени получает время от атомных часов и распределяет его с использованием протокола, такого как NTP (Network Time Protocol), обеспечивающий синхронизацию компьютерной сети в одно и то же время.

Потому как сетевые серверы времени контролируются атомными часами, они могут сохранять невероятно точное время; не теряя второй сотни, если не тысячи лет. Это гарантирует, что компьютерная сеть защищена и невосприимчива к ошибкам синхронизации, так как все машины будут иметь одинаковое время.

Существует несколько временных шкал, используемых во всем мире. Наиболее NTP-серверы и другие сетевые серверы времени используйте UTC в качестве базового источника, однако есть и другие:

Когда нас спрашивают о времени, в котором маловероятно, мы ответим «на какой временной шкале», но есть несколько временных шкал, используемых во всем мире, и каждый из них основан на разных методах отслеживания времени.
GMT

Время по Гринвичу (GMT) является местным временем на гринвичском меридиане на основе гипотетического среднего солнца. Поскольку орбита Земли эллиптична и ее ось наклона, фактическое положение Солнца на фоне звезд кажется немного впереди или позади ожидаемого положения. Накопившаяся временная ошибка меняется в течение года плавно, вплоть до 14 минут медленно в феврале до 16 минут в ноябре. Использование гипотетического среднего солнца устраняет этот эффект. До 1925 астрономы и навигаторы измеряли GMT с полудня до полудня, начиная день 12 часов позже, чем в гражданском использовании, которое также обычно упоминалось как GMT. Чтобы избежать путаницы, астрономы согласились в 1925 изменить точку отсчета с полудня до полуночи, а через несколько лет утвердили термин «универсальное время» (UT) для «нового» GMT. GMT остается правовой основой гражданского времени для Великобритании.

UT

Универсальное время (UT) является средним солнечным временем на гринвичском меридиане с 0 h UT в средней полуночи, и поскольку 1925 заменил GMT для научных целей. К середине 1950s астрономы имели много свидетельств колебаний в ротации Земли и решили разделить UT на три версии. Время, полученное непосредственно из наблюдений, называется UT0, применяя поправки для движений земной оси или полярного движения, дает UT1, а удаление периодических сезонных колебаний генерирует UT2. Различия между UT0 и UT1 составляют тысячные доли секунды. Сегодня только UT1 по-прежнему широко используется, поскольку он обеспечивает измерение вращательной ориентации Земли в космосе.

Мировой стандарт времени (UTC):

Хотя TAI обеспечивает непрерывную, однородную и точную временную шкалу для научных справочных целей, это не удобно для повседневного использования, поскольку оно не находится в шаге от скорости вращения Земли. Шкала времени, которая соответствует чередованию дня и ночи, гораздо более полезна, и с 1972 все службы эфирного вещания распределяют временные масштабы на основе скоординированного универсального времени (UTC). UTC - это атомный масштаб времени, который поддерживается в соответствии с Универсальным временем. Время от времени

Информация любезно предоставлена Национальная физическая лаборатория ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.

Протокол сетевого времени была разработана для синхронизации компьютеров. Все компьютеры подвержены дрейфу, и точное время очень важно для многих критически важных приложений.

Версия NTP установлена ​​на большинстве версий Windows (хотя урезанная версия под названием SNTP -Simplified NTP- находится в более старых версиях) и Linux, но доступна для загрузки с NTP.org.

При синхронизации сети aa предпочтительно использовать выделенный NTP-сервером который получает источник синхронизации из Атомные часы либо через специализированные радиопередачи, либо Сеть GPS, Тем не менее, многие ссылки на время в Интернете доступны, некоторые более надежные, чем другие, хотя следует отметить, что источники времени в Интернете не могут быть аутентифицированы NTP, что делает ваш компьютер уязвимым для угроз.

NTP является иерархическим и расположен в страте. Stratum 0 - это ссылка на время, а stratum 1 - это сервер, подключенный к источнику синхронизации 0, а страта 2 - это компьютер (или устройство), прикрепленный к серверу 1.

Базовая конфигурация NTP выполняется с использованием файла /etc/ntp.conf, который вы должны отредактировать, и поместите IP-адрес серверов 1 и stratum 2. Ниже приведен пример базового файла ntp.conf:

сервер xxx.yyy.zzz.aaa предпочитает (адрес сервера времени, такой как time.windows.com)

сервер 123.123.1.0

сервер 122.123.1.0 stratum 3

Driftfile / etc / ntp / drift

В самом базовом файле ntp.conf будут перечислены серверы 2, которые он хочет синхронизировать и IP-адрес для себя. Хорошее домашнее хозяйство имеет более одного сервера для справки в случае, если один снижается.

Сервер с тегом «предпочитает» используется для надежного источника, гарантируя, что NTP всегда будет использовать этот сервер, когда это возможно. IP-адрес будет использоваться в случае проблем, когда NTP будет синхронизироваться с самим собой. Файл дрифта - это где NTP строит запись скорости дрейфа системных часов и автоматически настраивается для него.

NTP будет корректировать ваше системное время, но только медленно. NTP будет ждать не менее десяти пакетов информации, прежде чем доверять источнику времени. Чтобы протестировать NTP, просто измените системные часы на полчаса в конце дня, а время утром должно быть правильным.

Точное время использования Атомные часы доступна в Северной Америке, используя WWVB Atomic Clock time сигнал, переданный из Форт-Коллинза, штат Колорадо; он обеспечивает возможность синхронизации времени на компьютерах и другом электрооборудовании.

Североамериканский сигнал WWVB NIST - Национальный институт стандартов и технологий. WWVB имеет высокую мощность передатчика (50,000 Вт), очень эффективную антенну и чрезвычайно низкую частоту (60,000 Гц). Для сравнения, обычная радиостанция AM транслируется с частотой 1,000,000 Гц. Сочетание высокой мощности и низкой частоты дает радиоволнам от WWVB много отскоков, и поэтому эта отдельная станция может охватить все континентальные США, а также большую часть Канады и Центральной Америки.

Временные коды отправляются из WWVB с использованием одной из самых простых систем и с очень низкой скоростью передачи данных в 1 бит в секунду. Сигнал 60,000 Hz всегда передается, но каждую секунду он значительно снижается в течение периода 0.2, 0.5 или 0.8 секунд: • 0.2 секунд пониженной мощности означает двоичный нуль. • 0.5 секунд пониженной мощности является двоичным. • 0.8 секунд пониженной мощности - это разделитель. Временной код отправляется в BCD (двоично-кодированное десятичное число) и указывает минуты, часы, день года и год, а также информацию о летнем времени и високосных годах.

Время передается с использованием бит 53 и разделителей 7, и поэтому для передачи требуется 60 секунд. Часы или часы могут содержать чрезвычайно маленькую и относительно простую антенну и приемник для декодирования информации в сигнале и точное время часов. Все, что вам нужно сделать, это установить часовой пояс, а атомные часы отобразят правильное время.

Посвященный NTP серверы времени которые настроены на получение сигнала времени WWVB. Эти устройства подключаются к компьютерной сети, как и любой другой сервер, только они получают сигнал синхронизации и распространяют его на другие компьютеры в сети, используя NTP (Network Time Protocol),.

Методы отслеживания времени изменились на протяжении всей истории с все большей точностью, являющейся катализатором изменений.

Большинство методов хронометража традиционно основывались на движении Земли вокруг Солнца. В течение тысячелетий день был разделен на равные части 24, которые стали известны как часы. Основываясь на наших временных масштабах по вращению Земли, было достаточно для большинства наших исторических потребностей, однако по мере развития технологий необходимость в все более точном масштабе времени была очевидна.

Проблема с традиционными методами стала очевидной, когда первые действительно точные часы - атомные часы были разработаны в 1950. Поскольку эти часы были основаны на частоте атомов и были точными с точностью до секунды каждые миллионы лет, вскоре стало известно, что наш день, который мы всегда считали точным временем 24, менялся изо дня в день.

Аффекты гравитации Луны на наших океанах заставляют Землю замедляться и ускоряться во время ее вращения - несколько дней больше, чем 24 часов, в то время как другие короче. Хотя эти незначительные различия в продолжительности дня мало повлияли на нашу повседневную жизнь, эта неточность имеет последствия для многих наших современных технологий, таких как спутниковая связь и глобальное позиционирование.

Временная шкала разработана для устранения неточностей вращения Земли - скоординированного универсального времени (UTC). Он основан на традиционном вращении Земли 24-час, известном как Greenwich Meantime (GMT), но объясняет неточности вращения Земли, добавляя (или вычитая) так называемые «прыжки секунд».

Поскольку UTC основан на времени, рассказанном атомные часы он невероятно точен и, следовательно, был принят в качестве мирного временного масштаба в мире и используется бизнесом и коммерцией по всему миру.

Большинство компьютерных сетей можно синхронизировать с UTC, используя NTP-сервер времени.

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.