Сетевой протокол времени и синхронизация времени компьютера

Спросите любого сетевого администратора или ИТ-инженера и спросите их, насколько важно синхронизация сети есть, и вы обычно получите тот же ответ - очень.

Время используется почти во всех аспектах вычислений для ведения журнала, когда произошли события. Фактически временные метки являются единственной ссылкой, которую компьютер может использовать для отслеживания заданий, которые он выполнил, и тех, которые он еще должен делать.

Когда сети несинхронизированы, результат может стать настоящей головной болью для тех, кому поручено отлаживать их. Данные часто теряются, приложения не запускаются, регистрация ошибок почти невозможна, не говоря уже об уязвимостях безопасности, которые могут возникнуть, если нет синхронизированного сетевого времени.

NTP (Network Time Protocol) - это ведущее приложение синхронизации времени, которое существует с 1980. Он постоянно развивается и используется практически любой компьютерной сетью, требующей точного времени.

Большинство операционных систем имеют уже установленную версию NTP и ее использование для синхронизации одного компьютера относительно прямо, используя параметры в настройках часов или панели задач.

Однако, используя встроенное приложение или демон NTP на компьютере, вы получите устройство, использующее источник интернет-времени в качестве ссылки на синхронизацию. Это хорошо и хорошо для одиночных настольных компьютеров, но в сети требуется более безопасное решение.

В любой компьютерной сети очень важно, чтобы в брандмауэре не было уязвимостей, которые могут привести к атакам со стороны вредоносных пользователей. Сохранение порта, открытого для связи с источником времени в Интернете, - это один из способов, который злоумышленник может использовать для входа в сеть.

К счастью, есть альтернативы использованию Интернета в качестве источника синхронизации. Атомные тактовые сигналы могут быть получены с использованием длинноволновой радиосвязи или GPS-передач.

Посвященный NTP-сервер времени доступны устройства, которые делают процесс синхронизации времени чрезвычайно простым, поскольку NTP-серверы получает время (извне в брандмауэр) и затем может распространяться на все компьютеры в сети - это делается безопасно и точно с большинством сетей, синхронизированным с сервером NTP, работающим в течение нескольких миллисекунд друг от друга.

Атомные часы теперь удвоены в точности

Как и с развитием компьютерных технологий, которые кажутся экспоненциально увеличивающимися в потенциале каждый год, атомные часы тоже, похоже, значительно увеличиваются в своей точности в годовом исчислении.

Теперь, те пионеры атомных часов технологии, США Национальный институт стандартов времени (NIST), объявили, что им удалось создать Атомные часы с точностью в два раза больше, чем у всех предыдущих часов.

Часы основаны в одном атоме алюминия и NIST утверждают, что он может оставаться точным, не теряя второй за более чем 3.7 миллиардов лет (примерно столько же времени, сколько и существовала Земля).

Предыдущие наиболее точные часы были разработаны немецким физико-техническим бундестанстальтом (PTB) и был оптическим часовым механизмом на основе атома стронция и был точным до секунды за более чем миллиард лет. Эти новые атомные часы NIST также являются оптическими часами, но основаны на атомах алюминия, которые, согласно исследованиям NIST с этими часами, намного точнее.

Оптические часы используют лазеров для хранения атомов и отличаются традиционными атомными часами, используемыми компьютерными сетями, используя NTP-серверы (Network Time Protocol) и другие технологии, основанные на фонтанных часах. Эти традиционные фонтанные часы не только используют цезий в качестве времени для хранения атома, но вместо лазеров они используют сверхохлаждаемые жидкости и пылесосы для управления атомами.

Благодаря работе NIST, PTB и Великобритании NPL (National Physical Laboratory) атомные часы продолжают экспоненциально возрастать, однако эти новые оптические атомные часы, основанные на атомах, таких как алюминий, ртуть и стронций, далеко не используются в качестве основы для UTC (Всемирное координированное время).

UTC регулируется созвездием цезиевых фонтанных часов, которые, хотя все еще точны до секунды в 100,000, намного менее точны, чем эти оптические часы, и основаны на технологии более пятидесяти лет. И, к сожалению, пока мировое научное сообщество не сможет договориться о том, что атомный и часовой дизайн будет использоваться на международном уровне, эти точные атомные часы останутся игральной частью только научного сообщества.

Влияние солнечных вспышек на GPS

Предстоящая космическая погода может повлиять на устройства GPS, включая спутниковую навигацию и NTP GPS время серверов.

В то время как многим из нас приходилось справляться с какой-то экстремальной погодой прошлой зимой, надвигаются дальнейшие бури - на этот раз из космоса.

Солнечные вспышки являются регулярным появлением на поверхности Солнца. В то время как ученые не совсем уверены, что их вызывает, мы знаем две вещи о солнечных вспышках: - они цикличны и связаны с действие солнечных пятен.

За последние одиннадцать лет солнечная активность солнца - небольшие темные впадины, которые появляются на поверхности Солнца - была очень минимальной. Но этот одиннадцатилетний цикл подходит к концу, и в конце прошлого года наблюдается рост солнечных пятен, что означает, что 2010 станет годом бампера как для солнечных пятен, так и для солнечных вспышек.

Но нет необходимости беспокоиться о том, чтобы поджаривать солнечные вспышки, поскольку эти всплески горячих газов, которые вспыхивают от солнца, никогда не проникают достаточно далеко, чтобы достичь Земли, однако они могут воздействовать на нас по-разному.

Солнечные вспышки являются всплесками энергии и как таковые излучают излучение и частицы высокой энергии. На Земле мы защищены этими взрывами энергии и излучения земным магнитным полем и ионосферой, однако спутниковая связь не является, и это может привести к неприятностям.

В то время как эффект излучения солнечной вспышки очень слаб, он может замедлять и отражать радиоволны при прохождении через ионосферу к Земле. Эта помеха может вызвать спутники GPS, в частности, экстремальные проблемы, поскольку они зависят от точности и обеспечивают навигационную информацию.

В то время как эффекты солнечных вспышек мягкие, возможно, устройства GPS будут сталкиваться с короткими периодами отсутствия сигнала, а также проблема неточных сигналов, означающая, что информация о позиционировании может стать ненадежной.

Это не просто повлияет на навигацию, поскольку система GPS используется сотнями и тысячами компьютерных сетей в качестве источника надежного времени.

В то время как большинство посвященных Серверы GPS время должны уметь справляться с периодами нестабильности, не теряя точности, поскольку обеспокоенные сетевые администраторы, которые не хотят входить в работу, чтобы обнаружить, что их системы потерпели крах из-за отсутствия синхронизации, могут захотеть рассмотреть использование радиостанционного сетевого сервера времени, использующего широковещательную передачу таких как MSF или WVBB.

Двойные серверы времени NTP (Network Time Protocol), которые могут принимать как радио, так и GPS, обеспечивая постоянный доступ к источнику времени.

Руководство по Синхронизация сети с НТП

Протокол сетевого времени (NTP) Является TCP / IP протокол, разработанный, когда Интернет был в зачаточном состоянии. Она была разработана Дэвидом Mills в Университет штата Делавэр который пытался синхронизировать компьютеры по сети с точностью.

NTP является протокол, основанный UNIX, но она была портирована для работы как эффективно на ПК и версия была включена с операционными системами Windows, начиная с 2000 (в том числе Windows, 7, Vista и XP).

NTP, и демон (приложение), который управляет его, это не просто способ прохождения раз вокруг. Любая система работает демон NTP может выступать в качестве клиента, запрашивая опорный время от других серверов, или это может сделать его собственное время для других устройств для использования, который в силу превращает его в самого сервера времени. Он также может выступать в качестве партнера, сотрудничая с другими коллегами, чтобы найти наиболее устойчивое и источника точного времени, чтобы использовать.

Один из самых гибких аспектов NTP является иерархическая природа. NTP делит устройства в слоях, каждый уровень страт определяется его близостью к опорной частоты (атомные часы). Сам атомные часы является слой 0 устройство, близким устройством к нему (часто выделенный сервер времени NTP) Является слой 1 устройство, пока других устройств, которые подключаются к этой стать рогового 2. NTP может поддерживать точность в пределах уровней пластовых 16.

Любая сеть, которая должна быть синхронизирована, должен сначала идентифицировать и определить местонахождение источника времени для NTP, чтобы распределить. Интернет источники времени доступны, но ты часто взяты из слоя 2 устройств, которые работают через межсетевой экран. Единственный способ NTP может заглянуть время, если порт TCP / IP остается открытым, чтобы позволить трафик через. Это может привести к проблемам безопасности, злоумышленники могут воспользоваться этой брандмауэра отверстие.

Посвященный NTP серверы времени найти источник времени с помощью GPS или радиосигналов и поэтому не оставить сеть уязвимой для атаки. Присоединив NTP-сервер времени к маршрутизатору и всей сети в сотни и даже тысячи устройств могут быть синхронизированы благодаря иерархической структуре NTP в.

Новые технологии и растущая важность синхронизации времени

Протокол NTP (Network Time Protocol) с тех пор, как самые ранние дни Интернета отвечали за синхронизацию времени в компьютерных сетях. Это не только NTP, но и при подключении к источнику UTC (скоординированное универсальное время) NTP также является чрезвычайно точным.

Большинство компьютерных сетей подключаются к UTC через специальный NTP-сервер времени, Эти устройства используют внешнее соединение с атомными часами для получения времени, а затем распределяют его по сети. При подключении извне через GPS (глобальная система позиционирования) или длинноволновую радиосвязь не только NTP серверы времени невероятно точные, но они также очень безопасны, поскольку на это время они не полагаются на интернет-соединение.
Серверы времени NTP также все чаще используются для других новых инноваций. Не только традиционные технологии, такие как видеонаблюдение, светофоры, управление воздушным движением и фондовая биржа, становятся зависимыми от временной синхронизации с серверами времени, но все больше и больше современных технологий.

NTP серверы времени теперь распространены в современных цифровые вывески системы (использование телевизоров с плоским экраном для рекламы вне дома). Эти сетевые экраны часто синхронизируются для проведения запланированных и организованных кампаний.

Синхронизированная кампания с цифровыми вывесками - это один из способов сделать вне рекламной кампании рекламной кампании. Это становится все более важным, поскольку все больше и больше цифровых вывесок внедряется, что делает обычную кампанию цифровых вывесок сложной задачей и привлекать внимание.

Синхронизировав несколько экранов вместе с сервером времени NTP и запустив запланированную и синхронизированную кампанию. Это позволяет планировать или планировать контент, чтобы максимизировать его влияние.

Малые серверы времени могут быть установлены непосредственно в цифровое обозначение ЖК-корпус хотя, поскольку большинство из этих устройств для синхронной связи требуют сигнала GPS или длинной волны, антенна может быть пробной. Лучшее решение состоит в том, чтобы объединить табличные вывески и использовать один NTP-сервером как метод для синхронности.

NTP может быть самым старым протоколом в Интернете и NTP серверы времени были около двух десятилетий, но эта сравнительно античная технология и программное обеспечение никогда не пользовались большим спросом.

Научная точность атомных часов

Точность становится все более важной в современных технологиях и не более, чем точность во времени. От интернета до спутниковой навигации точная и точная синхронизация жизненно важна в современную эпоху.

На самом деле многие из технологий, которые мы считаем само собой разумеющимися в современном мире, были бы невозможны, если бы не были изобретены самые точные машины - Атомные часы.

Атомные часы - это просто устройства для учета времени, такие как часы или часы. Но то, что стоит на них, - это точность, которую они могут достичь. В качестве грубого примера ваши стандартные механические часы, такие как башня с часами в центре города, будут дрейфовать на столько же, сколько в секунду в день. Электронные часы, такие как цифровые часы или радиочасы, более точны. Эти типы часов дрейфуют секунду примерно через неделю.

Однако, когда вы сравниваете точность атомных часов, в которых вторая не будет потеряна или получена в 100,000 лет или более, точность этих устройств несравнима.

Атомные часы могут достичь этой точности с помощью осцилляторов, которые они используют. Почти все типы часов имеют генератор. В общем, осциллятор - это просто цепь, которая регулярно клеится.

Механические часы используют маятники и пружины, чтобы обеспечить правильное колебание, в то время как электронные часы имеют кристалл (обычно кварц), который при прохождении электрического тока обеспечивает точный ритм.

Атомные часы используют колебания атомов в разных энергетических состояниях. Часто используется цезий 133 (а иногда и рубидий), поскольку его сверхтонкое переходное колебание превышает 9 миллиардов раз в секунду (9,192,631,770), и это никогда не меняется. Фактически, Международная система единиц (SI) теперь официально рассматривает вторую по времени как 9,192,631,770 циклы излучения атома цезия.

Атомные часы обеспечивают основу для мирового масштаба времени - UTC (Coordinated Universal Time). И компьютерные сети по всему миру остаются в синхронизации, используя сигналы времени, транслируемые атомными часами, и NTP серверы времени (Network Time Server).

Сетевой протокол времени и синхронизация времени сети

Синхронизация компьютерных сетей - это то, что многие администраторы считают само собой разумеющимся. Выделенные сетевые серверы времени могут получать источник времени и распределять его между сетью, точно, надежно и точно.

Однако, точная синхронизация времени возможно только благодаря протоколу времени NTP - Сетевой протокол времени.

NTP был разработан, когда интернет все еще находился в зачаточном состоянии и Профессор Дэвид Миллс и его команда из Университета Делавера пыталась синхронизировать время в сети нескольких машин. Они разработали самую раннюю версию NTP, которая продолжает развиваться по сей день, почти через тридцать лет после ее первого создания.

NTP не был тогда и теперь не является единственным программным обеспечением синхронизации времени, есть другие приложения и протокол, которые выполняют аналогичную задачу, но NTP является наиболее широко используемым (на сегодняшний день с более чем 98% приложений синхронизации времени, использующих его). Он также упакован в большинство современных операционных систем с версией NTP (обычно SNTP - упрощенной версии), установленной в последней операционной системе Windows 7.

NTP сыграл важную роль в создании Интернета, который мы знаем и любим сегодня. Многие онлайн-приложения и задачи не будут возможны без точной синхронизации времени и NTP.

Онлайн-трейдинг, интернет-аукционы, банковская деятельность и отладка сетей зависят от точной синхронизации времени. Даже отправка электронной почты требует синхронизации времени с сервером электронной почты, иначе компьютеры не смогут обрабатывать электронные письма, поступающие с несинхронизированных компьютеров, поскольку они могут прибыть до их отправки.

NTP является бесплатным программным протоколом и доступен в Интернете из NTP.org Однако большинство компьютерных сетей, требующих безопасного и точного времени, в основном используют выделенные серверы NTP которые работают вне сети и брандмауэра, получая время от атомных тактовых сигналов, обеспечивающих миллисекундную точность с глобальным временным масштабом в мире UTC (Всемирное координированное время).

Выбор сервера времени для вашей сети

Любой администратор сети скажет вам, насколько важно Синхронизация времени для современной компьютерной сети. Компьютеры полагаются на время почти для всего, особенно в сегодняшнем возрасте онлайн-торговли и глобальной коммуникации, где точность важна.

Неспособность убедиться, что компьютеры точно синхронизированы вместе, может привести к возникновению всех проблем: потеря данных, уязвимости в системе безопасности, неспособность проводить транзакции, чувствительные к времени, и трудности с отладкой могут быть вызваны отсутствием или недостаточно адекватной временной синхронизацией.

Но обеспечение каждого компьютера в сети имеет то же самое время, просто благодаря двум технологиям: атомным часам и NTP сервер (протокол сетевого времени).

Атомные часы являются чрезвычайно точные хронометры. Они могут удержать время, а не дрейфовать на столько секунды за тысячи лет, и именно эта точность сделала возможными технологии и приложения, такие как спутниковая навигация, онлайн-торговля и GPS.

Синхронизация времени для компьютерных сетей контролируется сетевым сервером времени, обычно называемым NTP-сервером после используемого протокола синхронизации времени, Network Time Protocol.
Когда дело доходит до выбора сервера времени, на самом деле существует только два реальных типа - ссылка на радио NTP-сервер времени и GPS NTP-сервер времени.

Радиорежимные серверы времени получают время от широковещательной передачи длинной волны физическими лабораториями, такими как NIST в Северной Америке или NPL в Великобритании. Эти передачи часто можно получить во всей стране происхождения (и за ее пределами), хотя местная топография и помехи от других электрических устройств могут помешать сигналу.

Серверы GPS время, с другой стороны, использовать сигнал спутниковой навигации, передаваемый со спутников GPS. Передачи GPS генерируются атомными часами на борту спутников, поэтому они являются очень точным источником времени, точно так же, как время, созданное атомными часами, транслируемое физическими лабораториями.

Помимо недостатка наличия антенны на крыше (GPS работает по прямой видимости, поэтому необходим четкий вид на небо), GPS можно получить буквально повсюду на планете.

Как оба типы сервера времени может обеспечить точный источник надежного времени, решение о том, какой тип сервера времени должен быть основан на наличии сигналов длинной волны или можно установить антенну GPS на крыше.

Использование GPS в качестве источника точного времени

Глобальная система позиционирования (GPS) - это все более популярный инструмент, используемый во всем мире как источник поиска и навигации. Однако сеть GPS гораздо больше, чем просто спутниковая навигация, поскольку трансляции, транслируемые спутниками GPS, также могут использоваться в качестве очень точного источника времени.

GPS-спутники на самом деле представляют собой орбитальные часы, так как каждый содержит атомные часы, которые генерируют сигнал времени. Это сигнал времени, передаваемый спутниками GPS, которые спутниковые навигационные приемники в автомобилях и самолетах используют для определения расстояния и положения.

Позиционирование возможно только потому, что сигналы времени настолько точны. Например, навигаторы с сателлитом, например, используют сигналы от четырех орбитальных спутников и триангулируют информацию для определения положения. Однако, если есть некоторая неточность одной секунды с одним из сигналов времени, то информация о местоположении может быть в тысячах миль - доказательство бесполезности.

Это свидетельствует о точности атомных часов, используемых для генерации сигналов GPS, которые в настоящее время GPS-приемник может выработать свое положение на земле с точностью до пяти метров.

Поскольку спутники GPS настолько точны, они делают идеальный источник времени для синхронизировать компьютерную сеть к. Строго говоря, время GPS отличается от международного временного шкала UTC (скоординированное универсальное время), так как UTC добавил к нему дополнительные прыжки секунд, чтобы обеспечить паритет с вращением Земли, что означает, что он точно на 18 секундах впереди GPS, но легко преобразуется NTP в синхронизацию времени протокол (Протокол сетевого времени).

Серверы GPS время получать сигнал GPS-времени через антенну GPS, которая должна быть размещена на крыше, чтобы получить линию видимых передач. После приема сигнала GPS GPS NTP сервером времени будет распространять сигнал на все устройства в сети NTP и корректирует любой дрейф на отдельных машинах.

Серверы GPS время предназначены для простых в использовании устройств и могут обеспечить точность в миллисекундах до UTC без каких-либо рисков безопасности, связанных с использованием источника времени в Интернете.

Использование сигнала WWVB для синхронизации времени

Мы все полагаемся на время, чтобы наши дни были запланированы. Наручные часы, настенные часы и даже DVD-плеер все говорят нам о времени, но иногда это недостаточно точное, особенно когда необходимо синхронизировать время.

Существует много технологий, которые требуют чрезвычайно точной точности между системами, от спутниковой навигации до многих интернет-приложений, точное время становится все более важным.

Однако достижение точности не всегда прямолинейно, особенно в современных компьютерных сетях. Хотя все компьютерные системы имеют встроенные часы, это не точные фрагменты времени, а стандартные кварцевые генераторы, та же технология, что и в других электронных часах.

Проблема, связанная с такими системными часами, заключается в том, что они подвержены дрейфу и сети, состоящей из сотен или тысяч машин, если часы дрейфуют с другой скоростью - вскоре может произойти хаос. Письма принимаются до того, как они будут отправлены, а время, зависящее от времени, завершится неудачей.

Атомные часы являются наиболее точными фрагментами времени, но это крупномасштабные лабораторные инструменты и непрактичны (и очень дороги) для использования в компьютерных сетях.

Тем не менее, физические лаборатории, такие как североамериканские NIST (Национальный институт стандартов и времени) имеют атомные часы, с которых они передают сигналы времени. Эти сигналы времени могут использоваться компьютерными сетями для синхронизации.

В Северной Америке вызывается временной код NIST WWVB и передается из Боулдера, штат Колорадо, на длинной волне на 60Hz. Временной код содержит год, день, час, минуту, секунду и, поскольку он является источником UTC, любые секунды прыжка, которые добавляются для обеспечения паритета с вращением Земли.

Получение сигнала WWVB и его использование для синхронизации компьютерной сети просты. Радиорелейные сетевые серверы времени могут получать эту трансляцию по всей Северной Америке и используя протокол NTP (Network Time Protocol),.

Специальная NTP-сервер времени который может принимать сигнал WWVB, может синхронизировать сотни и даже тысячи разных устройств с сигналом WWVB, гарантируя, что каждый из них будет находиться в пределах нескольких миллисекунд UTC.