De atomklocka är kulminationen av mänsklighetens besatthet att berätta rätt tid. Före atomuret och nanosekundens noggrannhet användes tidskalor baserade på himmelska kropparna.

Men tack vare atomvaktens utveckling har det nu uppnåtts att även jorden i sin rotation är inte lika exakt ett mått av tid som atomklocka som det förlorar eller får en bråkdel av en sekund varje dag.

På grund av behovet av att ha en tidsplan baserad något på jordens rotation (astronomi och jordbruk är två orsaker) en tidsplan som hålls av atomur men justeras för någon saktning (eller acceleration) i jordens spinn. Denna tidsskala är känd som UTC (Coordinated Universal Time) som anställd över hela världen och säkerställer handel och handel samtidigt.

Användning av datanät nätverk tidsservrar för att synkronisera till UTC-tid. Många människor hänvisar till dessa tidsserverenheter som atomur men det är felaktigt. Atomklockor är extremt dyra och mycket känsliga utrustningar och finns oftast bara i universitet eller nationella fysiklaboratorier.

Lyckligtvis gillar nationella fysiklaboratorier NIST (National Institute for Standards and Time - USA) och NPL (National Physical Laboratory - UK) sänder tidssignalen från sina atomur. Alternativt är GPS-nätverket en annan bra källa till exakt tid eftersom varje GPS-satellit har sitt eget atomklocka.

De nätverk tidsserver tar emot tiden från en atomur och distribuerar den med ett protokoll som NTP (Network Time Protocol) så att datornätet synkroniseras samtidigt.

Därför att nätverk tidsservrar styrs av atomur, de kan hålla otroligt noggrann tid; inte förlora en sekund i hundratals om inte tusentals år. Detta säkerställer att datornätverket är både säkert och oanvändbart för tidsfel eftersom alla maskiner kommer att ha exakt samma tid.

De atomklocka är kulminationen av mänsklighetens förmåga att behålla tid som har spänt flera årtusenden. Människor har alltid varit upptagna med att hålla reda på tid sedan den tidiga mannen märkte de himmelska kropparnas regelbundenhet.

Solen, månen, stjärnorna och planeterna blev snart grunden för tidsplaner med tidsperioder som år, månader, dagar och timmar som enbart grundades på reglering av jordens rotation.

Detta fungerade i tusentals år som en tillförlitlig guide till hur mycket tid som har gått men under de senaste århundradena har människor funnit att hitta ännu mer tillförlitliga metoder för att hålla koll på tiden. Medan solen och de himmelska kropparna var ett affektivt sätt fungerade solvaror inte på molniga dagar och eftersom dagarna och natten s förändras under året kan endast rimligt åberopas endast middagstid (när solen är högst).

Den första fördjupningen i en noggrann timepiece som inte var beroende av himmelska kroppar och inte var en enkel tid (såsom en ljuskonservering eller vattenklocka) men faktiskt berättade över en längre tid var den mekaniska klockan.

Dessa första enheter som dateras så långt tillbaka som det tolfte århundradet var obehandlade mekanismer med hjälp av en grind och foliot escapement (en växel och hävstång) för att styra klockorna i klockan. Efter några århundraden och en myriad av mönster tog den mekaniska klockan sitt nästa steg framåt med pendeln. Pendeln gav klockan sin första riktiga noggrannhet, eftersom den styrdes med mer precision klockorna i klockan.

Det var dock inte förrän det tjugonde århundradet när klockor gick in i elektronisk ålder blev de riktigt korrekta. Den digitala och elektroniska klockan hade sina fästingar kontrollerade genom att använda svängningen av en kvartskristall (dess förändrade energiläge när en ström är baserad) som visade sig vara så noggrann att sällan en sekund i veckan gick förlorad.

Utvecklingen av atomur i 1950 används oscillationen av en enda atom som genererar över 9 miljarder ticks en sekund och kan behålla exakt tid i miljontals år utan att förlora en sekund. Dessa klockor utgör nu grunden för våra tidsplaner med hela världen synkroniserad med dem med hjälp av NTP-servrar, vilket garanterar helt noggrann och pålitlig tid.

Synkronisering av ett nätverk anses ofta som huvudvärk av nätverksadministratörer som är rädda för att misslyckas kan leda till katastrofala resultat och medan det inte finns någon nek på att en brist på synkronisering kan orsaka oförutsedda problem, särskilt med tidskänsliga transaktioner och säkerhet, är perfekt synkronisering enkel om dessa steg följs:

1. Använd en dedikerad NTP-server. De NTP-server är en enhet som tar emot en enstaka källa och distribuerar den bland ett nätverk av datorer som använder protokollet NTP (Network Time Protocol) ett av de äldsta Internetbaserade protokollen och den överlägset mest använda tidssynkroniseringsprogrammet. NTP packas ofta med moderna operativsystem som Windows eller Linux även om det inte finns någon ersättning för en dedikerad NTP-enhet.

2. Använd alltid a UTC-tidskälla (Koordinerad universell tid). UTC är baserat på GMT (Greenwich Meantime) och International Atomic Time (TAI) och är mycket exakt. UTC används av datanät över hela världen och garanterar att handel och handel använder samma tidsskala.

3. Använd en säker och korrekt tidsignal. Även om tidssignaler är tillgängliga över hela Internet är de oförutsägbara i deras noggrannhet och medan vissa kan erbjuda noggrann noggrannhet, är en Internet-tidsserver utanför en brandvägg, som om den lämnas öppen för att ta emot en tidskod, kommer att orsaka sårbarheter i nätets säkerhet. Antingen GPS (globalt positionssystem) eller en särskild radiosignal som de som sänds av nationella fysiklaboratorier (t.ex. MSF - STORBRITANNIEN, WWVB - USA, DCF -Germany) erbjuder säkra och pålitliga metoder för att få en säker och korrekt tidssignal.

4. Organisera ett nätverk i stratum, nivåer. Strata försäkra att NTP-server inte översvämmas med tidsförfrågningar och att nätverksbandbredden inte blir överbelastad. Ett stratum är organiserat av ett fåtal valda maskiner som är stratum 2-enheter genom att de får en tidssignal från NTP-server (stratum 1-enhet) som i sin tur fördelar tiden till andra enheter (stratum 3) och så vidare.

5. Se till att alla maskiner använder UTC och NTP-serverträdet. Ett vanligt fel i tidssynkronisering är att inte säkerställa att alla maskiner är ordentligt synkroniserade, bara en maskin som kör felaktig tid kan ha oförutsedda konsekvenser.

Det finns flera tidsskrifter som används över hela världen. Mest NTP-servrar och andra nätverk tidsservrar använd UTC som baskälla men det finns andra:

När vi blir frågan om tiden är det mycket osannolikt att vi skulle svara med "för vilken tidsplan" men det finns flera tidsskala som används över hela världen och varje bygger på olika metoder för att hålla reda på tiden.
GMT

Greenwich Mean Time (GMT) är lokal tid på Greenwich-meridianen baserat på den hypotetiska medeloljen. Eftersom jordens bana är elliptisk och sin axel lutas framstår solens verkliga position mot bakgrunden av stjärnor lite framåt eller bakom den förväntade positionen. Det ackumulerade tidsfelet varierar genom året på ett smidigt sätt med upp till 14 minuter långsamt i februari till 16 minuter snabbt i november. Användningen av en hypotetisk medelolja tar bort denna effekt. Innan 1925 astronomer och navigatörer uppmätta GMT från middagstid till middag, började dagen 12 timmar senare än i civilt bruk vilket också vanligen kallades GMT. För att undvika förvirring bestämde sig astronomer i 1925 för att ändra referenspunkten från middag till midnatt, och några år senare antog termen Universal Time (UT) för den "nya" GMT. GMT är den rättsliga grunden för den civila tiden för Storbritannien.

UT

Universal Time (UT) är genomsnittlig soltid på Greenwich meridianen med 0 h UT vid midnatt, och sedan 1925 har ersatt GMT för vetenskapliga ändamål. Vid mitten av 1950 hade astronomer mycket bevis på fluktuationer i jordens rotation och bestämde sig för att dela ut UT i tre versioner. Tid som härstammar direkt från observationer kallas UT0, tillämpar korrigeringar för rörelser på jordens axel, eller polär rörelse, ger UT1, och borttagande av periodiska säsongsvariationer genererar UT2. Skillnaderna mellan UT0 och UT1 är i storleksordningen tusentals sekunder. Idag används endast UT1 allmänt, eftersom det ger ett mått på jordens rotationsorientering i rymden.

Världstidens standard (UTC):

Även om TAI ger en kontinuerlig, enhetlig och exakt tidsskala för vetenskapliga referensändamål, är det inte lämpligt för vardagligt bruk eftersom det inte stämmer överens med jordens rotationshastighet. En tidsskala som motsvarar växlingen av dag och natt är mycket mer användbar, och sedan 1972 distribuerar alla sändningstidstjänster tidskalor baserat på koordinerad universell tid (UTC). UTC är en atomskala som hålls i överensstämmelse med Universal Time. Språng sekunder är ibland

Information med tillstånd av National Physical Laboratory STORBRITANNIEN.

Bortsett från de vanliga firandet och uppenbarelsen tog slutet av december med tillägg av en annan Leap Second to UTC tid (koordinerad universell tid).

UTC är den globala tidsskala som används av datanät över hela världen och ser till att alla håller samtidigt. Leap Seconds läggs till UTC av International Earth Rotation Service (IERS) som svar på saktningen av jordens rotation på grund av tidvattenstyrkor och andra anomalier. Underlåtenhet att införa ett steg andra skulle innebära att UTC skulle gå bort från GMT (Greenwich Meantime) - ofta kallad UT1. GMT är baserat på de himmelska kropparnas position, så vid middagen är solen högst över Greenwich Meridian.

Om UTC och GMT skulle köra iväg skulle det göra livet svårt för människor som astronomer och bönder och så småningom skulle dag och natt drivas (om än i tusen år eller så).

Normalt hoppas sekunder till sista minuten i december 31 men ibland om mer än en krävs på ett år läggs det till på sommaren.

Språng sekunder är emellertid kontroversiella och kan också orsaka problem om utrustningen inte är konstruerad med språng sekunder i åtanke. Till exempel läggs det senaste språnget på 31 december och det orsakade att databasjätten Oracle Cluster Ready Service misslyckades. Det resulterade i att systemet startade om automatiskt på nytt år.

Leap Seconds kan också orsaka problem om nätverk synkroniseras med hjälp av Internet-tidskällor eller enheter som kräver manuell inblandning. Lyckligtvis mest dedikerad NTP-servrar är utformade med Leap Seconds i åtanke. Dessa enheter kräver ingen åtgärd och kommer automatiskt att justera hela nätverket till rätt tid när det finns en Leap Second.

En dedikerad NTP-server är inte bara självjusterande utan manuell ingripande, men de är också mycket exakta som stratum 1-servrar (de flesta Internet-tidskällor är stratum 2-enheter med andra ord enheter som tar emot tidssignaler från stratum 1-enheter och omfördelar det) men de är också mycket säkra att externa enheter inte behöver vara bakom brandväggen.

Tidssynkronisering är oerhört viktigt för moderna datanät. I vissa industrier är tidssynkronisering absolut nödvändig, särskilt när man arbetar med tekniker som flygkontroll eller marin navigering där hundratals liv kan utsättas för risk genom brist på exakt tid.

Även i den finansiella världen är korrekt tidssynkronisering avgörande eftersom miljontals kan läggas till eller torkas av aktiekurser varje sekund. Av denna anledning följer hela världen en global tidsplan som kallas samordnad universell tid (UTC). Att hålla sig till UTC och hålla UTC exakt är dock två olika saker.

De flesta datorklockor är enkla oscillatorer som långsamt drivs antingen snabbare eller långsammare. Tyvärr betyder det att oavsett hur exakt de är inställda på måndag kommer de att ha drivit på fredagen. Denna drift kan vara bara en bråkdel av en sekund men snart tar det inte längre tid för den ursprungliga UTC-tiden att vara över en sekund.

I många branscher kan det inte innebära en fråga om livs och dödsfall av förlust av miljoner i aktier och aktier, men bristen på tidssynkronisering kan ha oförutsedda följder som att lämna ett företag som är mindre skyddat mot bedrägeri. Men att ta emot och hålla sant UTC-tid är ganska rakt framåt.

Dedikerad nätverk tidsservrar finns tillgängliga som använder protokollet NTP (Network Time Protocol) för att ständigt kontrollera tiden för ett nätverk mot en källa för UTC-tid. Dessa enheter kallas ofta som en NTP-server, tidsserver eller nätverkstidsserver. De NTP-server ständigt justerar alla enheter på ett nätverk för att säkerställa att maskinerna inte drivs från UTC.

UTC är tillgängligt från flera källor, inklusive GPS-nätverket. Detta är en idealisk källa till UTC-tid eftersom den är säker, pålitlig och tillgänglig överallt på planeten. UTC är också tillgängligt via specialiserade nationella radiosändningar som sänds från nationella fysiklaboratorier även om de inte är tillgängliga överallt.

När vi tar en titt på våra klockor eller klockan tar vi ofta för givet att tiden vi får är korrekt. Vi kanske märker om våra klockor är tio minuter snabba eller långsamma, men ta lite hänsyn om de är en andra eller två ut.

Men i tusentals år har mänskligheten blivit alltmer alltmer korrekta klockor vars fördelar är rikliga idag i vår tid av satellitnavigering, NTP-servrar, Internet och global kommunikation.

För att förstå hur exakt tid kan mätas är det först viktigt att förstå begreppet tid själv. Tiden som den har uppmätts på jorden under årtusendena är ett annat begrepp till tiden som, som Einstein informerade oss, var en del av universets väv i det han beskrev som en fyrdimensionell rymdtid.

Ändå har vi historiskt mätt tidsbaserad inte på tidsförloppet utan planetens rotation i förhållande till solen och månen. En dag är uppdelad i 24 lika delar (timmar) var och en är indelad i 60 minuter och minuten är uppdelad i 60 sekunder.

Det har emellertid nu insett att mätningstiden på detta sätt inte kan anses vara exakt eftersom jordens rotation varierar från dag till dag. Alla slags variabler som tidvattenstyrkor, orkaner, solvindar och till och med mängden snö i polerna påverkar hastigheten på jordens rotation. I själva verket när dinosaurierna började roaming jorden, hade längden på en dag som vi mäter den nu bara varit 22 timmar.

Vi baserar nu vår tidsåtgång på övergången av atomer som använder atomur med en sekund baserad på 9,192,631,770 perioder av strålningen emitterad av hyperfineövergången av en fackförenad cesiumatom i marktillståndet. Även om det här låter komplicerat är det bara en atomkaka som aldrig ändras och kan därför ge en mycket noggrann referens till basen vår tid på.

Atomklockor använder denna atomresonans och kan hålla tiden som är så exakt att en sekund inte går förlorad i jämn miljarder år. Modern teknik utnyttjar alla denna precision, vilket möjliggör många av kommunikationen och den globala handeln vi dra nytta av idag med utnyttjandet av satellitnavigering, NTP-servrar och flygkontrollen förändrar hur vi lever våra liv.

Network Time Protocol har utvecklats för att hålla datorer synkroniserade. Alla datorer är benägna att drifta och exakt timing är viktigt för många kritiska applikationer.

En version av NTP är installerad på de flesta versioner av Windows (även om en avkortad version som heter SNTP-Simplified NTP-är i äldre versioner) och Linux men kan laddas ner från NTP.org.

När du synkroniserar ett nätverk är det bättre att använda en dedikerad NTP-server som tar emot en tidskälla från en atomklocka antingen via specialradioöverföringar eller GPS-nätverk. Men många Internet-referenser är tillgängliga, lite mer tillförlitliga än andra, även om det måste noteras att internetbaserade tidskällor inte kan verifieras av NTP, vilket gör att datorn är utsatt för hot.

NTP är hierarkisk och ordnad i stratum. Stratum 0 är timingreferens, medan stratum 1 är en server ansluten till en stratum 0-tidkälla och ett stratum 2 är en dator (eller en enhet) som är ansluten till en stratum 1-server.

Den grundläggande konfigurationen för NTP görs med hjälp av filen /etc/ntp.conf som du måste redigera och placera IP-adressen för stratum 1 och stratum 2-servrar. Här är ett exempel på en grundläggande ntp.conf-fil:

server xxx.yyy.zzz.aaa föredrar (tidsserveradress som time.windows.com)

123.123.1.0 server

server 122.123.1.0-stratum 3

Driftfile / etc / ntp / drift

Den mest grundläggande ntp.conf-filen kommer att lista 2-servrar, en som den vill synkronisera med och en IP-adress för sig själv. Det är bra hushållning att ha mer än en server för referens om man går ner.

En server med taggen "preference" används för en pålitlig källa, så att NTP alltid använder den där servern när det är möjligt. IP-adressen kommer att användas vid problem när NTP ska synkronisera med sig själv. Driftfilen är där NTP bygger en registrering av systemklockans drifthastighet och justerar automatiskt för den.

NTP kommer att justera din systemtid men bara långsamt. NTP väntar åtminstone tio informationspaket innan du litar på tidskällan. För att testa NTP ändras helt enkelt systemklockan med en halvtimme i slutet av dagen och tiden på morgonen ska vara korrekt.

Exakt tid att använda Atomur finns tillgänglig i hela Nordamerika med hjälp av WWVB Atomic Clock tid signal överförd från Fort Collins, Colorado; Det ger möjlighet att synkronisera tiden på datorer och annan elektrisk utrustning.

Den nordamerikanska WWVB-signalen drivs av NIST - Statens institut för standarder och teknik. WWVB har hög sändareffekt (50,000 watt), en mycket effektiv antenn och en extremt låg frekvens (60,000 Hz). För jämförelse sänder en typisk AM-radiostation vid en frekvens av 1,000,000 Hz. Kombinationen av hög effekt och låg frekvens ger radiovågorna från WWVB en hel del studsa, och den här stationen kan därför täcka hela kontinentala USA plus mycket av Kanada och Centralamerika.

Tidskoderna skickas från WWVB med hjälp av ett av de enklaste systemen, och med en mycket låg datahastighet på en bit per sekund. 60,000 Hz-signalen överförs alltid, men varje sekund reduceras den kraftigt under en period av 0.2, 0.5 eller 0.8 sekunder: • 0.2 sekunder med reducerad effekt betyder en binär noll. • 0.5 sekunder med reducerad effekt är en binär. • 0.8 sekunder med reducerad effekt är en separator. Tidskoden skickas i BCD (Binary Coded Decimal) och anger minuter, timmar, årstid och år samt information om sommartid och språngår.

Tiden överförs med hjälp av 53-bitar och 7-separatorer, och tar därför 60 sekunder att sända. En klocka eller klocka kan innehålla en extremt liten och relativt enkel antenn och mottagare för att avkoda informationen i signalen och ställa in klockans tid exakt. Allt du behöver göra är att ställa in tidszonen, och klockan visar rätt tid.

Dedikerad NTP-tidsservrar som är inställda för att ta emot WWVB-tidssignalen finns tillgängliga. Dessa enheter kopplar ihop ett datornätverk som en annan server, endast dessa tar emot tidssignalen och distribuerar den till andra maskiner på nätverket med NTP (Network Time Protocol).

Fram till 1967 den andra definierades med hjälp av jordens rörelse som roterar en gång på sin axel varje 24-timme, och det finns 3,600 sekunder i den timmen och 86,400 i 24.

Det skulle vara bra om jorden var punktlig men i själva verket är det inte. Jordens rotationshastighet förändras varje dag med tusentals nanosekunder, och detta beror i stor utsträckning på vind och vågor som springer runt jorden och orsakar drag.

Under tusentals dagar kan dessa förändringar i rotationshastigheten resultera i att jordens spinn blir osynlig med atomklockorna med hög precision som vi använder för att hålla UTC-systemet (Koordinerad universell tid) tickar över. Av denna anledning övervakas jordens rotation och tidsbestämd med hjälp av de avlägsna blixtarna från en typ av kollapsad stjärna som kallas en quasar som blinkar med en extremt exakt rytm bort många miljoner ljusår bort. Genom att övervaka jordens vridning mot dessa långt borta föremål kan det utarbetas hur mycket rotationen har minskat.

En gång per sekund av avtagande har byggts upp, The International Earth Rotation Service (IERS), rekommenderar a Leap Second att läggas till, vanligtvis i slutet av året.

Andra komplikationer uppstår när det gäller synkroniserings jorden till en tidsplan. I 1905 visade Albert Einsteins relativitetsteori att det inte finns något sådant som absolut tid. Varje klocka, överallt i universum, fästar i en annan takt. För GPS är detta en enorm fråga eftersom det visar sig att klockorna på satelliterna försvinner med nästan 40,000 nanosekunder per dag i förhållande till klockorna på marken, eftersom de är höga över jordens yta (och därmed i ett svagare gravitationsfält) och rör sig snabbt i förhållande till marken.

Och som ljus kan resa fyrtio tusen meter under den tiden kan du se problemet. Einsteins ekvationer som först skrivits ned i 1905 och 1915 används för att korrigera för denna tidsförskjutning, så att GPS kan fungera, planerar att navigera säkert och GPS NTP-servrar för att få rätt tid.