Nätverkstid Protokoll (NTP) används som ett synkroniseringsverktyg av de flesta datanätverk. NTP distribuerar en enda källa runt ett nätverk och ser till att alla enheter körs i synkronisering med det. NTP är mycket exakt och kan hålla alla maskiner på ett nätverk inom några millisekunder av tidskällan. Men där den här kilden kommer från kan leda till problem med tidssynkronisering inom ett nätverk. (Mer ...)

Leap Seconds har använts sedan utvecklingen av atomur och införandet av den globala tidsskala UTC (Koordinerad Universal Time). Leap Seconds förhindrar den aktuella tiden som beräknats av atomklockor och den fysiska tiden som styrs av solen är högst vid middagstid, från att driva ifrån varandra.

Sedan UTC började i 1970: s när UTC introducerades, har 24 Leap Seconds lagts till. Språng sekunder är en kontroverspunkt, men utan dem skulle dagen långsamt gå in på natten (om än efter många århundraden); De orsakar dock problem för vissa tekniker.

NTP-servrar (Network Time Protocol) implementerar Leap Seconds genom att upprepa den sista sekunden av dagen när en Leap Second introduceras. Medan Leap Second introduktion är en sällsynt händelse, som bara uppträder en eller två gånger om året, för några komplexa system som behandlar tusentals händelser en sekund, ger denna upprepning problem.

För sökmotorjättar, kan Google Leap Seconds leda till att deras system fungerar under den andra, till exempel i 2005 när några av sina grupperade system slutade att acceptera arbete. Även om detta inte ledde till att deras webbplats gick ner, ville Google ta itu med problemet för att förhindra eventuella framtida problem som orsakas av denna kronologiska fudge.

Dess lösning var att skriva ett program som väsentligen ljög till sina dataservrar under dagen för en Leap Second, vilket gör systemen tro att tiden var något före vad NTP-servrar berättade det.

Denna gradvisa uppskridningstid innebar att i slutet av en dag, när ett steg andra läggs till, måste Googles timeservers inte upprepa den extra sekunden eftersom tiden på sina servrar redan skulle vara en sekund bakom den tiden.

Galleon GPS NTP-server

Medan Googles lösningar för Leap Second är geniala, för de flesta datorsystem leder Leap Seconds inga problem alls. Med ett datanätverk som synkroniseras med en NTP-server justeras Leap Seconds automatiskt i slutet av en dag och uppträder endast sällan, så de flesta datorsystem märker aldrig denna lilla hicka i tid.

De flesta människor kommer att ha hört talas om atomur, de flesta människor, förmodligen utan att inse har även använt dem; Men jag tvivlar många människor som läser detta kommer att ha sett en. Atomur är mycket tekniska och komplicerade bitar av maskiner. Att förlita sig på dammsugare, super-kylmedel såsom flytande kväve och även lasrar, är de flesta atomur bara finns i laboratorier såsom NIST (National Institute for Standards och tid) i USA, eller NPL (National Physical Laboratory) i Storbritannien.

NPL: s atomklocka

Ingen annan form av tidtagning är lika exakt som ett atomur. Atomur utgör grunden för världens globala tidsplan UTC (Coordinated Universal Time). Även längden jordens spinn kräver behandlig genom tillsats av skottsekunder till UTC att hålla dagen synkroniserade.

Atomur arbete genom att använda oscillerande förändringar av atomer under olika energitillstånd. Cesium är den föredragna atom som används i atomklockor, som oscillerar 9,192,631,770 gånger per sekund. Detta är en konstant effekt också, så mycket så att en andra definieras nu av denna många svängningar i cesiumatomen.

Louis Essen byggde den första exakta atomur i 1955 vid National Physical Laboratory i Storbritannien, sedan atomur har blivit allt mer exakt med moderna atomklockor som kan behålla tid för över en miljon år utan att någonsin förlora en sekund.

I 1961 blev UTC världens globala tidsplanen, och 1967, det internationella enhetssystemet antog Cesium frekvens som den officiella andra.

Sedan dess har atomklockor blivit en del av modern teknik. Ombord varje GPS-satellit, till atomur balktidssignaler till jorden, som gör det möjligt satellitnavigeringssystem i bilen, båtar och flygplan bedöma sina platser exakt.

UTC-tid är också viktigt för handeln i den moderna världen. Med datanät talar till varandra över tidszoner, med hjälp av atomur som referens förhindrar fel, garanterar säkerhet och ger tillförlitlig dataöverföring.

Ta emot en signal från ett atomur för synkronisering datortid är otroligt enkelt. NTP-tidsservrar som tar emot tidssignalen från GPS-satelliter, eller de som sänds på radiovågor från platser NPL och NIST aktiverar datornätverk över hela världen för att hålla säker och exakt tid.

Forskare har upptäckt att den brittiska atomklockan styrs av Storbritanniens nationella fysiska laboratorium (NPL) är den mest exakta i världen.

NPL: s CsF2 cesiumfontämneklocka är så exakt att den inte skulle drifta en sekund i 138 miljoner år, nästan dubbelt så exakt som första tanke.

Forskare har nu upptäckt att klockan är korrekt på en del i 4,300,000,000,000,000 vilket gör den till den mest exakta atomvakt i världen.

CsF2 klockan använder energitillståndet för cesiumatomer för att hålla tiden. Med en frekvens av 9,192,631,770 toppar och tråg varje sekund reglerar denna resonans nu den internationella standarden för en officiell sekund.

Den internationella standarden för tids-UTC-som styrs av sex atomklockor, inklusive CsF2, två klockor i Frankrike, en i Tyskland och en i USA, så den oväntade ökningen i noggrannhet betyder att den globala tidsskalaen är ännu mer tillförlitlig än den första tanke.

UTC är viktigt för modern teknik, särskilt med så mycket global kommunikation och handel som genomförs över internet, över gränserna och över tidszoner.

UTC gör det möjligt för separata datanät i olika delar av världen att hålla exakt samma tid, och på grund av dess betydelse är noggrannhet och precision avgörande, särskilt när man överväger de typer av transaktioner som nu genomförs online, till exempel köp av aktier och aktier och global bank.

Ta emot UTC kräver användning av en tidsserver och protokollet NTP (Network Time Protocol). Tidsservrar få en källa till UTC direkt från atomklockor källor som NPL, som sänder en tidssignal över långvågsradion och GPS-nätverket (GPS-satelliter överför alla atomklocka-tidssignaler, vilket är hur satellitnavigationssystem beräknar position genom att bestämma skillnaden i tid mellan flera GPS-signaler.)

NTP håller alla datorer korrekta till UTC genom att kontinuerligt kontrollera varje systemklocka och justera för eventuell drift jämfört med UTC-tidssignalen. Genom att använda en NTP tidsserver, ett nätverk av datorer kan förbli inom några millisekunder av UTC förhindra eventuella fel, säkerställa säkerhet och tillhandahålla en testbar källa till korrekt tid.

Datorhackning är ett vanligt ämne i nyheten. Några av de största företagen har fallit offer för hackare, och för en mängd anledningar. Skydda datornät från invasion från skadliga användare är en dyr och sofistikerad industri som hackare använder många metoder för att invadera ett system.

Olika former av säkerhet finns för att försvara mot obehörig tillgång till datanät som antivirusprogram och brandväggar.

Ett område som ofta förbises, är dock där ett datanätverk får det källa till tid från, vilket ofta kan vara en utsatt aspekt för ett nätverk och ett sätt för hackare.

De flesta datornätverk använder NTP (Network Time Protocol) som ett sätt att hålla synkroniserad. NTP är utmärkt att hålla datorer samtidigt, ofta inom några millisekunder, men är beroende av en enda källa till tid.

Eftersom datanät från olika organisationer behöver kommunicera tillsammans, har samma tidskälla, vilket är anledningen till att de flesta datanätverk synkroniseras till en källa till UTC (Koordinerad Universal Time).

UTC, världens globala tidsplan, hålls sant vid atomur och olika metoder för att utnyttja UTC är tillgängliga.

Sällan använder datanät en internetkälla för att få UTC men det är ofta när de stöter på säkerhetsproblem.

Använda internetkällor lämnar ett datornätverk öppet för flera sårbarheter. För det första måste porten vara öppen i systembrandväggen (UDP 123) för att tillåta tillgång till internetkällan. Som med alla öppna portar kan obehöriga användare dra nytta av detta, med hjälp av den öppna porten som ett sätt in i nätverket.

För det andra, om internetkällan själv om manipuleras, såsom genom BGP-injektion (Border Gateway Protocol), kan detta leda till alla möjliga problem. Genom att berätta för internettidsservrar var det annorlunda tid eller datum, kan stora övergrepp resultera i att data går vilse, systemkrascher-en typ av Y2K-effekt!

Slutligen kan Internet-tidsservrar inte autentiseras av NTP och kan också vara felaktiga. Sårbar för latens och påverkad avstånd, fel kan också uppstå. tidigare i år förlorade några ansedda tidsservrar flera minuter, vilket ledde till att tusentals datanätverk mottog fel tid.

För att säkerställa fullständigt skydd, dedikerade och externa tidsservrar, t.ex. Galleon s NTS 6001 är den enda säkra metoden för att ta emot UTC. Använda GPS (eller en radiotransmission) en extern NTP tidsserver kan inte manipuleras av skadliga användare, är korrekt till några millisekunder, kan inte drifta och är inte mottaglig för tidsfel.

Storbritanniens talande klocka firar sin 75^th födelsedag i veckan, med tjänsten som fortfarande ger tid till över 30 miljoner ringer per år.

Tjänsten, tillgänglig genom att ringa 123 på någon BT-fast telefon (British Telecom), började i 1936 när General Post Office (GPO) kontrollerade telefonnätet. Därefter använde de flesta mekaniska klockor, som var benägna att driva. Trots förekomsten av digitala klockor, mobiltelefoner, datorer och ett otaligt antal andra enheter, levererar BT-klockan fortfarande tid till 30 miljoner ringer per år, och andra nätverk implementerar sina egna talande klocksystem.

Mycket av den talande klockans fortsatta framgång är kanske nere till den noggrannhet som den håller. Den moderna talande klockan är noggrann på fem millisekunder (5 / 1000ths of a second), och hålls exakt genom atomvågssignalerna som tillhandahålls av NPL (National Physical Laboratory) och GPS-nätverket.

Men annonsören som förklarar att tiden "efter den tredje stroke" ger människor en mänsklig röst, ger inte något annat tidskrävande sätt, och kan ha något att göra med varför så många människor fortfarande använder den.

Fyra människor har haft den ära att ge röst för den talande klockan; BT-klockans nuvarande röst är Sara Mendes da Costa, som har givit röst sedan 2007.

Naturligtvis kräver många moderna teknologier en exakt källa till tid. Datornät som behöver synkroniseras, av säkerhetsskäl och för att förhindra fel, kräver en källa till atomur tid.

Nätverkstidsservrar, vanligen kallad NTP-servrar efter nätverkstidsprotokoll som distribuerar tiden över datorerna i ett nätverk, använd antingen GPS-signaler, som innehåller atomurtidssignaler, eller av radiosignaler som sänds av platser som NPL och NIST (National Institute for Standards and Time) i USA.

Om du någonsin har försökt att hålla koll på tiden utan klocka eller klocka, inser du hur svår det kan vara. Om några timmar kan du komma inom en halvtimme av rätt tid, men exakt tid är väldigt svår att mäta utan någon form av kronologisk enhet.

Innan användningen av klockor var det oerhört svårt att hålla tiden, och till och med förlora spår av årens dagar blev det lätt att göra om du inte höll dig som daglig. Men utvecklingen av korrekta klockor tog lång tid, men flera viktiga steg i kronologien utvecklades vilket möjliggjorde närmare och närmare mätningar.

Idag, med fördel av atomur, NTP-servrar och GPS klocksystem, tiden kan övervakas till inom en miljard sekund (nanosekund), men den här typen av noggrannhet har tagit mänskligheten tusentals år för att uppnå.

Stonehenge-forntida tidsåtgång

Stonehenge

Utan möten för att behålla eller ett behov av att komma fram till arbetet i tid hade förhistorisk man lite behov av att känna till tiden på dagen. Men när jordbruket började, var det viktigt att veta när man planterade grödor för överlevnad. De första kronologiska enheterna, såsom Stonehenge, antas ha byggts för ett sådant ändamål.

Identifiering av årets längsta och kortaste dagar (solstifter) möjliggjorde tidiga bönder att beräkna när de skulle plantera sina grödor, och antagligen gav mycket andlig betydelse för sådana händelser.

solur

De gav de första försöken att hålla reda på tiden hela dagen. Den tidiga mannen insåg att solen rörde sig över himlen på vanliga vägar så att de använde det som en metod för kronologi. Sundials kom i alla möjliga former, från obeliskar som kastade stora skuggor till små prydnadsvaror.

mekanisk Clock

Det första sanna försöket att använda mekaniska klockor uppträdde i det trettonde århundradet. Dessa använda escapement mekanismer och vikter för att hålla tid, men noggrannheten i dessa tidiga klockor innebar att de skulle förlora över en timme om dagen.

Pendelur

Klockor blev först tillförlitliga och korrekta när pendlar började visas under sjuttonhundratalet. Medan de fortfarande skulle drifta, betydde pendulens svängande vikt att dessa klockor kunde hålla koll på de första minuterna, och sedan utvecklade sekunderna som teknik.

Elektroniska klockor

Elektroniska klockor med kvarts eller andra mineraler möjliggjorde noggrannhet på delar av en sekund och möjliggjorde nedskalning av korrekta klockor till armbandsurstorlek. Medan mekaniska klockor existerade skulle de drifta för mycket och krävde konstant lindning. Med elektroniska klockor uppnåddes för första gången sann krångelfri noggrannhet.

Atomur

Att hålla tid till tusentals, miljontals och till och med miljarder delar av en sekund kom när den första atomur anlände till 1950. Atomklockor var ännu mer exakta än jordens rotation så Leap Seconds behövde utvecklas för att säkerställa att den globala tiden baserad på atomur, koordinerad universell tid (UTC) matchade solens väg över himlen.

Utvecklingen med klocknoggrannhet verkar öka exponentiellt. Från de tidiga mekaniska klockorna var det bara noggrann på ungefär en halvtimme om dagen, till elektroniska klockor som utvecklades vid sekelskiftet som bara drev en sekund. Vid 1950'erna utvecklades atomklockor som blev korrekta till tusendels sekund och år efter år har de blivit allt mer exakta.

För närvarande är den mest exakta klockan som existerar, utvecklad av NIST (National Institute for Standards and Time) förlorar en sekund varje 3.7 miljarder år; dock med nya beräkningar forskare föreslår de kan nu komma fram med en beräkning som kan leda till en atomur som skulle vara så exakt att det skulle förlora en sekund endast varje 37 miljarder år (tre gånger längre än universum har funnits).

Detta skulle göra atomklocka exakt till en kvintedel av en sekund (1,000,000,000,000,000,000th of a second eller 1x 10¹⁸). De nya beräkningarna som skulle kunna bidra till utvecklingen av denna typ av precision har utvecklats genom att studera effekterna av temperaturen på de mindre atomarna och elektronerna som används för att hålla klockorna klocka "tickande". Genom att arbeta ut effekterna av variabler som temperatur, hävdar forskarna att de kan förbättra noggrannheten hos klockan system, Vilka möjliga användningsområden har denna noggrannhet?

Atomklockans noggrannhet blir någonsin relevant i vår högteknologiska värld. Inte bara gör tekniker som GPS- och bredbandsdataströmmar beroende av exakt klocktid, men studier av fysik och kvantmekanik kräver höga noggrannhet som gör det möjligt för forskare att förstå universums ursprung.

För att använda en atomklocka-tidskälla, för exakt teknik eller datanätverkssynkronisering är den enklaste lösningen att använda a nätverk tidsserver; dessa enheter mottar en tidsstämpel direkt från en klockklocka, till exempel GPS- eller radiosignaler som sänds av sådana som NIST eller NPL (National Physical Laboratory).

Dessa Tidsservrar använder NTP (Network Time Protocol) för att distribuera tiden runt ett nätverk och se till att det inte finns någon drift som gör att datornätverket kan hållas korrekt inom millisekunder av en klockklocka.

Nätverk tidsserver

Stilla havet av Samoa, en gång sista plats på jorden för att se solnedgången, är att flytta hela nationen till framtiden genom 24 timmar!

Naturligtvis har samoerna inte upptäckt hemligheterna för att resa, men hoppar över en hel dag för att få sin nation att falla på andra sidan den internationella datumlinjen (IDL).

De Internationella datumlinjen (IDL) den imaginära longitudinella linjen på jordens yta, där datumet ändras när ett fartyg eller flygplan reser öster eller väster över det. Sedan 1892 har Samoa satt på den östra sidan av IDL, men nu är landets premiärminister, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, avsedd att flytta nationen till västra sidan, i huvudsak hoppar över en dag och gör handeln med grannländerna Australien och Nya Zeeland enklare.

När förändringen går fram i slutet av året kommer Samos befolkning i 180,000 att förlora en dag, från 29 december till 31 december (30 december valdes så förmodligen kan samoans fortfarande fira nyårsafton).

Samoa är inte det enda landet att hoppa framåt i tiden. När man bytte från den juliska kalendern till den gregorianska i 1752, måste det brittiska riket hoppa över 11-dagar, medan Ryssland, det sista europeiska landet som antog den gregorianska kalendern, måste hoppa över 13-dagar (intressant detta gör årsdagen till oktoberrevolutionen på 7 november).

Svårigheter med tidszoner

Medan Samoa svårt med handel har nödvändiggjort denna förändring innebär en global ekonomi att ett universellt tidsystem är nödvändigt för kommunikation mellan länder i olika tidszoner.

UTC-Koordinerad universell tid var inställd för just detta ändamål. Styrs av atomur, världens mest korrekta klockor, tillåter UTC hela världen att synkroniseras till exakt samma tid.

UTC används ofta av tekniker som datanät för att möjliggöra kommunikation över hela världen, förhindrande av fel och felkommunikation. De flesta tekniker använder NTP-servrar (Network Time Protocol) för att ta emot en källa för UTC-tid - antingen från internet, GPS-signaler eller radiofrekvenser - och distribuerar den runt datornätverket för att säkerställa att alla enheter synkroniseras samtidigt.

Samoa ska flytta den andra sidan av den internationella datumlinjen

En ny atomklocka så exakt som någon som producerats har utvecklats av University of Tokyo, vilket är så exakt att det kan mäta skillnader i jordens gravitation - rapporterar journal Nature Photonics.

Medan atomklockor är mycket exakta och används för att definiera den internationella tidsskala UTC (Coordinated Universal Time), som många datanätverk är beroende av för att synkronisera NTP-servrar till, de är ändliga i deras noggrannhet.

Atomklockan använder oscillationerna av atomer som emitteras under förändringen mellan två energitillstånd, men för närvarande är de begränsade av Dick-effekten, där brus och störningar som alstras av lasrarna som används för att läsa klockfrekvensen gradvis påverkar tiden.

De nya optiska gitterklockorna, som utvecklats av professor Hidetoshi Katori och hans team vid University of Tokyo, klarar av detta problem genom att fånga de oscillerande atomen i en optisk gitter som produceras av ett laserfält. Detta gör klockan extremt stabil och otroligt korrekt.

Klockan är faktiskt så exakt, professor Katori och hans team föreslår att det inte bara skulle kunna bli att framtida GPS-system blir korrekta inom några tum, men kan också mäta skillnaden i jordens gravitation.

Som upptäckts av Einstein i hans speciella och allmänna relativitetsteorier, påverkas tiden av gravitationsfältets styrka. Ju starkare tyngdkraften hos en kropp desto mer tid och utrymme är böjd, vilket saktar ner tiden.

Professor Katori och hans team föreslår att det innebär att deras klockor kan användas för att hitta oljeutsläpp under jorden, eftersom oljan är en lägre densitet och därför har en svagare gravitation än rock.

Trots Dick Effecten använde sig traditionella atomur idag för att styra UTC och att synkronisera datanät via NTP-tidsservrar, är fortfarande mycket exakta och kommer inte att drivas med en sekund på över 100,000-år, fortfarande noggrann nog för de flesta exakta tidskrav.

För ett århundrade sedan var den mest exakta klockan tillgänglig en elektronisk kvartsklocka som skulle drifta en sekund om dagen, men eftersom tekniken utvecklades mer och mer exakta tidstycken krävdes, så i framtiden är det mycket möjligt att den nya generationen av atomur kommer att vara normen.