Tidssynkronisering är nu en integrerad del av nätverksadministrationen. Nätverk som inte synkroniseras till UTC-tid (Coordinated Universal Time) blir isolerade; kan inte behandla tidskänsliga transaktioner eller kommunicera säkert med andra nätverk.

UTC-tid har utvecklats för att tillåta hela världen att kommunicera under en enda tidsram och det är baserat på den tid som beräknas av atomur.

För att synkronisera till UTC-tid ansluter många nätverksadministratörer till en Internet-tidkälla och antar att de får en säker källa för UTC-tid. Det finns dock fallgropar till detta och alla nätverk som kräver säkerhet ska aldrig använda Internet som en tidskälla:

1. För att kunna använda en Internet-tidkälla måste en port vidarebefordras i brandväggen. Detta "hål" för att tillåta tidsinformationen att passera kan utnyttjas av någon annan också.
2. NTP (Network Time Protocol) har en inbyggd säkerhetsåtgärd som kallas autentisering som garanterar att en tidkälla är exakt vilken den säger att den är, kan den inte användas över Internet.
3. Internet-tidkällor är helt felaktiga. En undersökning av Nelson Minar från MIT (Massachusetts Institute of Technology) upptäckte att mindre än hälften var tillräckligt nära UTC-tiden för att beskrivas som pålitlig (vissa var minuter och till och med timmar!).
4. Distans över internet kan göra ens en extremt exakt Internet-timingkälla värdelös eftersom avståndet till klienten kan orsaka förseningar.
5. En dedikerad tidsserver kommer att använda en radio av GPS-tidssignal som kan granskas för att garantera dess noggrannhet, ge säkerhet och rättsligt skydd. internet timing källor kan inte.

Dedikerad NTP-tidsservrar erbjuder inte bara större skydd och säkerhet än Internet-tidskällor. De erbjuder också obegränsad noggrannhet med både GPS- och tid- och frekvensradioöverföringarna (t.ex. MSF, DCF eller WWVB) som är korrekta inom några millisekunder UTC-tid.

GPS-tid-servrar är nätverkstidsservrar som tar emot en tidssignal från GPS-nätverket och distribuerar den bland alla enheter i ett nätverk som säkerställer att hela nätverket är synkroniserat.

GPS är en idealisk tidskälla som en GPS-signal finns tillgänglig överallt på jorden. GPS står för Global Positioning System, GPS-nätet ägs av USA: s militär och styrs och drivs av den amerikanska flygvapnet (rymdvinge). Det är emellertid, sedan den sena 1980 öppnades för världens civila befolkning som verktyg för att hjälpa navigering.

GPS-nätverket är faktiskt en konstellation av 32-satelliter som omger jorden, de tillhandahåller inte faktiskt positioneringsinformation (GPS-mottagare gör det) men sänder från sin inbyggda atomklockor en tidssignal.

Denna tidssignal är vad som används för att utarbeta en global position genom att triangulera 3-4-tidssignaler. En mottagare kan ta reda på hur långt och därmed positionen du är från en satellit. I huvudsak är en global positionerings-satellit bara en banbrytande klocka och det är den information som sänds som kan hämtas av en GPS-tidsserver och distribueras bland ett nätverk.

Medan strengt taget GPS-tid inte är densamma som den globala tidsskala UTC (koordinerad universell tid), a GPS-tidsserver konverterar automatiskt tidsformatet till UTC.

En GPS-tidsserver kan ge obruten noggrannhet med nätverk som kan upprätthålla noggrannhet inom några millisekunder av UTC.

Tidssynkronisering är nu en kritisk aspekt av nätverkshantering så att tidskänsliga applikationer kan genomföras från hela världen. Utan korrekt synkronisering skulle datorsystem inte kunna kommunicera med varandra och transaktioner som sätesreservering, internetauktioner och internetbanker skulle vara omöjliga.

För effektiv tidssynkronisering Den globala tidsskala UTC (Samordnad Universal Time) är en förutsättning. Medan ett datanätverk kan synkroniseras till en enskild tidskälla, är UTC anställd av datanät över hela världen. Genom att synkronisera till en UTC-tidskälla kan ett datanät därför synkroniseras med alla andra datanät över hela världen som även använder UTC som tidskälla.

Få en tillförlitlig UTC-tidskälla Det är inte så lätt som det låter. Många nätverksadministratörer väljer att använda en UTC Internet-tidskälla. Medan många av dessa tidskällor är noggranna, kan de vara för långt bort för att ge tillförlitlighet och det finns gott om internetkällor som är väldigt felaktiga.

En annan anledning till att Internet-tidskällor inte ska användas som källa till tidssynkronisering beror på att en Internet-tidskälla ligger utanför en brandvägg och lämnar ett gap i brandväggen för att få timinginformation kan låta ett system vara öppet för missbruk.

Så att UTC-tid kan väljas som en civil tid över hela världen sänder flera nationella fysiklaboratorier en UTC-tidssignal som kan tas emot och utnyttjas som en tidskälla för nätverk. Tyvärr är dock dessa tidssignaler inte tillgängliga i alla länder och även i de områden där en signal finns. de kan ganska ofta hindras av störningar och lokal topografi.

En annan metod för att ta emot en källa för UTC-tid är att använda GPS-satellitnätverket. Strängt taget relierar Global Positioning System (GPS) inte UTC, men det är en tid baserat på International Atomic Time (TAI) med en fördefinierad offset. en GPS NTP klocka kan enkelt konvertera GPS-tiden till UTC för synkroniseringsändamål.

Den största fördelen med att använda GPS är att en GPS-signal är tillgänglig var som helst på planeten, förutsatt att det finns en klar bild av himlen ovan (GPS-sändningar sänds via synfält) så att UTC-synkronisering kan utföras var som helst.

UTC (Coordinated Universal Time) är den globala civila tidsskala som används av miljontals människor, företag och myndigheter över hela världen. UTC är baserat på den tid som beräknas av cesium atomklockor. Dessa klockor är de mest tillförlitliga korrekonomerna på jorden, som kan upprätthålla noggrann tid i flera miljoner år samtidigt som de inte förlorar eller tar en sekund.

Tyvärr är cesiumklockor alltför dyra och känsliga maskiner för att göra det praktiskt för oss alla att ha en men lyckligtvis den tid de berättar överförs av flera länder. Dessa nationers nationella fysiklaboratorier tenderar att sända UTC-tid från dessa klockor med långvåg.

I Storbritannien sänds 60 kHz-sändningen av National Physical Laboratory från en sändare i Anthorn i Cumbria (den var baserad i Rugby till 2007). NPL underhåller ständigt överföringarna och bedömer dess noggrannhet. Medan MSF-signal En brittisk baserad överföring är möjlig att ta emot signalen i vissa delar av Nordeuropa och Skandinavien.

Men på fastlandet i Europa är den starkaste tids- och frekvenssignalen den tyska sändningen från Frankfurt i Tyskland. Den här signalen kallas DCF styrs och underhålls av tyska National Physics Laboratory. Medan Schweiz också har sin egen tids- och frekvenssignal, är den tyska DCF-signalen överlägset den mest använda i Europa.

I USA upprätthålls ett liknande system av NIST (National Institute for Standards and Time) och sänds från Fort Collins, Colorado. Denna signal är känd som WWVB och finns i de flesta delar av Nordamerika (inklusive Kanada).

Japan upprätthåller också sin egen tidssändning (JJY) som är populär i södra Stilla havet och flera andra länder (som Frankrike) har även sina egna signaler, även om dessa tenderar att ha en liten täckning.

Alla dessa tidssignaler fungerar på ett liknande sätt. Signalstyrkan reduceras antingen med 6 och 10 dB eller stängs av under en viss tid innan den återställs i början av varje sekund. Den tid som signalen reduceras indikerar en ström av binära tal med positioneringsmarkörer.
Signalerna arbetar med en 60 kHz-frekvens och har en tids- och datumkod som reläer följande information i binärformat: år, månad, dag månad, veckodag, timme, minut, DUT1 (skillnaden mellan UTC och UT1 som är baserat på jordens rotation). Signalerna vidarebefordrar information om lokal tid som brittisk sommartid.

GPS (Global Positioning System) nätverket har funnits i över trettio år, men det var först sedan 1983 när en koreansk flyglinje av misstag sköt ner, gick USA: s militär, som äger och kontrollerar systemet, överens om att öppna den för civil användning i hopp om att förebygga sådana tragedier .

GPS-systemet är för närvarande världens enda globala navigationssatellitsystem (GNSS), även om Europa och Kina idag utvecklar sina egna (Galileo och GLONASS). GPS, eller ge det sitt officiella namn Navstar GPS bygger på en konstellation mellan 24 och 32 Medium Earth Orbit-satelliter.

Dessa satelliter sänder meddelanden via exakta mikrovågssignaler. Dessa meddelanden innehåller den tid meddelandet skickades, en exakt omlopp för den satellit som skickar meddelandet och den allmänna systemhälsan och de grova banorna för alla GPS-satelliter.

För att utföra en position krävs en GPS-mottagare. Detta tar emot signalen från 4 (eller flera) satelliter. Eftersom satelliterna sänder sin position och tiden meddelandet skickades kan GPS-mottagaren använda tidssignalen och distansinformationen till träning genom triangulationsprocessen exakt var den befinner sig i världen.

GPS och andra GNSS-system kan bara ange platsen så exakt eftersom varje relä raderar information från en inombords atomur. Atomur är så exakta att de antingen förlorar eller tar en sekund i miljoner år. Det är bara denna noggrannhet som gör GPS-positionering möjlig, eftersom en signal som sänds av satelliterna körs med ljusets hastighet (upp till 180,000 miles per sekund) kan en sekunds felaktighet göra platspositionering tusentals mil på fel ställe.

På grund av denna ombordklocka och hög tidsnoggrannhet kan en GPS-satellit användas som källa för UTC (Koordinerad Universal Time). UTC är en global tidsplan baserad på den tid som atomklockor berättar och används över hela världen för att tillåta datanät till alla att synkronisera samtidigt.

Användning av datanät NTP-tidsservrar (nätverksprotokoll) för att synkronisera sina system. En NTP servern ansluten till en GPS-antenn kan ta emot en UTC-tidssignal från satelliten och sedan distribuera bland nätverket.

Att använda läkarna för tidsinformation är en av de mest korrekta och säkra metoderna för att ta emot en UTC-källa med noggrannhet på några millisekunder, som är fullt möjligt.

A NTP-server ansluts till ett datornätverk med syftet att synkronisera alla datorer, routrar och andra enheter till exakt samma tidpunkt. NTP-servrar använder Network Time Protocol för att justera driften av olika maskiner för att matcha referenstiden.

NTP-servrar är beroende av att använda en referensklocka; De flesta nätverk som använder en NTP-server använder en UTC-källa (UTC). UTC är baserat på den tid som beräknas av de otroligt noggranna och dyra atomklockorna.

Atomklockor arbetar med att en enskild atom (i de flesta fall cesium-133) resoneras i en exakt takt vid vissa energinivåer. Noggrannheten hos atomur är så skicklig att UTC utvecklades för att tillåta internationell atomtid (TAI) och Greenwich Meantime (GMT) att kombineras, vilket möjliggör en saktning av jordens rotation genom att lägga till språng sekunder och därför hålla solen vid jordens meridian vid middagstid.

Om man inte tar hänsyn till detta sakta i jordens snurr skulle det leda till att dag och natt eventuellt går i drift (om än i många årtusenden).
A NTP-server kan ställas in för att ta emot en UTC-tidssignal från hela Internet, även om dessa kan variera enormt i noggrannhet och är beroende av relativt nära avstånd från klient och server.

Att förlita sig på en Internetbaserad tidsreferens kan också låta ett nätverk vara öppet för skadliga användare eftersom de inte kan använda NTP-autentisering, vilket är en säkerhetsåtgärd som används för att säkerställa en tidsreferens är vad den säger att den är.

Många dedikerade NTP-servrar är utformade för att få en mer exakt och autentiserad tidsreferens. En metod använder radioöverföringar som sänds av flera nationella fysiklaboratorier som NIST (National Institute for Standards and Technology) i USA (WWVB-signalen) och NPL (National Physical Laboratory) i Storbritannien (MSF-signalen). Dessa signaler sänds i långvåg och kan plockas upp inom sändningsområdet, även om signalerna kan blockeras av lokala geografiska särdrag.

En annan metod för att få en UTC-timingreferens är att använda atomklockorna ombord på GPS-nätverket (Global Positioning System). Medan GPS är mest känt som ett positionssystem, sänder satelliten faktiskt tidpunktsinformation som används av GPS-mottagare för att beräkna den tid det har rest och därmed avståndet.
Medan GPS-signalerna inte sänds i UTC-format är de mycket exakta och NTP har inga problem med att konvertera dem.

De NTP-server kontrollerar tidsstämpeln från UTC-källan och använder informationen för att beräkna om nätverksklockorna drivs och lägger till eller subtraherar en sekund för att matcha referensklockan. NTP-servern gör det med bestämda intervaller, normalt var 15: e minut för att säkerställa perfekt noggrannhet.

NTP är korrekt inom 1 / 100th av en sekund (10 millisekunder) över det offentliga Internetet och kan fungera ännu bättre över LAN och WANS med noggrannheter av 1 / 5000th av en sekund (200 mikrosekunder) inte oöverträffad.

För att säkerställa ytterligare noggrannhet kör NTP-tjänsten (eller daemon på Linux) i bakgrunden och tror inte på den tid det berättas förrän efter flera utbyten och var och en har gått igenom en protokollspecifikation (ett test), övervägas servern. Det tar vanligtvis cirka fem bra exempel) tills en NTP-server accepteras som en tidkälla.

De NTP-server är en integrerad del av det moderna datornätverket. Utan nätverkstidsprotokoll och NTP-tidsservrar många av den moderna funktionaliteten hos datorer som vi tar för givet som online-bokning, internethandel och satellitkommunikation skulle vara omöjliga.

Synkronisering i datorer behandlas av NTP. NTP- och NTP-servrar använder en enda tidsreferens för att synkronisera alla maskiner i ett nätverk till den tiden. Denna tidsreferens kan faktiskt vara allt som tiden på armbandsur kanske. Synkronisering är dock meningslös om inte en UTC (koordinerad universell tid) tidskälla används som UTC har utvecklats för att låta hela världen synkronisera samtidigt, vilket möjliggör en verklig global synkronisering.

UTC är baserat på tiden som atomklockor berättar även om kompensationsåtgärder som Leap Seconds läggs till UTC för att hålla den inline med Greenwich Meantime (GMT).

Atomklockor är väldigt dyra och extremt känsliga utrustningar och inte sorts saker som kan hysas på kontorserverrummet. Lyckligtvis kan en NTP-server ta emot en UTC-tidskälla från flera olika platser.

Internet är kanske den mest använda källan till tidsreferenser. Tyvärr är det dock dra fördel att använda Internet för en tidkälla. För det första kan Internet-tidkällorna inte verifieras. Autentisering är en säkerhetsåtgärd som används av NTP för att kontrollera att tidkällan är äkta. För det andra måste ett hål lämnas öppet i nätverks brandvägg, vilket innebär att säkerhetsnivån kompromissas. För det tredje är Internet-timingkällor notoriskt felaktiga och de som inte är kan ofta vara för långt borta från en klient för att ge någon användbar precision.

Om säkerhet och hög noggrannhet i UTC-tid inte är nödvändig kan Internet dock erbjuda en enkel och prisvärd lösning.

En mycket säkrare metod för att få en UTC-timingreferens är att använda den specialiserade nationella tid- och frekvensöverföringen från flera länder. Storbritannien (MSF), USA (WWVB), Tyskland (DCF) och Japan (JJY) har alla en lång vågtidssignal. Medan dessa signaler är begränsade i intervall och styrka, där de är tillgängliga, utgör de en ideell tidkälla, eftersom radiomottagaren kan välja dessa signaler uppifrån inuti en byggnad. Dessa överföringar kan också autentiseras, vilket ger en hög säkerhetsnivå.

Den tredje och kanske enklaste lösningen är att använda en GPS NTP-server. Dessa använder signalerna från Global Positioning System som innehåller tidsinformation. Detta är idealiskt eftersom GPS-signalen kan tas emot bokstavligen var som helst i världen, så om det inte finns någon radioöverföring ditt område så kommer GPS-nätverket att ge en säker och autentiserad lösning.

Den enda nackdelen med GPS är att en antenn måste ha en bra utsikt över himlen och måste därför placeras på taket. Detta har uppenbarligen logistiska nackdelar om serverrummet ligger i källaren av en skyskrapa.

Vid val av en tidskälla är det viktigaste att komma ihåg var NTP-server kommer att ligga. Om det är inomhus och det finns ingen möjlighet att springa och antennen på taket så skulle radiosändningarna vara det bästa alternativet. Om det inte finns någon radioöverföring i ditt land / område eller signalerna blockeras av lokal topografi är GPS en idealisk lösning.

Men om noggrannhet och säkerhet inte är ett problem skulle Internet vara den mest uppenbara lösningen.

A NTP GPS-server är en typ av tidsserver som använder Network Time Protocol (NTP) som en metod för att synkronisera tiden på nätverksenheter och datorer efter att ha mottagit en tidssignal från sitt GPS-nätverk.

GPS-nätverket (Global Positioning System) är en konstellation av satelliter som ägs och drivs av USA: s militär. De flesta människor är medvetna om GPS som ett hjälpmedel för satellitnavigering. I själva verket är grunden för de sändningar som sänds av GPS-satelliterna en tidssignal. Denna tidssignal alstras av satellitens ombord atomur. Det är denna information som ett satellitnavigeringssystem tar emot och beräknar genom triangulering avståndet från satelliterna.

Denna tidssignal är det som används av en NTP GPS-server som en referens till att synkronisera ett nätverk också. NTP distribuerar sedan den här tiden till alla routrar och datorer på det nätverket.

A NTP GPS-server består av en GPS-mottagare, GPS-antenn och NTP-programvara. GPS-antennen ska vara belägen på ett tak som ger den bästa möjligheten att ta emot överföringarna från satelliterna.

GPS-mottagaren omvandlar sedan denna information till tidsinformation som kan läsas och distribueras av NTP.

Medan atomklockorna ombord sänder GPS-satelliterna inte en UTC-tidskod (Coordinated Universal Time). NTP har emellertid förmågan att konvertera atomur från satelliterna till UTC. Detta gör att datanätverk kan synkroniseras till samma universella tidskälla oavsett var de befinner sig i världen.

Med hjälp av en dedikerad NTP-GPS-server kan ett nätverk synkroniseras till inom några millisekunder av UTC-tid med noggrannhet av några hundra nanosekunder möjliga via LAN.

GPS (Global Positioning System) är ett globalt navigationssatellitsystem (GNSS) som styrs och drivs av Förenta staterna.

GNSS-system arbetar med att använda satelliter flera tusen mil över jordens yta som stråltidpunktinformation ner till en GNSS-mottagare (som satellitnavigeringsenheten i våra bilar). Det är denna information som används av GPS-mottagaren att triangulera en exakt position. De kan bara göra detta genom att ha ombord sin egen mycket exakta atomur som avstånd satelliterna är borta från jorden, till och med en otillräcklighet på en sekund eller två kan innebära att en satellitnavigationsplats kan vara miles out.

Som en konsekvens av att ha denna korrekta tidskälla kan GPS och den nya sorten av GNSS-system alla användas för att få en absolut eller UTC (Universal Coordinated Time) tidskälla. Denna tidskälla kan användas av datanätverk som kör a NTP-server (Network Time Protocol) för att synkronisera alla maskiner och enheter samtidigt.

NTP är ett protokoll som är utformat för att synkronisera datorer och nätverksenheter till en extern tidsreferens.

GPS är en idealisk referens för tid och frekvens eftersom det kan ge mycket exakt tid överallt i världen med relativt billiga komponenter. Varje GPS-satellit sänder i två frekvenser L2 för militär användning och L1 för användning av civila överförda vid 1575 MHz. Lågpris GPS-antenner och mottagare är nu allmänt tillgängliga och dedikerade NTP-GPS-servrar är nu relativt låga kostnader.

Radiosignalen som sänds av satelliten kan passera genom fönster men kan blockeras av byggnader så den idealiska platsen för en GPS-antenn är på ett hustak med en god sikt mot himlen. Ju fler satelliter den kan ta emot från desto bättre signal. Däremot kan takmonterade antenner vara benägna att blixtnedslag eller andra spänningsstötar så en suppressor starkt rekommenderar installeras inline på GPS-kabeln.

A NTP GPS-server Det är idealiskt att tillhandahålla NTP-tidsservrar eller fristående datorer med en mycket exakt extern referens för synkronisering. Även med relativt låg kostnad utrustning kan noggrannheten av hundra nanosekunder (en nanosekund = en miljardt sekund) rimligen uppnås med hjälp av GPS som en extern referens.

Vi är alla vana vid satellitnavigering nu. Fler och fler människor installerar de lilla svarta lådorna i sina bilar och slänger bort sina gamla papperskartor. Fördelarna med satellitnavigering är många gånger - från ständiga uppdateringar, vilket gör att kartorna som är aktuella för att kunna stifta din plats mil från några landmärken eller vägskyltar, men GPS har fler användningsområden än att bara triangulera en position för riktning, kan den användas för att ge information om tid och frekvens över hela världen.

Sedan den tidiga 1990 har Global Positioning System (GPS) varit världens enda fullt fungerande Global Navigation Satellite System (GNSS). Kör av den amerikanska militären, har GPS (ibland kallad NAVSTAR) tillåtit exakt timing och plats att hitta över hela världen.

För att noggrant hitta en plats kräver alla GNSS-system en absolut tidskälla, det är en tidskälla som är så exakt som mänskligt möjligt, t.ex. från en atomur. Utan att veta exakt vad tiden är en GNSS-satellit skulle inte kunna stifta en punkt korrekt (eftersom jorden, satelliterna och människorna alla rör sig om en plats endast kan definieras av en position och tid). På grund av satelliternas avstånd från jorden kan även en otillräcklighet av en sekund eller två innebära att en satellitnavplats kan vara miles out.

Av denna anledning har varje satellit en mycket exakt klocka ombord vilket också kan användas av NTP (Network Time Protocol) -servrar för att synkronisera datornätverk. GPS är en idealisk tid och frekvenskälla eftersom den kan ge mycket exakt tid överallt i världen med relativt billiga komponenter.

En GPS-mottagare avkodar signalen som skickas från GPS-antennen till ett datorläsbart protokoll som kan användas av de flesta tidsservrar och operativsystem inklusive Windows, LINUX och UNIX.

GPS-mottagaren utmatar också en exakt puls varje sekund som GPS NTP-servrar och datortidsservrar kan använda för att ge extremt exakt timing. Puls per sekund timing på de flesta mottagare är korrekt inom 0.001 av en sekund av UTC (Coordinated Universal Time eller Temps Universal Coordonné).

GPS är idealisk för att tillhandahålla NTP-tidsservrar eller fristående datorer med en mycket exakt extern referens för synkronisering. Även med relativt låg kostnad utrustning kan noggrannheten av hundra nanosekunder (en nanosekund = en miljardt sekund) rimligen uppnås med hjälp av GPS som en extern referens.

I 2002 enades Europeiska rymdorganisationen och Europeiska unionen om att bygga Europas egna GNSS, Galileo. För att konkurrera med de nya och mer avancerade GNSS-teknologierna, uppdateras GPS-programmet för närvarande och det förväntas att när Galileo börjar reläera signaler, blir båda systemen interoperabla vilket möjliggör ännu mer noggrannhet i tid och positionering.