Когда мы рассматриваем самые важные изобретения последних 100 лет, очень немногие люди будут думать о Атомные часы, На самом деле, если вы попросите кого-нибудь придумать десятку изобретений и нововведений, то сомневайтесь, что атомные часы будут вообще фигурировать.

Его, вероятно, не трудно представить, что люди думают как самые изменяющие жизнь изобретения: Интернет, мобильные телефоны, спутниковые навигационные системы, медиаплееры и т. Д.

Однако почти все эти технологии полагаются на точное и точное время, и они не будут работать без него. Атомные часы лежат в основе многих современных инноваций, технологий и приложений, связанных с ними.

Давайте возьмем Интернет в качестве примера. Интернет в своей простейшей форме представляет собой глобальную сеть компьютеров, и эта сеть охватывает часовые пояса и страны. Теперь рассмотрим некоторые вещи, которые мы используем в Интернете для: онлайн-аукционов, интернет-банкинга или бронирования места, например. Эти транзакции были невозможны с точным и точным временем и синхронизацией.

Представьте себе бронирование места в авиакомпании на 10am, а затем другой клиент попытается забронировать одно и то же место после вас на компьютере с более медленными часами. У компьютера есть только время, чтобы продолжить, так что рассмотрим человека, который забронировал после вас, чтобы быть первым клиентом, потому что часы говорят так! Это связано с тем, что любая интернет-сеть, которая требует транзакций с учетом времени, связана с NTP-сервером получать и распространять сигнал атомного такта.

А для других технологий атомные часы еще более важны. Примером может служить спутниковая навигация (GPS). GPS (Глобальная система позиционирования) работает путем триангуляции сигналов атомных часов со спутников. Из-за высокой скорости радиоволн неточность 1 секунды могла видеть устройство спутниковой навигации по 100,000 км.

Другие технологии от сетей мобильных телефонов к системам управления воздушным движением полностью надежны на атомных часах, демонстрируя, насколько недооценивают эту технологию.

Для тех из нас, кто живет в Великобритании, камера видеонаблюдения (замкнутое телевидение) будет знакомым местом на высоких улицах. Более четырех миллионов камер работают на Британских островах, и каждый крупный город контролируется государственными камерами, стоимость которых превышает британский налогоплательщик за £ 200 миллионов ($ 400 миллионов).

Причины использования такого широкомасштабного эпиднадзора всегда были объявлены как предотвращение и обнаружение преступлений. Тем не менее, критики утверждают, что нет никаких доказательств того, что камеры видеонаблюдения сделали что-либо, чтобы взорвать уличную преступность на улицах Великобритании и чтобы деньги могли быть лучше потрачены.

Одной из проблем CCTV является то, что во многих городах есть камеры, контролируемые местными советами и камерами с частными камерами. Когда дело доходит до обнаружения преступлений, полиция часто должна получать как можно больше доказательств, что часто означает объединение различных контролируемых местными органами власти камер видеонаблюдения с системами, контролируемыми частным образом.

Однако многие местные власти синхронизируют свои камеры видеонаблюдения, однако, если полиция должна получать изображения из соседнего района или из частной камеры, они могут вообще не синхронизироваться, если так, синхронизированы в разное время полностью.

Здесь CCTV падает в борьбе с преступностью. Представьте, что подозреваемый преступник замечен на одной видеокамере, совершившей преступный акт. Время на камере может сказать 11.05pm, но что, если полиция будет следить за перемещениями подозреваемых по всему городу и использовать кадры из частной камеры или из других районов, а в то время как камера видеонаблюдения, которая поймала подозреваемого в действии, может сказать 11.05, другая камера могла обнаружить подозрительные минуты позже только для того, чтобы время было еще раньше. Вы могли бы представить себе хорошего защитника, полностью используя это.

Чтобы обеспечить их ценность в борьбе с преступностью, необходимо, чтобы камеры видеонаблюдения синхронизация времени с использованием сетевого сервера времени, Эти серверы времени гарантируют, что каждое устройство (в данном случае камера) будет работать в одно и то же время. Но как мы обеспечиваем синхронизацию всех камер с одним и тем же источником времени. К счастью, глобальный источник времени, известный как UTC (скоординированное универсальное время) для этой цели. UTC - это то, что регулирует компьютерные сети, управление воздушным движением и другие чувствительные к времени технологии.

Камера видеонаблюдения используя сервер NTP который получает Источник времени UTC от атомных часов будет не только точным, но время, рассказанное на устройствах, будет доказано в суде и с точностью до тысячной секунды (миллисекунды).

Помните об обратном тысячелетии. В то время как многие из нас отсчитывали секунды до полуночи, были сетевые администраторы по всему миру, скрестив пальцы, надеясь, что их компьютерные системы все равно будут работать после того, как наступит новое тысячелетие.

Ошибка тысячелетия была результатом того, что ранние компьютерные пионеры разрабатывали системы с двумя цифрами, чтобы представить время, поскольку компьютерная память в то время была очень скудной. Проблема не возникла из-за рубежа тысячелетия, она возникла из-за того, что в конце века и двухзначном году щелкнул 00 (который, по мнению машин, был 1900)

К счастью, к концу тысячелетия большинство компьютеров были обновлены, и были приняты достаточные меры предосторожности, что означало, что Y2K ошибка, как стало известно, не вызывала повсеместного хаоса, которого сначала опасались.

Однако ошибка Y2K не является единственной проблемой, связанной с временем, с которой компьютерные системы могут столкнуться, другая проблема с тем, как компьютеры сообщают, что время было реализовано, и в 2038 будет затронуто еще много машин.

Ошибка Unix Millennium Bug (или Y2K38) аналогична исходной ошибке в том, что это проблема, связанная с тем, как компьютеры сообщают время. Проблема 2038 возникнет, потому что большинство компьютеров используют целое число бит 32 для вычисления времени. Этот номер бит 32 устанавливается из числа секунд из 1 Январь 1970, но поскольку число ограничено цифрами 32 2038, больше не останется цифр, чтобы иметь дело с наступлением времени.

Чтобы решить эту проблему, многие системы и языки переключились на версию 64-bit или предоставили альтернативы, которые являются 64-бит, и поскольку проблема не будет возникать в течение почти трех десятилетий, есть много времени, чтобы обеспечить защиту всех компьютерных систем ,

Однако эти проблемы с отметками времени - это не единственные ошибки времени, которые могут возникать в компьютерной сети. Одной из наиболее распространенных причин ошибок компьютерной сети является отсутствие Синхронизация времени, Невозможность гарантировать, что каждая машина работает в одинаковое время, используя NTP-сервер времени может привести к утрате данных, когда сеть уязвима для атак со стороны злонамеренных пользователей и может вызвать всевозможные ошибки, такие как сообщения электронной почты, прибывающие до их отправки.

Чтобы обеспечить адекватную синхронизацию вашей компьютерной сети, внешний сервер времени NTP Рекомендовано.

Нет ничего хуже, чем возвращение в вашу машину только для того, чтобы узнать, что срок действия вашего парковочного счетчика истек, и у вас есть билет на парковку, наносимый на ваше ветровое стекло.

Больше-часто-чем-нет, это всего лишь вопрос о том, чтобы быть на пару минут позже, прежде чем более нетерпеливый дежурный паркователь увидит ваш истекший счетчик или билет и выдаст вам штраф.

Однако, как показывают жители Чикаго, в то время как минута может быть разницей в том, чтобы вернуться к машине вовремя или получить билет, минута может также быть разницей между различными счетчиками парковки.

Похоже, что часы на новых платных ящиках для парковки 3000 в Кейле, Чикаго, были обнаружены несинхронизированными. Фактически, из почти загруженных ящиков 60, большинство отключается по крайней мере на минуту, а в некоторых случаях почти на 2 минут с того, что является «фактическим» временем.

Это поставило головную боль в фирму, отвечающую за парковку в районе Кейл, и они могут столкнуться с юридическими проблемами со стороны тысяч автомобилистов, которым были предоставлены билеты с этой машины.

Проблема с системой парковки Cale заключается в том, что, хотя они утверждают, что они регулярно калибруют свою машину, нет точной синхронизации с общей ссылкой времени. В большинстве современных приложений UTC (Coordinated Universal Time) используется в качестве базового временного масштаба и для синхронизации устройств, таких как парковочные счетчики Cale, NTP-сервером, связанный с атомными часами, будет получать время UTC и гарантировать, что каждое устройство имеет точное время.

NTP-серверы используются при калибровке не только парковочных метров, но и светофоров, управления воздушным движением и всей банковской системы, а также нескольких приложений и могут синхронизировать каждое подключенное к нему устройство в течение нескольких миллисекунд UTC.

Жаль, что обслуживающий персонал Cale не видел значения выделенного сервера времени NTP - я уверен, что они сожалеют о том, что у него нет одного сейчас.

Выделенный сервер времени NTP устройства являются самым простым, точным, надежным и безопасным способом получения источника UTC (согласованное универсальное время) для синхронизации компьютерной сети.

NTP-серверы (Network Time Protocol) работают за пределами брандмауэра и не зависят от Интернета, что означает, что они очень безопасны и не уязвимы для злонамеренных пользователей, которые в случае источников времени в Интернете могут использовать клиентские сигналы NTP в качестве метода доступа к сети или проникнуть в межсетевой экран.

Специальный выделенный NTP-сервер также получит свой временный код непосредственно из атомных часов, что делает его сервером времени 1, а не онлайн-серверами времени, которые являются временными серверами XTUMX, то есть они получают время от сервера 2 и так не так точны.

In используя сервер времени NTP есть только одно решение, и именно так должен быть получен сигнал времени, и для этого есть только два варианта:

Первое - использовать стандартные радиопередачи времени, транслируемые национальными физическими лабораториями, такими как NIST в США или Великобритании NPL, Эти сигналы (WWVB в США, MSF в Великобритании) ограничены в диапазоне, хотя сигнал США доступен в большинстве районов Канады и Аляски. Тем не менее, они уязвимы для локального вмешательства и топографии, как и другие сигналы длинной волны.

Альтернативой сигналу WWVB / MSF является использование спутниковой сети GPS (Global Positioning System). Атомные часы используются спутниками GPS в качестве основы для навигационной информации, используемой спутниковыми приемниками. Эти атомные часы можно использовать, используя Сервер времени NTP оснащен GPS-антенной.

В то время как сигнал времени GPS, строго говоря, не UTC, он отстает от 17 секунд, поскольку секунды прыжка никогда не добавляются к времени GPS (так как спутники недоступны), но NTP может объяснить это (просто добавив 17 целые секунды). Преимущество GPS заключается в том, что он доступен в любой точке планеты так же долго, как антенна GPS имеет четкое представление о небе.

Также доступны системы дуэлей, которые могут использовать оба типа сигналов.

Атомные часы имеют, без ведома большинства людей, революционизировали наши технологии. Многие из способов торговли, общения и путешествий теперь зависят исключительно от времени от источников атомных часов.

Глобальное сообщество часто означает, что мы должны общаться с людьми в других районах мира и в других часовых поясах. Для этой цели был разработан универсальный часовой пояс, известный как UTC (Всемирное координированное время), которая основана на времени, рассказанном атомными часами.

Атомные часы невероятно точны, теряя только секунду за каждые сто миллионов лет, что потрясает, когда вы сравниваете его с цифровыми часами, которые теряют столько раз в неделю.

Но зачем нам нужна такая точность в хронометрировании? Большая часть технологии, которую мы используем в наше время, предназначена для глобальной коммуникации. Хорошим примером является Интернет. Так много торговли осуществляется на всех континентах в таких областях, как фондовая биржа, резервирование мест и онлайн-аукцион, что точное время имеет решающее значение. Представьте, что вы предлагаете цену за товар в Интернете, и вы делаете ставку за несколько секунд до конца, последнюю и самую высокую ставку, было бы справедливо потерять товар, потому что часы на вашем интернет-провайдере были немного быстрыми, и поэтому компьютер подумал, что торги закончились. Или как насчет резервирования мест; если два человека на разных сторонах земного шара закажут место в то же самое время, кто займет место. Вот почему UTC имеет жизненно важное значение для Интернета.

Другие технологии, такие как глобальное позиционирование и управление воздушным движением, зависят от атомных часов, чтобы обеспечить точность (и в случае воздушного движения имеет первостепенное значение для безопасности). Даже светофоры и камеры скорости должны быть откалиброваны с атомными часами, иначе ускоренный билет может быть недействительным, поскольку они могут быть допрошены в суде.

Для компьютерных систем NTP серверы времени являются предпочтительным методом для получение и распространение источника времени UTC.

Что такое сервер времени?

Сервер времени - это устройство, которое получает и распределяет один источник времени в компьютерной сети для синхронизации времени. Эти устройства часто называют NTP-сервером, Сервер времени NTP, сетевой сервер времени или выделенный сервер времени.

И NTP?

NTP - Network Time Protocol - это набор программных инструкций, предназначенных для передачи и синхронизации времени по локальным сетям (локальной сети) или WANS (Wider Area Network). NTP является одним из старейших известных протоколов, используемых сегодня и, безусловно, является наиболее часто используемым приложением синхронизации времени.

Какую временную шкалу я должен использовать?

Всемирное координированное время (UTC) - глобальная шкала времени, основанная на времени, рассказанном атомными часами. UTC не учитывает часовые пояса и поэтому идеально подходит для сетевых приложений, так как в принципе, синхронизируя сеть с UTC, вы фактически синхронизируете ее со всеми другими сетями, использующими UTC.

Откуда сервер времени получает время?

Сервер времени может использовать время из любого места, например, наручные часы или настенные часы. Однако любой разумный администратор сети предпочел бы использовать источник времени UTC для обеспечения максимально точной сети. UTC доступен из нескольких источников. Наиболее используемым является, пожалуй, интернет. В Интернете много «временных серверов», которые распространяют время UTC. К сожалению, многие из них не совсем точны в использовании источника времени в Интернете, который вы могли бы оставить в сети уязвимым, поскольку вредоносные пользователи могут воспользоваться открытым портом в брандмауэре, где потоковая информация будет проходить.

Намного лучше использовать выделенный сервер времени NTP который получает сигнал времени UTC, внешний по отношению к сети и брандмауэру. Лучшие методы для этого - либо использовать сигналы GPS, передаваемые из космоса, либо национальные передачи времени и частоты, транслируемые несколькими странами в длинной волне.

Компьютерные сети и Интернет резко изменили то, как мы живем. Компьютеры теперь постоянно общаются друг с другом, делая возможными транзакции, такие как интернет-магазины, резервирование мест и даже электронная почта.

Однако все это возможно только благодаря точная синхронизация сети и, в частности, использование сетевого протокола времени (NTP), используемый для обеспечения работы всех компьютеров в сети одновременно.

Синхронизация синхронизации имеет решающее значение для компьютерных сетей. Компьютеры используют время в виде временных меток как единственный маркер для разделения двух событий, без синхронизации компьютерам сложно установить порядок событий или, действительно, произошло событие или нет.

Невозможность синхронизации сети может иметь неисчислимые эффекты. Письма могут доставляться до их отправки (в соответствии с часами компьютера), данные могут быть потеряны или не могут быть сохранены и хуже всего, вся сеть может быть уязвимой для злонамеренных пользователей и даже мошенников.

Синхронизация с NTP относительно прямой, поскольку большинство операционных систем имеют версию уже установленного протокола времени; однако выбор временной привязки для синхронизации с более сложным.

УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ (Всемирное координированное время) является глобальной шкалой времени, управляемой атомными часами, и используется почти всеми компьютерными сетями по всему миру. Синхронизируя с UTC, компьютерная сеть по существу синхронизирует сетевое время с любой другой компьютерной сетью в мире, которая использует UTC.

В Интернете имеется множество источников UTC, но проблемы безопасности с брандмауэром - единственный безопасный метод получения UTC извне. Выделенные серверы NTP время может сделать это, используя либо длинноволновую радиосвязь, либо спутниковую передачу GPS.

мост компьютерные сети должны быть синхронизированы до некоторой степени. Разрешение часам на компьютерах по всей сети, чтобы все рассказывали разные времена, действительно задает проблемы. Всевозможные ошибки могут возникать, например, при отсутствии сообщений, потеря данных и ошибки остаются незамеченными, поскольку машины борются за понимание парадоксов, которые могут вызвать несинхронизированное время.

Проблема заключается в том, что время использования компьютеров в виде временных меток является единственной точкой отсчета между различными событиями. Если они не совпадают, компьютеры пытаются установить не только порядок событий, но и события, которые произошли вообще.

Синхронизация компьютерной сети вместе чрезвычайно просты, во многом благодаря протоколу NTP (Протокол сетевого времени). NTP установлен на большинстве компьютерных операционных систем, включая Windows и большинство версий Linux.

NTP использует один источник времени и гарантирует, что каждое устройство в сети синхронизируется с этим временем. Для многих сетей этот единственный источник времени может быть чем угодно от наручных часов IT-менеджера до часов на одной из настольных компьютеров.

Однако для сетей, которые должны взаимодействовать с другими сетями, приходится иметь дело с транзакциями, чувствительными к времени, или когда требуются высокие уровни безопасности, тогда синхронизация с источником UTC является обязательным.

Всемирное координированное время (UTC) - глобальная шкала времени, используемая промышленностью во всем мире. Он управляется созвездием атомных часов, что делает его очень точным (современные атомные часы могут удерживать время для 100 миллионов лет без потери секунды).

Для безопасной синхронизации с UTC существует только один метод, который должен использовать выделенный сервер времени NTP, Интернет-серверы NTP используются некоторыми сетевыми администраторами, но они рискуют не только с точностью синхронизации, но и с безопасностью, поскольку злонамеренные пользователи могут имитировать сигнал времени NTP и проникать через брандмауэр.

Как посвященный NTP-серверы являются внешними по отношению к брандмауэру, полагаясь вместо этого на спутниковый сигнал GPS или специальные радиопередачи, они гораздо более безопасны.

Мы все знаем о различиях в часовых поясах. Любой, кто путешествовал по Атлантике или Тихому океану, почувствует воздействие реактивной задержки, вызванное необходимостью корректировать наши собственные внутренние часы. В некоторых странах, таких как США, в одной стране существует несколько разных часовых поясов, что означает, что во времени от Восточного побережья до Запада разница в часах несколько.

Это разница в часовых поясах может вызвать путаницу, хотя для жителей стран, которые занимают более одного часового пояса, они вскоре приспосабливаются к ситуации. Тем не менее, есть больше временных масштабов и различий во времени, чем только часовые пояса.

Разные временные стандарты были разработаны на протяжении десятилетий, чтобы справиться с различиями в часовых поясах и обеспечить единый временной стандарт, который может синхронизировать весь мир. К сожалению, поскольку в первый раз были разработаны стандарты, такие как британское время железной дороги и среднее время по Гринвичу, другие стандарты должны были быть разработаны для решения различных задач.

Одна из проблем разработки стандартного времени - это выбрать, на чем основать его. Традиционно все системы времени были разработаны при вращении Земли (часы 24). Однако после разработки атомные часы, вскоре выяснилось, что два дня не имеют одинаковой длины и довольно часто они могут отставать от ожидаемых часов 24.

Новые временные стандарты, которые затем разрабатывались на основе атомных часов, поскольку они оказались гораздо более надежными и точными, чем использование вращения Земли в качестве отправной точки. Ниже приведен список некоторых наиболее распространенных временных стандартов. Они делятся на два типа: те, которые основаны на вращении Земли и те, которые основаны на атомных часах:

Временные стандарты, основанные на вращении Земли
Истинное солнечное время основано на солнечном дне - это период между одним солнечным днем ​​и вторым.

Сидерическое время основано на звездах. Сидерический день - это время, когда Земле требуется одна революция в отношении звезд (а не солнца).

Среднее время по Гринвичу (GMT), основанное на том, когда солнце является самым высоким (в полдень) над первым меридианом (его часто называют гринвичским меридианом). GMT раньше был международным стандартом времени до появления точных атомных часов.

Временные стандарты, основанные на атомных часах

Международное атомное время (TAI) является международным стандартом времени, из которого рассчитываются временные стандарты ниже, включая UTC. TAI основан на созвездии атомных часов со всего мира.

Время GPS. Также, на основе TAI, время GPS - это время, указанное атомными часами на спутниках GPS. Первоначально, как и UTC, время GPS в настоящее время составляет 17 секунд (точно), так как в UTC добавлены секунды прыжка 17 с момента запуска спутников.
Скоординированное универсальное время (UTC) основано как на атомном времени, так и на GMT. Дополнительные секунды прыжка добавляются в UTC для противодействия неточности вращения Земли, но время выводится из TAI, что делает его точным.

UTC - это реальный коммерческий график. Компьютерные системы во всем мире синхронизируются с UTC используя серверы времени NTP. Эти специализированные устройства получают время от атомных часов (либо от GPS, либо от специализированных радиопередач от таких организаций, как NIST or NPL).