Att hålla datanätverk korrekta och synkroniserade kan inte betonas tillräckligt mycket. Noggrann tid är nödvändig i den moderna globala ekonomin, eftersom datanät över hela världen måste ständigt prata med varandra.

Att misslyckas med att säkerställa att ett nätverk är korrekt och exakt kan leda till huvudvärk efter huvudvärk: transaktioner kan misslyckas, data kan gå vilse och felloggning och felsökning kan vara praktiskt taget omöjligt.

Atomur

Atomklockor utgör grunden för den globala tidsskalaen - UTC (Koordinerad Universal Time). UTC används över hela världen genom teknik och datanätverk som gör det möjligt för hela kommersiella och tekniska världen att kommunicera i synkronisitet tillsammans.

Men som atomur är högteknologiska (och dyra) hårdvaror som kräver ett team av tekniker att kontrollera - vart får människor en källa till en sådan exakt tid?

Svaret är ganska enkelt; atomklockans tidsstämplar sänds av fysiklaboratorier och är avlaible från en mängd källor - hålls exakta vid tidsprogrammet NTP (Network Time Protocol).

NTP Time Servers

Den vanligaste platsen för klockor för atomur genererad UTC är internet. En hel mängd online-tidsservrar är tillgängliga för synkronisering men dessa kan variera i precision och precision. Vidare kan användandet av en källa till internettid skapa sårbarheter i nätverket eftersom brandväggen måste tillåta dessa tidsstämplar och kan därför utnyttjas av virus och skadlig programvara.

Den överlägset säkraste och korrekta metoden för att få en klocka till atomur genererad tid är att använda GPS-nätverket (Global Positioning System).

GPS-tid-servrar är unika genom att så länge det finns en klar bild av himlen kan de få en källa till tid - var som helst på jorden, 24 timmar om dagen, 365 dagar om året.

De är också mycket exakta med en singel GPS NTP tidsserver kunna synkronisera hela nätverk till bara några millisekunder av UTC.

Datorer avanceras till en anmärkningsvärd takt; I själva verket antar datorer dubbelt i kraft, hastighet och minne vart femte år, och med sådana tekniska framsteg antar många att klockorna som styr datorns tid är lika kraftfulla.

Men ingenting kunde vara längre ifrån sanningen; De flesta systemklockor är kristalloscillatorer som är benägna att driva, vilket är anledningen till detta datortidssynkronisering är så viktigt.

I modern databehandling är nästan varje aspekt av att hantera ett nätverk beroende av tiden. Timestamps är den enda referensramen som en dator måste kontrollera om en händelse har inträffat, beror på eller borde inte inträffa.

Från debugging, för att genomföra tidskänsliga transaktioner via internet, är exakt tid viktigt. Men hur exakt måste det vara?

Koordinerad universell tid

Samordnad universell tid (UTC) är en global tidsskala härrörande från atomur. UTC har utvecklats för att låta tekniska enheter, såsom datanät, kommunicera med en enda gång.

De flesta datanätverk använder tidsservrar som regleras av NTP (Network Time Protocol) för att distribuera UTC över nätverket. För de flesta applikationer är noggrannhet inom några hundra millisekunder tillräcklig - men att uppnå denna noggrannhet är var svårigheten ligger.

Få en exakt tidskälla

Det finns flera alternativ för att synkronisera ett nätverk till UTC. För det första finns det internet. Internet är överflödigt med tidsservrar som proklamerar för att ge en exakt källa till UTC. Undersökningar av dessa onlinekällor visar dock att många av dem är helt felaktiga att vara sekunder, minuter och till och med dagar ut.

Och även de mest exakta och respekterade källorna från NIST (National Institute of Standards and Time) och Microsoft, kan variera beroende på avståndet ditt nätverk är borta.

Dedikerade tidsservrar

Dedikerad NTP-tidsservrar använd en mer direkt metod för att uppnå exakt synkronisering. Använda atomklockor, antingen från GPS-satellitnätet eller från fysiklaboratorier (som NIST och UKs NPL); tiden är strålad direkt till NTP tidsserver som är ansluten till nätverket.

Eftersom dedikerade enheter som denna tar emot tiden direkt från atomur, är de otroligt korrekta, vilket gör att hela nätverket kan synkroniseras till inom några få millisekunder av NTP.

Medan GPS är vanligt förknippat med satellitnavigering och wayfinding, bygger många teknologier och datanät på GPS-satellitsystemet för en källa av korrekt tid.

GPS-tid-servrar använda atomklockorna ombord på de globala positerande satelliterna och använd denna stabila och exakta tidskälla som grund för deras NTP-synkronisering (Network Time Protocol)

GPS har blivit den föredragna källan till klockan för många nätoperatörer. Det finns andra metoder där UTC (Coordinated Universal Time) kan användas; radiosignaler och över internet för att bara nämna två källor, men ingen är lika säkra eller lättillgängliga som GPS.

Till skillnad från radiosignaler är GPS tillgänglig överallt på planeten, är aldrig nere för planerat underhåll och är inte vanligt sårbart för störningar. Det har inte några säkerhetsimplikationer som att ansluta över en internet-brandvägg till en online-tidsserver kan.

Men det betyder inte att GPS är helt oskadlig som senaste nyhetsrapporterna har föreslagit.
Det har nyligen rapporterats att en solskyddspot (Sunspot 1092) har storleksanpassat jorden och en massiv koronalutkastning (solar flare), som beskrivs i pressen som en "solsunami" som föreslogs vara stor nog för satelliter och vrak kraft och kommunikationsnät.

Solaktivitet, som solstrålar och solfläckar (utstötta heta plasmer av plasma och strålning från solen) har länge varit kända för att kunna skada och till och med inaktivera satelliter.

GPS är särskilt sårbar på grund av geostationära satellits höga banor (några 22,000 miles upp), vilket lämnar dem oskyddade av jordens magnetfält.

Efter den senaste solaktiviteten har det dock inte rapporterats skador på GPS-systemet, men eftersom så många människor är beroende av satellitnavigering och GPS-tid för NTP-servrar kan en framtida solstorm leda till förödelse på jorden?

Jo det korta svaret är ja. GPS-satelliter har varit i omlopp i flera decennier och medan överflödiga satelliter introducerades i systemet har många använts på grund av tidigare misslyckanden och det skulle bara ta ett par handikappade satelliter för att orsaka verkliga problem för nätverket.

Lyckligtvis finns hjälp som européer, ryssar och kineser alla arbetar på sina egna GPS-ekvivalenter som borde fungera hand i hand med det amerikanska GPS-nätverket som gör det möjligt för GPS-mottagare att välja och välja mellan alla fyra GNSS-nätverk (Global Navigation Satellite System) som säkerställer att även om en väldigt våldsam solstorm träffar i framtiden kommer det att finnas mer än tillräckligt med geo stationära satelliter för att säkerställa ingen signalförlust.

Tidssynkronisering blir allt mer relevant eftersom vi blir mer beroende av internet. Med så många tidskänsliga transaktioner som genomförs över hela världen, från bank och handel till att skicka e-post, är rätt och korrekt tid avgörande för att förebygga fel och säkerställa säkerheten.

Allt fler använder sig allt fler av källor till internettid, särskilt med många av de moderna smakerna i Microsofts Windows som Windows 7 med NTP och tidssynkronisering färdigheter som redan installerats.

Windows 7 och tidssynkronisering

Windows 7 kommer rakt ut ur rutan att försöka hitta en källa till internettid; Men för en nätverksmaskin betyder det inte nödvändigtvis att datorn kommer att synkroniseras exakt eller säkert.

Internetkällor kan vara helt opålitliga och osäkra för ett modernt datornätverk. Internet tid måste komma igenom brandväggen och som ett klyfta kvarstår för att dessa tidskoder ska komma igenom, kan skadlig programvara även dra nytta av detta brandväggshål.

Inte bara kan exaktheten hos dessa enheter variera beroende på avståndet från ditt nätverk men också en internetkälla kommer mycket sällan direkt från en atomur.

Faktum är att de flesta internetkällor är kända som stratum 2-enheter. Det innebär att de ansluter till en annan enhet - en stratum 1-enhet - nämligen a NTP tidsserver som får tiden direkt från klockan och sänder den till stratum 2-enheten.

Stratum 1 NTP-tidsservrar

För sann noggrannhet och säkerhet finns det ingen ersättning för ditt nätverk stratum 1 NTP-server. Dessa enheter är inte bara säkra, de tar emot en tidskälla externt till brandväggen (ofta med GPS) men de mottar även dessa signaler direkt från atomur (GPS-satelliten som sänder denna signal har en ombord atomur som genererar tiden.

Att säkerställa att ditt nätverk är synkroniserat är en viktig del av modern databehandling. Underlåtenhet att göra det och att ha olika maskiner som berättar olika tider är ett recept på katastrof och kan orsaka otaliga problem, för att inte göra det nästan omöjligt att felsöka eller logga fel.

Och det är inte bara ditt eget nätverk du behöver synkronisera till heller. Med så många nätverk som pratar med varandra är det viktigt att alla nätverk synkroniseras till samma tidsskala.

UTC (Coordinated Universal Time) är bara en global tidsskala. Det styrs av en internationell konstellation av atomur och gör det möjligt för datorer över hela världen att prata med varandra i perfekt synkronisitet.

Men hur synkroniserar du med UTC?

Internet är överflödigt med källor till internet tid. De flesta moderna operativsystem, särskilt i Windows-smaken, ställs in för att göra det automatiskt (bara genom att klicka på fliken tid / datum på klockmenyn). Därefter kontrollerar datorn regelbundet tidsservern (vanligtvis hos Microsoft eller NIST, även om andra kan användas) och justera datorn för att säkerställa dess matcher.

De flesta internet tidsservrar är kända som stratum 2-enheter. Det betyder att de tar tid från en annan enhet, men var börjar tiden komma ifrån?

NTP-tidsservrar

Svaret är att någonstans på stratumträdet kommer en stratum 1-enhet. Detta kommer att bli en tidsserver som tar emot tiden direkt från en klockklocka. Ofta är det här med GPS men det finns radiostrålade alternativ i flera länder. Dessa stratum 1 NTP (Network Time Protocol) -tidsservrar ger sedan stratum 2-enheterna rätt tid - och dess enheter får vi vår internettid från.

Nackdelar till Internet tid

Det finns flera nackdelar med att förlita sig på Internet för tidssynkronisering. Noggrannhet är en övervägning. Normalt ger en stratum 2-enhet tillräckligt med precision för de flesta nätverk; Men för vissa användare som behöver höga noggrannhet eller hantera många tidskänsliga transaktioner kanske en stratum 2-tidsserver kanske inte är tillräckligt noggrann.

Ett annat problem med internettidsservrar är att de kräver en öppen port i brandväggen. Att hålla NTP-åtkomst på UDP-porten 123 öppen hela tiden kan leda till säkerhetsproblem, särskilt eftersom internetkällor inte kan verifieras eller garanteras.

Använda en Stratum 1 NTP Time server

Stratum 1 NTP-tidsservrar kan enkelt installeras på de flesta nätverk. Inte bara kommer de att ge en högre exakt tidskälla, men eftersom de tar emot tiden externt (från GPS eller radio) är de mycket säkra och kan inte kapas av skadliga användare eller viral programvara.

Förenade kungarikets tid och frekvenssignal, MSF, som tillhandahålls av National Physical Laboratory ut ur Cumbria, kommer att vara nere för väsentligt underhåll på 26 och 27 juli.

Den oförutsedda driftstoppen är att möjliggöra väsentligt underhåll som ska utföras i säkerhet. MSF-sändaren kommer att sluta sända MSF-signalen på 26 och 27 juli mellan 08.00 och 20.00 (BST - 07: 00 GMT / UTC), även om det är möjligt att underhållet kan slutföras före schemat, i vilket fall signalen kommer att sättas på tidigare .

Framtida underhåll är planerat för följande tider när signalen också stängs av:

• 9 September 2010 från 10: 00 BST till 14: 00 BST
• 9 December 2010 från 10: 00 UTC till 14: 00 UTC
• 10 Mars 2011 från 10: 00 UTC till 14: 00 UTC

Problem för tidssynkronisering

Generellt sett mest NTP-tidsservrar bör kunna upprätthålla en stabil tid under dessa korta störningar och användare av MSF-tidssynkroniseringsanordningar bör inte uppleva några svårigheter med brist på MSF-signal.

Men de användare som kräver höga noggrannhet och pålitlighet och finner MSF-störningar påverkar dem kanske borde se till GPS NTP-server.

GPS-tid-servrar ta emot sina tidssignaler från GPS-nätverket som är tillgängligt 24 timmar om dagen, 365 dagar om året och upplever aldrig några avbrott.

Exakt och exakt tid blir alltmer en nödvändighet för datorsystem. Från företagsnätverk till allmännyttiga teknologier som bankomat, trafikljus eller CCTV-kameror - exakt tid är det som håller dem tjuka.

Felaktig eller osynkroniserad tid är grundorsaken för många tekniska nedbrytningar och fel. Om du inte synkroniserar ett trafikljussystem kan till exempel allvarlig förvirring av ljuset byta vid fel tid - och konsekvenserna för system som hör till industrier som flygkontroll kan bli ännu värre.

Och till och med ett vanligt datanätverk som det som används på de flesta kontor kräver korrekt synkronisering för att förhindra fel, aktivera felsökning och för att säkerställa att systemet är säkert.

De flesta systemadministratörer är nu medvetna om vikten av noggrann och exakt tidssynkronisering, men att få en källa till korrekt tid är ofta där många människor gör misstag.

Många nätverksadministratörer är medvetna om tidsprotokollet NTP (Network Time Protocol) som används för att säkerställa korrekt synkronisering mellan datorer.

Men många administratörer gör misstaget att använda en källa till tid från över internet för att distribuera med NTP - en vanlig fallgrop som kan få katastrofala följder.

Internet är inte den bästa källan till tine. Medan det är sant, många online NTP-servrar finns som källa till atomtid eller UTC (koordinerad universell tid) men är de korrekta. Sanningen är att det är nästan omöjligt att veta. Internet tidskällor kan påverkas av kundens avstånd (nätverket) från tidskällan - det kan inte heller verifieras av NTP.

Ännu viktigare, internetkällor fungerar via brandväggen som kan tillåta att tidssignalen kapras av skadliga program.

Den enda säkra och korrekta metoden för att synkronisera ett datornätverk eller annat tekniskt system är att använda en NTP-server. Dessa enheter mottar en extern klocktidssignal ofta med GPS eller till och med via radiosändningar.

Dessa signaler kommer direkt från atomur så är mycket exakta de kan inte heller kapas eftersom de inte är anslutna till internet.

Skriven av Richard Williams för Galleon Systems

Noggrannhet i tidsåtgärder blir för evigt allt viktigare i den moderna globala ekonomin. Branscher och affärer runt om i världen kommunicerar nu ofta med varandra trots tidszonskillnaderna.

Det var en tid då några eller flera minuter här eller det var sällan fråga, men nu vet vi exakt vilken tid det har blivit allt viktigare, eftersom konferenssamtal och webben över internet är planerade som en del av regelbunden verksamhet.

Global Timescale

Lyckligtvis för att förhindra huvudvärk att arbeta ut alla de olika tidszoner du kanske måste hantera finns det en global tidsplan som nu antas av det globala samhället. UTC (Coordinated Universal Time) är en atomurstyrd tid som används globalt och hålls exakt och exakt av fysiklaboratorier runt om i världen.

UTC möjliggör korrekt kommunikation och formulär och används av många avancerade teknologier för att säkerställa noggrannhet, såsom nätverks-tidsservern (NTP-server - Network Time Protocol). Ofta mottar dessa enheter UTC-tiden direkt från atomklockor tack vare radiosändningar från personer som NIST (USA: s nationella institut för standarder och tid) och NPL (Storbritanniens nationella fysiska laboratorium)

Atomväggar

Och när det gäller människor som berättar tiden, kan samma radiosignaler också användas av en atomväggur. Atomväggar, trots vad namnet antyder, är inte atomur. I grunden består de av en vanlig klockanordning och en radioantenn och mottar. Atomklockans signaler som sänds av fysiklaboratorierna kan tas emot och klockan justerar sig regelbundet för att säkerställa att klockan är korrekt på UTC till den andra.

Du behöver inte att jag berättar för dig hur viktigt datanätets synkronisering är. Om du läser detta är du noga medveten om vikten av att alla dina datorer, routrar och enheter i ditt nätverk körs samtidigt.

Misslyckande med att synkronisera ett nätverk kan orsaka alla möjliga problem, även om det saknas synkronisitet kan problemen bli obemärkta eftersom felfel och felsökning av ett nätverk kan vara omöjligt utan en synkroniserad tid.

Det finns flera alternativ för att hitta en källa till korrekt tid också. De flesta tidskällor som används för synkronisering är en källa till UTC (Coordinated Universal Time) som är den internationella tidsplanen.
Det finns dock pro och con till alla källor:

Internet tid

Det finns ett oändligt antal källor till UTC-tid på internet. Några av dessa tidskällor är helt ogynnsamma och opålitliga men det finns vissa betrodda källor som utges av människor som NIST (National Institute for Standards and Time) och Microsoft.

Oavsett hur betrodat tidskällan är det dock två problem med internetkällor. För det första är en Internet-tidsserver faktiskt en stratum 2-enhet. Med andra ord är en internet-tidsserver ansluten till en annan tidsserver som får sin tid från en atomklocka, vanligtvis från en av källorna nedan. Så en internetkälla kommer aldrig att vara lika exakt eller exakt som att använda en stratum 1-tidsserver själv.

För det andra, och ännu viktigare, drivs internetkällor genom brandväggen så att en eventuell säkerhetsbrott är tillgänglig för alla skadliga användare som vill utnyttja de öppna portarna.

GPS-tid

GPS-tiden är mycket säkrare. Det är inte bara en GPS-tidssignal tillgänglig någonstans med en synvinkel av himlen, men även GPS-tidssignaler kan mottas externt till nätverket. Genom att använda en GPS-tidsserver GPS-tidssignalerna kan tas emot och med hjälp av NTP (Network Time Protocol) kan denna tid konverteras till UTC (GPS-tiden är för närvarande 17 sekunder exakt bakom GPS-tid) och distribueras sedan runt nätverket.

MSF / WWVB Time

Radiosändningar i långvåg överförs av flera nationella fysiklaboratorier. NIST och Storbritanniens NPL är två sådana organisationer och de sänder UTC-signalerna MSF (UK) och WWVB (USA) som kan tas emot och utnyttjas av en radio refererad NTP-server.

"Tiden är det som förhindrar allt att hända på en gång", säger den framstående fysikern John Wheeler. Och när det gäller datorer kunde hans ord inte vara mer relevanta.

Timestamps är den enda metoden som en dator måste fastställa om en händelse har inträffat, menas att det uppstår eller inte borde inträffa ännu. För en hemdator är datorn beroende av den inbyggda klockan som visar tiden på hörnet av operativsystemet, och för de flesta hemanvändningar är detta tillräckligt tillfredsställande.

Men för datanät som måste kommunicera med varandra kan förlängning i enskilda systemklockor orsaka otvunna problem:

Alla klockor går och datorklockor är inte annorlunda och problem uppstår när två maskiner drivs med olika hastigheter, eftersom tiden inte matchar. Det här utgör en överraskning för en dator eftersom det är osäkert om vilken tid att tro och tidskritiska händelser kan misslyckas och även enkla uppgifter som att skicka ett e-postmeddelande kan orsaka förvirring på ett nätverk.

Av dessa anledningar, tidsservrar brukar användas för att ta emot tiden från en extern källa och distribuera den runt nätverket. De flesta av dessa enheter använder protokollet NTP (Network Time Protocol) som är utformat för att tillhandahålla en metod för synkronisering av tid på ett nätverk.

Tidsservrar är dock bara lika bra som den tidskälla som de litar på och när det finns ett problem med den källan, kommer synkroniseringen att misslyckas och problemen ovan kan uppstå.

Den vanligaste orsaken till misslyckad tidsserver eller felaktighet är beroende av internetbaserade tidskällor. Dessa kan inte verifieras av NTP eller garanteras vara exakta och de kan också leda till säkerhetsproblem med brandväggintrång och andra skadliga attacker.

Säkerställa NTP tidsserver fortsätter att få en källa med mycket exakt tid är ganska rakt framåt och handlar helt enkelt om att välja en exakt, pålitlig och säker tidskälla.

I de flesta delar av världen finns det två metoder som kan ge en säker och pålitlig källa till tid:

• GPS tidssignaler
• Radio refererade tidssignaler

GPS-signaler finns tillgängliga var som helst på planeten och är baserade på GPS-tid som genereras av atomklockor ombord på satelliterna.

Radio refererade signaler som MSF och WWVB sänds på långvåg från fysiklaboratorier som NIST och NPL.