Hålla klockan på ett PC-system synkroniseras är viktigt för många system, nätverk och användare som behöver noggrannhet för applikationer och transaktioner. Nästan allt på ett modernt datorsystem är tid beroende så när synkroniseringen misslyckas alla typer av frågor kan uppstå från data att gå vilse och felsökning blir nästan omöjligt.

Det finns flera metoder för att synkronisera ett datorsystem klocka men de flesta av dem är beroende av tidssynkronisering protokoll NTP (Network Time Protocol).

Den överlägset vanligaste metoden är att använda sig av den myriad av nätet NTP-tidsservrar att vidarebefordra UTC-tid (Coordinated Universal Time). Men det finns många gemensamma frågor i att använda internetbaserade tid servrar - här är några av dem:

Det går inte att ansluta till Internet tidsserver

En vanlig företeelse med Internet tidskällor är oförmågan att komma åt dem. Detta kan orsakas av flera skäl:

• För mycket trafik försöker komma åt servern
• Webbplatsen är nere
• Din anslutning är nere

Tiden från tidsservern är innacuurate

De flesta källor på nätet av tid är så kallade stratum 2 tid servrar. Detta innebär att de får sin tid från en annan tidsserver (stratum 1) att den är ansluten till ett atomur (stratum 0). Om det finns ett fel med stratum 1 enheten stratum 2 enheten kommer vara fel (och varje enhet som försöker få tiden från det).

Den tidsserver leder till säkerhetsproblem med brandväggen

Ett annat vanligt problem som orsakas av det faktum att alla online tidsservrar behöver åtkomst via brandväggen. Tyvärr ger möjlighet för illvilliga användare att utnyttja denna bakdörr in i ditt system.

Eliminera Tidsserver frågor

Internet tid källor varken garanteras vara korrekt, tillförlitlig eller säkra så för några allvarliga tidssynkronisering krav en extern källa tid bör användas. NTP-tidsservrar att ansluta till ett nätverk och ta emot tiden från GPS eller radiokällor är mycket säkrare och pålitligt alternativ. Dessa NTP-servrar är också mycket säker eftersom de inte fungerar över Internet.

NTP (Network Time Protocol) är kanske det äldsta och mest använda protokollet som används av datorer, men det är förmodligen det minst förstådda.

NTP används av nästan alla datorer, nätverk och andra enheter som är involverade i kommunikation via internet eller interna nätverk. Det utvecklades i de allra allra första stadierna av internet när det blev uppenbart att en metod för att säkerställa noggrannhet över distans krävdes.

Protokollet fungerar genom att välja en enda källa, av vilken NTP har förmågan att fastställa exaktheten och tillförlitligheten hos, som den sedan distribuerar kring varje enhet på NTP-nätverket.

Varje apparat kontrolleras regelbundet mot denna referensklock och justeras om någon drift uppmärksammas. En version av NTP är nu installerad med praktiskt taget alla operativsystem som gör att någon maskin kan synkroniseras till en enda källa.

Självklart, om varje nätverk i världen valt en annan tidskälla som referens, skulle orsaken till all denna synkronisering gå förlorad.

Lyckligtvis har en global tidsplan baserad på ett internationellt konsortium av atomklockor utvecklats för att ge en enda källa för global synkronisering.

UTC (Coordinated Universal Time) används av datanätverk över hela världen som en tidsreferens, vilket innebär att en enhet som är synkroniserad med UTC med NTP synkroniseras i praktiken med varje nätverk som använder UTC som bastid.

Det finns många olika metoder som NTP kan komma åt UTC-tid. Internet är en vanlig plats även om det ger säkerhets- och brandväggsproblem. En säkrare (och exakt) metod är att använda en dedikerad NTP tidsserver Det tar tid från externa källor som GPS-nätverket (GPS fungerar genom att sända en atomklocka tidsstämpel som enkelt kan konverteras till UTC med en NTP-server).

Med NTP, en dedikerad tidsserver och tillgång till UTC kan ett helt nätverk synkroniseras inom några millisekunder av universaltiden, vilket ger ett säkert och korrekt nätverk som kan fungera i fullständig synkronitet med andra nätverk över hela världen.

Atomur är utan tvekan de mest exakta tidbitarna på planetens plan. I själva verket är noggrannheten hos en atomur ojämförlig för någon annan kronometer, klocka eller klocka.

Medan en atomur inte kommer att förlora ännu en sekund i tid i tusentals tusen år, kommer din genomsnittliga digitala klocka kanske att förlora en sekund på några dagar, vilket efter några veckor eller månader kommer att innebära att din klocka går långsamt eller snabbt med flera minuter.

Samma sak kan också sägas för systemklockan som styr din dator. Den enda skillnaden är att datorer använder sig av ännu större kraft än vi själva gör.

Nästan allt som en dator gör är beroende av tidstämplar, från att spara arbete till att utföra program, debugging och till och med e-postmeddelanden är alla beroende av tidsstämplar som kan vara ett problem om klockan på din dator körs för snabbt eller långsamt eftersom fel kan ganska ofta uppstå, speciellt om du kommunicerar med en annan dator eller enhet.

Lyckligtvis kan de flesta datorer lätt synkroniseras med en atomur vilket innebär att de kan vara korrekta, eftersom dessa kraftfulla tidsanpassade enheter så att alla uppgifter som utförs av din dator kan vara i perfekt synkronisitet med vilken enhet du kommunicerar med.

I de flesta PC-operativsystem är ett inbyggt protokoll (NTP) tillåter datorn att kommunicera med en tidsserver som är ansluten till en atomur. I de flesta versioner av Windows öppnas detta via inställningen för datum och tid (dubbelklickar klockan längst ned till höger).

Men för affärsmaskiner eller nätverk som kräver säker och korrekt tidssynkronisering är online-tidsservrar inte bara säkra eller noggranna för att säkerställa att ditt nätverk inte är sårbart för säkerhetsbrister.

Emellertid NTP-tidsservrar som tar emot tiden direkt från atomur är tillgängliga som kan synkronisera hela nätverk. Dessa enheter får en utsänd tidstämpel som distribueras av antingen nationella fysiklaboratorier eller via GPS-satellitnätverket.

NTP-servrar aktivera hela nätverk till alla har exakt synkroniserad tid som är lika exakt och säkert som det är mänskligt möjligt.

Synkronisering är avgörande för de flesta datanät. Timestamps är den enda referens som en dator kan använda för att analysera när och om processer eller applikationer är färdiga. Synkroniserade tidsstämplar är också viktiga för säkerhet, felsökning och felloggning.

Underlåtenhet att hålla ett nätverk tillräckligt synkroniserat kan leda till alla möjliga problem. Applikationer misslyckas med att börja, tidskänsliga transaktioner kommer att misslyckas och fel och dataförluster blir vanliga.

Men säkerställande av synkronisering oavsett storleken på nätverket är rakt framåt och inte dyrt, tack till den dedikerade nätverks-tidsservern och tidsprotokollet NTP.

Network Time Protocol (NTP)

NTP har funnits ännu längre än internet men är det mest använda synkroniseringsprotokollet tillgängligt. NTP är gratis att använda och gör synkronisering väldigt rakt framåt. Det fungerar genom att ta en enda källa (eller flera) och distribuera den bland nätverket. Det kommer att behålla höga noggrannhet även när den förlorar den ursprungliga tidssignalen och kan göra bedömningar på hur exakt varje gång referens.

NTP Time Server

Dessa kommer i flera former. För det första finns det ett antal virtuella tidsservrar över internet som distribuerar tid utan kostnad. Men eftersom de är internetbaserade tar ett nätverk risk för att en brandväggsport öppnas för denna kommunikation. Också det finns ingen kontroll över tidssignalen, så om det går ner (eller blir instabil eller helt felaktigt) kan ditt nätverk lämnas utan tillräcklig synkronisering.

Dedikerad NTP-tidsservrar använd GPS eller radio referenser för att ta emot tiden. Detta är mycket säkrare och som GPS- och radiosignaler som WWVB (från NIST) genereras av atomklockor där noggrannhet är oöverträffad.

Eftersom NTP-protokollet är hierarkiskt betyder det också att endast en dedikerad tidsserver måste användas för ett nätverk, oavsett storlek, eftersom andra enheter på nätverket kan fungera som tidsservrar efter att ha rece9frätt tiden från den primära NTP-server.

Fråga någon nätverksadministratör eller IT-ingenjör och fråga dem hur viktigt nätverkssynkronisering är och du får normalt samma svar - mycket.

Tiden används i nästan alla aspekter av databehandling för loggning när händelser har hänt. I själva verket är tidsstämplar den enda referens som en dator kan använda för att hålla spår av uppgifter som den har gjort och de som den ännu har att göra.

När nätverken är osynkroniserad kan resultatet bli en verklig huvudvärk för någon som har problem med att felsöka dem. Data kan ofta gå vilse, program misslyckas, felloggning är nästan omöjligt, för att inte tala om säkerhetsproblem som kan uppstå om det inte finns någon synkroniserad nätverkstid.

NTP (Network Time Protocol) är det ledande tidssynkroniseringsprogrammet som har funnits sedan 1980: s. Det har ständigt utvecklats och används av nästan alla datanätverk som kräver korrekt tid.

De flesta operativsystem har en version av NTP redan installerad och använder den för att synkronisera en enda dator är relativt rakt fram genom att använda alternativen i klockinställningarna eller aktivitetsfältet.

Genom att använda den inbyggda NTP-applikationen eller demonen på en dator kommer det emellertid att resultera i att enheten använder en källa för internettid som en referensreferens. Det här är bra och bra för enkla skrivbordsmaskiner, men på ett nätverk krävs en säkrare lösning.

Det är viktigt i alla datanätverk att det inte finns några sårbarheter i brandväggen som kan leda till attacker från skadliga användare. Att hålla en port öppen för att kommunicera med en internetkälla är en metod som en angripare kan använda för att skriva in ett nätverk.

Lyckligtvis finns det alternativ till att använda internet som en tidskälla. Atomisk klocktid signalerar kan tas emot med hjälp av långvågradio eller GPS-överföringar.

Dedikerad NTP tidsserver enheter finns tillgängliga som gör processen med tidssynkronisering extremt lätt som NTP-servrar tar emot tiden (externt till brandväggen) och kan sedan distribueras till alla maskiner i ett nätverk - det görs säkert och korrekt med de flesta nätverk som synkroniseras till en NTP-server som arbetar inom några millisekunder av varandra.

Precis som med förskottet av datateknik som verkar exponentiellt öka i kapacitet varje år, verkar atomur också öka dramatiskt i sin noggrannhet år efter år.

Nu, de pionjärer av atomurteknik, USA: s National Institute of Standards Time (NIST), har meddelat att de har lyckats producera en atomklocka med noggrannhet dubbelt så stor som alla klockor som har gått tidigare.

Klockan är baserad i en enda aluminiumatom och NIST hävdar att den kan förbli korrekt utan att förlora en sekund på över 3.7 miljarder år (ungefär samma tid som livet har existerat jorden).

Den föregående mest korrekta klockan utarbetades av tyska Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) och var en optisk klocka baserad på en strontiumatom och var noggrann till en sekund på över en miljard år. Den här nya klockan av NIST är också en optisk klocka men bygger på aluminiumatomer, vilket enligt NISTs undersökning med denna klocka är mycket mer exakt.

Optiska klockor använder lasrar för att hålla atomer fortfarande och skiljer sig från de traditionella atomklockorna som används av datanätverk NTP-servrar (Network Time Protocol) och annan teknik som är baserad på fontäner. Inte bara använder dessa traditionella fontäner cesium som sin tidshållande atom, men i stället för lasrar använder de superkylda vätskor och dammsugare för att styra atomerna.

Tack vare arbetet av NIST, PTB och Storbritanniens NPL (National Physical Laboratory) atomklockor fortsätter att gå exponentiellt, men dessa nya optiska atomklockor baserade på atomer som aluminium, kvicksilver och strontium är långt ifrån att användas som underlag för UTC (Koordinerad universell tid).

UTC styrs av en konstellation av cesium fontänklockor som, medan de fortfarande är exakta till en sekund i 100,000 år, är långt mindre precisa än dessa optiska klockor och bygger på teknik över femtio år gammal. Och tyvärr tills världens vetenskapssamhälle kan komma överens om en atom- och klockdesign som används internationellt, kommer dessa exakta atomklockor att förbli enbart en skådespel av det vetenskapliga samfundet.

Network Time Protocol (NTP) Är ett TCP / IP-protokoll som utvecklats när internet var i sin linda. Det utvecklades av David Mills i University of Delaware som försökte synkronisera datorer i ett nätverk med en grad av precision.

NTP är en UNIX-baserade protokoll, men det har porterats för att fungera lika effektivt på PC och en version har tagits med operativsystem sedan Windows 2000 (inklusive Windows 7, Vista och XP).

NTP, och demonen (ansökan) som styr det, är inte bara ett sätt att fördriva tiden runt. Varje system som kör NTP-demonen kan fungera som en klient genom att fråga referenstiden från andra servrar eller det kan göra sin egen tid för andra enheter för att använda som i praktiken förvandlar den till en tidsserver själv. Det kan också fungera som en inbördes genom att samarbeta med andra kamrater att hitta den mest stabila och exakt tid källa att använda.

En av de mest flexibla aspekterna av NTP är dess hierarkiska natur. NTP delar enheter till strata, varje stratum nivå definieras av sin närhet till referensklockan (atomur). Den atomur i sig är en stratum 0 enhet, närmast enheten till den (ofta en dedikerad NTP tidsserver) Är en stratum 1 enhet medan andra enheter som ansluter till att bli stratum 2. NTP kan upprätthålla noggrannhet inom 16 stratum nivåer.

Alla nätverk som måste synkroniseras, måste först identifiera och lokalisera en tidskälla för NTP att distribuera. Internetkällor tid finns, men dig är ofta hämtade från stratum 2 enheter som fungerar genom brandväggen. Det enda sättet NTP kan peer-tiden är om TCP / IP-porten lämnas öppen för att tillåta trafiken genom. Detta kan leda till säkerhetsproblem som angripare kan utnyttja detta brandvägg hålet.

Dedikerad NTP-tidsservrar hitta en källa tid via GPS eller radiosignaler och därför inte lämnar ett nätverk utsatta för angrepp. Genom att fästa en NTP tidsserver till en router och hela nätverket av hundratals och till och med tusentals av anordningar kan synkroniseras tack vare NTP hierarkisk struktur.

De NTP-protokoll (Network Time Protocol) har sedan de tidigaste dagarna på internet varit ansvarig för att synkronisera tiden över datornätverk. NTP är inte bara effektiv, men när den är ansluten till en källa för UTC (Koordinerad Universal Time) är NTP också extremt exakt.

De flesta datanät kopplas till UTC via en dedikerad NTP tidsserver. Dessa enheter använder en extern anslutning till en atomur för att ta emot tiden och sedan distribuera den över ett nätverk. Genom att ansluta externt, via GPS (Global Positioning System) eller långvågradio, är inte bara NTP-tidsservrar otroligt noggrann men de är också mycket säkra eftersom de inte lita på en internetanslutning för tiden.
NTP-tidsservrar används allt oftare för andra nya innovationer. Inte bara har traditionell teknik som CCTV, trafikljus, flygtrafikstyrning och börsen förlitat sig på tidssynkronisering med tidsservrar men också en ökande mängd modern teknik.

NTP-tidsservrar är nu vanliga i moderna digital signage system (användningen av plattskärms-TV-apparater för reklam från hemmet). Dessa nätverksskärmar synkroniseras ofta för att tillåta schemalagda och orkestrerade kampanjer.

En synkroniserad digital signage-kampanj är en metod för att göra en out-of-home reklamkampanj uthållighet. Detta blir allt viktigare eftersom fler och fler digitala skyltar genomförs vilket gör en konventionell digital signage-kampanj svår att engagera och fånga ögat.

Genom att synkronisera flera skärmar tillsammans med en NTP-tidsserver och köra en schemalagd och tidsbestämd kampanj. Detta gör att innehållet kan schemaläggas eller tidsinställas för att maximera dess påverkan.

Små tidsservrar kan eben installeras direkt i den digitala skylten på LCD-hölje även om de flesta av dessa tiem-synkroniseringsanordningar kräver en GPS- eller långvågsignal kan antennen vara problamtisk. En bättre lösning är att ansluta digtalskyltarna och använda en singel NTP-server som en metod för synkronisering.

NTP kan vara det äldsta protokollet på internet och NTP-tidsservrar har funnits i nästan två decennier, men denna relativt antika teknik och programvara har aldrig varit så mycket efterfrågan.

Precision blir allt viktigare i modern teknik och ingen mer än noggrannhet i tid. Från internet till satellitnavigering är exakt och exakt synkronitet avgörande i modern tid.

Faktum är att många av de teknologier som vi tar för givet i dagens värld inte skulle vara möjliga om det inte var för de mest exakta maskinerna som uppfann - atomklocka.

Atomklockor är bara timekeeping enheter som andra klockor eller klockor. Men vad står dem ifrån varandra är den noggrannhet de kan uppnå. Som ett vanligt exempel kommer din standardmekaniska klocka, till exempel ett klocktorn i stadscentrum, att drifta så mycket som en sekund om dagen. Elektroniska klockor som digitala klockor eller klockradioer är mer exakta. Dessa typer av klocka drifter en sekund på ungefär en vecka.

Men när du jämför precisionen hos en atomur, där en sekund inte går förlorad eller uppnådd i 100,000 år eller mer, är exaktheten hos dessa enheter ojämförlig.

Atomklockor kan uppnå denna noggrannhet av de oscillatorer de använder. Nästan alla typer av klockor har en oscillator. I allmänhet är en oscillator bara en krets som regelbundet fästs.

Mekaniska klockor använder pendlar och fjädrar för att ge regelbunden oscillation medan elektroniska klockor har en kristall (vanligtvis kvarts) att när en elektrisk ström går igenom, ger en exakt rytm.

Atomklockor använder oscillationen av atomer under olika energitillstånd. Ofta används cesium 133 (och ibland rubidium) eftersom dess hyperfina övergångsoscillation är över 9 miljarder gånger i sekundet (9,192,631,770) och detta ändras aldrig. Faktum är att Internationellt system av enheter (SI) anser nu officiellt en sekund i tiden som 9,192,631,770-cykler av strålning från cesiumatomen.

Atomklockor utgör grunden för världens globala tidsskala - UTC (Koordinerad Universal Time). Och datanät över hela världen håller på att synkronisera genom att använda tidssignaler som sänds med atomur och plockas upp NTP-tidsservrar (Network Time Server).

Fortsatt…

Det finns emellertid vissa tillfällen när en tidsserver kan förlora anslutningen med klockan och inte ta emot tidskoden under en längre tidsperiod. Ibland kan det bero på nedstängning av klockkontrollerna för underhåll eller att närliggande störningar blockerar överföringen.

Självklart ju längre signalen är nere desto mer potentiell drift kan inträffa på nätverket som kristalloscillatorn i NTP-server är det enda som håller tid. För de flesta applikationer borde det aldrig vara ett problem eftersom den mest långvariga nedetiden normalt inte är mer än tre eller fyra timmar och NTP-servern skulle inte ha förflyttat sig mycket under den tiden och förekomsten av denna nedetid är ganska sällsynt (kanske en gång eller två gånger om året).

Men för vissa ultimata precisa applikationer i hög grad börjar rubidiumkristalloscillatorer användas eftersom de inte drifter så mycket som kvarts. Rubidium (används ofta i atomur sig istället för cesium) är mycket mer exakt en oscillator än kvarts och ger bättre noggrannhet för när det inte finns någon signal till en NTP tidsserver vilket gör att nätverket kan upprätthålla en mer exakt tid.

Rubidium i sig är en alkalimetall, liknande i egenskaper till kalium. Det är väldigt lite radioaktivt men utgör ingen risk för människors hälsa (och används ofta i medicinavbildning genom att injicera det i en patient). Den har en halveringstid på 49 miljarder år (den tid det tar att sönderfalla med hälften - i jämförelse har några av de mest dödliga radioaktiva materialen halveringstid på under en sekund).

Den enda verkliga fara som rubidium innebär är att den reagerar ganska våldsamt mot vatten och kan orsaka brand