NTP-tidsservrar (Network Time Protocol) är en viktig aspekt av något dator- eller tekniknätverk. Så många applikationer kräver noggrann timinginformation som misslyckas med att synkronisera ett nätverk tillräckligt och exakt kan leda till alla möjliga fel och problem - speciellt när man kommunicerar med andra nätverk.

Noggrannhet, när det gäller tidssynkronisering, betyder bara en sak - atomur. Ingen annan metod att hålla tiden är lika exakt eller tillförlitlig som en atomur. I jämförelse med en elektronisk klocka, som en digital klocka, som kommer att förlora upp till en sekund om dagen - kommer en klocka att vara exakt till en sekund under 100,000 år.

Atomklockor är inte något som kan vara inrymt i ett genomsnittligt serverrum dock; atomklockor är väldigt dyra, ömtåliga och kräver heltidstekniker att kontrollera så är de vanligtvis bara i storskaliga fysiklaboratorier som de som drivs av NIST (National Institute of Standards and Time - USA) och NPL (National Physical Laboratory - Storbritannien).

Att få en källa till exakt tid från en atomur är relativt lätt. För en säker och pålitlig klocka till klockan är det bara två alternativ (internet kan varken beskrivas som säkra eller tillförlitliga som källa till tid):

• GPS-tid
• UTC-tid sänds på långvåg

GPS-tid, från USA: s Global Positioning System, är ett tidsstämpel som genereras ombord på atomklockorna på satelliterna. Det finns en distinkt fördel att använda GPS som en källa till tid: den är tillgänglig var som helst på planeten.

Allt som krävs för att ta emot och utnyttja GPS-tid är en GPS-tidsavbrott och antenn; En bra klar utsikt över himlen behövs också för en säker signal. Medan inte strikt UTC-tid (Koordinerad universell tid) sänds via GPS (UTC har haft 17-steg sekunder tillsatt sedan satelliterna lanserades) Tidstämpeln inkluderade den information som behövs för NTP för att konvertera den till universaltidstandarden.

UTC sänds emellertid direkt från fysiklaboratorierna och är tillgänglig med hjälp av en radio refererad NTP-server. Dessa signaler är inte tillgängliga överallt, men i USA (signalen kallas WWVB) och det mesta av Europa (MSF och DCF) omfattas. Även dessa är mycket noggranna atomklocka genererade tidskällor och eftersom båda metoderna kommer från en säker källa kommer datornätverket att förbli säkert.

När du ställer in klockan till kanske pratklockan eller tiden på internet har du någonsin undrat vem det är som sätter klockorna och kontrollerar att de är korrekta?

Det finns ingen enda mästerklocka som används för världens tidpunkt men det finns en konstellation av klockor som används som grund för ett universellt timing system som kallas UTC (Koordinerad universell tid).

UTC gör det möjligt för alla världens datanät och annan teknik att prata med varandra i perfekt synkronisitet vilket är avgörande för den moderna världen av internethandel och global kommunikation.

Men som nämnts kontrollerar UTC inte ner till en mästerklocka, i stället arbetar en seriös precisionsklockor baserade i olika länder tillsammans för att producera en tidkälla som är baserad på den tid som alla berättar för.

Dessa UTC timekeepers inkluderar sådana anmärkningsvärda organisationer som USA: s nationella institut för standarder och tid (NIST) och Storbritanniens nationella fysiska laboratorium (NPL) bland andra.

Dessa organisationer hjälper inte bara till att UTC är så noggrann som möjligt, men de ger också en källa till UTC-tid tillgänglig för världens datanät och -teknik.

För att ta emot tiden från dessa organisationer, a NTP tidsserver (Network Time Server) krävs. Dessa enheter tar emot sändningarna från platser som NIST och NPL via långvågsradioöverföringar. De NTP-server distribuerar sedan tidssignalen över ett nätverk, justerar individuella systemklockor för att säkerställa att de är lika korrekta till UTC som möjligt.

En enda dedikerad NTP-server kan synkronisera ett datanätverk med hundratals och till och med tusentals maskiner och noggrannheten hos ett nätverk som är beroende av UTC-tid från sändningarna av NIST och NPL kommer också att vara mycket exakt.

NIST-tidssignalen är känd som WWVB och sänds från Boulder Colorado i hjärtat av USA medan Storbritanniens NPL-signal sänds i Cumbria i norra England och är känd som MSF - Andra länder har liknande system inklusive DSF-signal sänds ut från Frankfurt, Tyskland.

DCF 77-signalen är en långvågsöverföringssändning vid 77 KHz från Frankfurt i Tyskland. DCF-77 överförs av Physikalisch-Technische Bundesanstalt, det tyska nationella fysiklaboratoriet.

DCF-77 är en exakt källa till UTC-tid och genereras av atomur som säkerställer dess precision. DCF-77 är en användbar tidskälla som kan antas över hela Europa av tekniker som behöver en exakt tidsreferens.

Radiokontrollerade klockor och nätverk tidsservrar ta emot tidssignalen och om tidsservrar distribuerar denna tidssignal över ett datornätverk. Det mesta datornätverket använder NTP för att distribuera DCF 77-tidssignalen.

Det finns fördelar med att använda en signal som DCF för tidssynkronisering. DCF är långvåg och är därför mottaglig för störningar från andra elektriska apparater, men de kan tränga in i byggnader som ger DCF-signalen en fördel jämfört med den andra UTC-källan som normalt är tillgänglig - GPS (Global Positioning System) - vilket kräver en öppen vy över himmel för att ta emot satellitöverföringar.

Andra långvågsradosignaler finns i andra länder som liknar DCF-77. I Storbritannien sänds MSF-60-signalen av NPL (National Physical Laboratory) från Cumbria medan NIST (National Institute of Standards and Time) sänder WVBB-signalen från Boulder, Colorado.

NTP-tidsservrar är en effektiv metod för att ta emot dessa långvågsöverföringar och sedan använda tidskoden som en synkroniseringskälla. NTP-servrar kan få DCF, MSF och WVBB samt många av dem kan även ta emot GPS-signalen.