Synkronisering av moderna datanät är avgörande för många olika anledningar och tack vare tidsprotokollet NTP (Network Time Protocol) är detta relativt enkelt.

NTP är ett algoritmiskt protokoll som analyserar tiden på olika datorer och jämför den med en enda referens och justerar varje klocka för drift för att säkerställa synkronisering med tidskällan. NTP är så kapabel vid denna uppgift att ett nätverk synkroniserat med protokollet realistiskt kan uppnå millisekundernoggrannhet.

Välja tidskälla

När det gäller att skapa en tidsreferens finns det inget alternativ än att hitta en källa till UTC (Koordinerad universell tid). UTC är den globala tidsskala som används över hela världen som en enda tidsskala av datanätverk. UTC hålls exakt genom en konstellation av atomur över hela världen.

Synkronisera till UTC

Den vanligaste metoden att ta emot en UTC Time-källa är att använda en stratum 2 internet-tidsserver. Dessa betraktas som stratum 2 eftersom de distribuerar tiden efter att den först mottagits från en NTP-server (stratum 1) som är ansluten till en atomur (stratum 0). Tyvärr är det inte den mest korrekta metoden att ta emot UTC på grund av avståndet data måste resa från värd till klienten.

Det finns också säkerhetsproblem som är inblandade i att använda en Internet-stratum 2-tidskälla, eftersom brandväggen UDP-port 123 måste lämnas öppen för att ta emot tidskoden, men denna brandväggsöppning kan och har utnyttjats av skadliga användare.

Dedikerade NTP-servrar

Dedikerade NTP tid servrar, ofta refererade till som nätverkstidsservrar, är den mest exakta och säkra metoden för att synkronisera ett datornätverk. De arbetar externt till nätverket så det finns inga brandväggsproblem. Dessa stratum 1-enheter mottar UTC-tiden direkt från en atomurkälla genom antingen långvågsradioöverföringar eller GPS-nätverk (Global Positioning System). Även om detta kräver en antenn, som i fallet med GPS måste placeras på ett tak, kommer tidsservern själv automatiskt att synkronisera hundratals och faktiskt tusentals olika enheter på nätverket.

Korrekt tidtagning om man ganska ofta förbises som en prioritet för nätverksadministratörer, men många riskerar både säkerhet och dataförlust genom att inte se till att deras nätverk synkroniseras så exakt som möjligt.

Datorer har egna hårdvara klockor men dessa är ofta bara enkla elektroniska oscillatorer som existerar i digitala klockor och tyvärr är dessa klockor benägna att drifta, ofta med så mycket som flera sekunder i veckan.

Att köra olika maskiner på ett nätverk som har olika tider - även om några sekunder - kan orsaka kaos eftersom så många datoruppgifter är beroende av tid. Tid, i form av tidsstämplar, är den enda referensdatorn som används för att skilja mellan olika händelser och misslyckande med synkronisera ett nätverk korrekt kan leda till alla otaliga problem.

Här är några av de viktigaste anledningarna till att ditt nätverk ska synkroniseras med Network Time Protocol, prefasbly med a NTP tidsserver.

Data Backup - Avgörande för att skydda data i alla företag eller organisationer. En brist på synkronisering kan leda till att inte bara säkerhetskopieringar misslyckas, men äldre versioner av filer som ersätter mer moderna versioner.

Skadliga attacker - Oavsett hur säkert ett nätverk, någon, någonstans kommer att få tillgång till ditt nätverk, men utan korrekt synkronisering kan det bli omöjligt att upptäcka vilka kompromisser som har ägt rum och det kommer också att ge obehöriga användare extra tid i ett nätverk för att utgöra förödelse.

Felloggning - När fel uppstår och de oundvikligen gör, innehåller systemloggarna all information för att identifiera och korrigera problem. Om systemloggarna inte synkroniseras kan det ibland vara omöjligt att räkna ut vad som gick fel och när.

Online Trading - Köp och sälja på internet är nu vanligt och i vissa företag utförs tusentals online-transaktioner varje sekund från platsbokning till köp av aktier och brist på korrekt synkronisering kan leda till alla möjliga fel i online-handel, t.ex. att varor köps eller säljs mer än en gång.

Överensstämmelse och laglighet - Många industriella föreskrivningssystem kräver en kontrollerbar och korrekt metod för timing. Ett osynkroniserat nätverk kommer också att vara sårbart för juridiska problem eftersom den exakta tidpunkten som en händelse påstås ha ägt rum kan inte bevisas.

När du räknade ner på nyårsafton för att markera början på nästa år började du på 10 eller 11? De flesta revelers skulle ha räknat ner från tio men de skulle ha varit för tidigt i år, eftersom det var ett extra sekund tillföras till förra året - hoppet andra.

Språng sekunder införs normalt en eller två gånger om året (normalt på nyårsafton och i juni) för att säkerställa den globala tidsskalaen UTC (Koordinerad universell tid) sammanfaller med den astronomiska dagen.

Språng sekunder har använts sedan UTC genomfördes först och de är ett direkt resultat av vår noggrannhet i tidsåtgång. Problemet är det moderna atomur är mycket mer exakta tidtagsanordningar än jorden själv. Det märktes när atomklockor först utvecklades att längden på en dag, en gång trodde att exakt var 24 timmar, varierade.

Variationerna är orsakade av jordens rotation som påverkas av jordens mångfald och tidvattenstyrkor, som alla minskar noggrant jordens rotation.

Denna rotationsfördröjning, medan den bara är liten, om den inte är markerad, skulle UTC-dagen snart gå in i den astronomiska natten (om än i flera tusen år).

Beslutet om huruvida ett andra steg är nödvändigt är International Earth Rotation Service (IERS), men Leap Seconds är inte populära hos alla och de kan orsaka potentiella problem när de introduceras.

UTC används av NTP-tidsservrar (Network Time Protocol) som en tidsreferens för att synkronisera datornätverk och annan teknik, och störningen kan orsaka skador som sekunder kan orsaka betraktas som inte värt besväret.

Men andra, som astronomer, säger att misslyckande att hålla UTC i linje med den astronomiska dagen skulle göra att studera himlen nästan omöjligt.

Det sista språnget som lagts in före den här var i 2005 men det har gått totalt 23 sekunder till UTC sedan 1972.

digital signage framskrider ganska snabbt för en sådan växande ny industri. Fantastiska nya innovationer och innehållsstilar utvecklas hela tiden och det finns några fantastiska kampanjer där ute och fler och fler äventyrliga implementeringar sprider sig hela tiden.

Ett av allt fler trender är användningen av komplicerade, schemalagda och synkroniserade kampanjer på flera maskiner. Dessa är oerhört iögonfallande, särskilt när innehållet är synkroniserat för att ge förbipasserande med en nästan interaktiv upplevelse.

Synkroniserat innehåll kan vara verkligen utmanande att implementera och det här innehållet är förvisso inte för nybörjaren, eftersom det kan vara svårt att upprätta en sådan sofistikerad kampanj.

En av de väsentliga aspekterna av dessa typer av schemalagda digitala skyltar är att säkerställa att alla skärmar synkroniseras tillsammans. Synkronisering är kanske den viktigaste aspekten av dessa typer av sofistikerade digitala skyltar. Det finns flera sätt att synkronisera denna typ av kampanj.

En lösning är en nätverks-tidsserver som mottar en enda källa och distribuerar den bland alla enheter på det nätverket med hjälp av tidsprotokollet NTP (Network Time Protocol).

NTP-servrar ta emot tiden från en extern källa (normalt GPS eller långvågradio) så det finns inget behov av att nätverket är anslutet till internet, men det är lika möjligt att synkronisera till en internetkälla även om det kan vara problematiskt om det finns några störningar i internetanslutningen.

Några stora nätverk av digitala skyltar måste också skyddas, speciellt om mediespelare eller datorer används för att generera innehåll. Det bästa alternativet för att säkerställa total säkerhet är att placera både skärmen och medieenheten i en bildskärm, ofta kallad en LCD-hölje.

Oscillatorer har varit avgörande för utvecklingen av klockor och kronologi. Oscillatorer är bara elektroniska kretsar som producerar en repetitiv elektronisk signal. Ofta används kristaller som kvarts för att stabilisera oscillationsfrekvensen,

Oscillatorer är den primära tekniken bakom elektroniska klockor. Digitala klockor och batteridriven analog klocka styrs alla av en oscillerande krets som vanligtvis innehåller en kvartskristall.

Och medan elektroniska klockor är många gånger mer exakta än en mekanisk klocka, kör en kvartsoscillator fortfarande med en sekund eller två varje vecka.

Atomur Naturligtvis är det mycket mer exakt. De använder dock fortfarande oscillatorer, oftast cesium eller rubidium, men de gör det i ett hyperfinalt tillstånd, ofta fryst i flytande kväve eller helium. Dessa klockor i jämförelse med elektroniska klockor kommer inte att drivas med en sekund på jämn miljon år (och med de mer moderna atomklockorna 100 miljoner år).

För att utnyttja denna kronologiska noggrannhet en nätverks tidsserver som använder NTP (Network Time Protocol) kan användas för att synkronisera kompletta datornätverk. NTP-servrar använd en tidssignal från antingen GPS eller långvågradio som kommer direkt från en atomur (i fråga om GPS genereras tiden i en klocka ombord på GPS-satelliten).

NTP-servrar Kontrollera kontinuerligt denna källa för tid och justera sedan enheterna i ett nätverk för att matcha den tiden. Mellan pollen (mottagande tidskällan) används en standardoscillator av tidsservern för att hålla tid. Normalt är dessa oscillatorer kvarts, men eftersom tidsservern står i regelbunden kommunikation med atomuret varje minut eller två, är det normalt inte en normal drift av en kvartsoscillator eftersom några minuter mellan mätningarna inte leder till någon mätbar drift.

Fortsättning ...

Oavsett var vi befinner oss i världen behöver vi alla veta tiden vid något tillfälle på dagen, men samtidigt som varje dag varar i samma mängd tid oavsett var du är på jorden används samma tidsskala inte globalt.

Det opraktiska att australierna måste vakna vid 17.00 eller de som i USA måste börja arbeta vid 14.00 skulle utesluta att stämma över en enda tidsskala, även om tanken diskuterades när Greenwich blev utnämnd till officiell premierididian (där tidslinjen officiellt är) för världen några 125 år sedan.

Medan idén om en global tidsplan avvisades av ovanstående skäl bestämdes senare att 24 longitudinella linjer skulle splittra världen upp i olika tidszoner. Dessa skulle härledas från GMT runt med de på andra sidan planeten som är + 12 timmar.

Men med 1970: s tillväxt i global kommunikation menade man att en universell tidsplan äntligen antogs och fortfarande används mycket idag trots att många aldrig hört talas om det.

UTC, Coordinated Universal Time, är baserad på GMT (Greenwich Meantime) men hålls av en konstellation av atomur. Det står också för variationer i jordens rotation med ytterligare sekunder känd som "språng sekunder" som läggs till en gång om två gånger om året för att motverka en saktning av jordens snurrning orsakad av gravitation och tidvattenstyrkor.

Medan de flesta aldrig har hört talas om UTC eller använder den direkt synkroniseras deras påverkan på våra liv i otänkbara med datanät via UTC via NTP-tidsservrar (Network Time Protocol).

Utan denna synkronisering till en enda tidsskala skulle många av de teknologier och applikationer vi tar för givet idag vara omöjliga. Allt från global handel på aktier och aktier till internet shopping, email och sociala nätverk är bara möjliga tack vare UTC och NTP tidsserver.

Från den industriella revolutionens tidiga dagar, när järnvägslinjer och telegrafer sträckte sig över tidszoner blev det uppenbart att det krävdes en global tidsplan som skulle tillåta samma tid att användas oavsett var du var i världen.

Det första försöket på en global tidsskala var GMT - Greenwich Mean Time. Detta var baserat på Greenwich Meridian där solen är direkt ovanför vid 12 middagstid. GMT valdes, främst på grund av det brittiska imperiets inflytande på resten om världen.

Andra tidsplaner hade utvecklats av sådan brittisk järnvägstid, men GMT var första gången ett verkligt globalt system av tid användes över hela världen.

GMT var som den globala tidsskalaen genom den första hälften av det tjugonde århundradet, även om folk började referera till som UT (Universal Time).

Men när atomklockor utvecklades i mitten av 1900-talet blev det snart uppenbart att GMT inte var tillräckligt noggrann. En global tidsplan baserad på den tid som atomklockor berättade var önskvärt att representera dessa nya korrekta mätare.

International Atomic Time (TAI) utvecklades för detta ändamål men problem med att använda atomklockor blev snart tydliga.

Man trodde att jordens revolution på sin axel var en exakt 24-timme. Men tack vare atomklockor upptäcktes att jordens snurr varierar och sedan 1970 har saktat. Denna sänkning av jordens rotation skulle behöva redovisas, annars skulle skillnaderna kunna byggas upp och natten skulle sakta driva i dag (om än i många årtusenden).

Koordinerad universell tid utvecklades för att motverka detta. Med utgångspunkt i både TAI och GMT tillåter UTC att jordens rotation saktas genom att lägga till steg sekunder varje år eller två (och ibland två gånger om året).

UTC är nu en verkligt global tidsplan och antas av nationer och teknologier över hela världen. Datornätverk synkroniseras till UTC via nätverk tidsservrar och de använder protokollet NTP för att säkerställa noggrannhet.

Medan det finns flera protokoll tillgängliga för tidssynkronisering synkroniseras majoriteten av nätverkstiden med antingen NTP eller SNTP.

Network Time Protocol (NTP) och Simple Network Time Protocol (SNTP) har funnits sedan starten av Internet (och när det gäller NTP, flera år i förväg) och är överlägset de mest populära och utbredda tidssynkroniseringsprotokollen.

Skillnaden mellan de två är emellertid liten och bestämmer vilket protokoll som är bäst för a NTP tidsserver eller en viss tidssynkroniseringsapplikation kan vara besvärlig.

Som namnet antyder, SNTP är en förenklad version av Network Time Protocol, men frågan är ofta frågad: "Vad är skillnaden?"

Huvudskillnaden mellan de båda versionerna av protokollet finns i den algoritm som används. NTP: s algoritm kan fråga flera referensklockar en beräkning som är den mest exakta.

SNTP-användning för lågbehandlingsenheter - den är anpassad till mindre kraftfulla maskiner, kräver inte NTP-hög noggrannhet. NTP kan även övervaka eventuell offset och jitter (små variationer i vågform som härrör från spänningsförsörjningsfluktuationer, mekaniska vibrationer eller andra källor) medan SNTP inte gör det.

En annan stor skillnad är hur de två protokollen anpassas för drift i nätverksenheter. NTP kommer att påskynda eller sakta ner en systemklocka för att matcha tiden för referensklockan som kommer in i NTP-server (slewing) medan SNTP helt enkelt går framåt eller bakåt i systemklockan.

Denna stegning av systemtiden kan orsaka potentiella problem med tidskänsliga applikationer, särskilt om steget är ganska stort.

NTP används när noggrannhet är viktig och när tidskritiska applikationer är beroende av nätverket. Men dess komplexa algoritm är inte lämplig för enkla maskiner eller de med mindre kraftfulla processorer. SNTP å andra sidan är bäst lämpad för dessa enklare enheter, eftersom det tar mindre datorresurser, men det passar inte för någon enhet där noggrannhet är kritisk eller när tidskritiska tillämpningar är beroende av nätverket.

Det finns en viss ironi att datorn som sitter på skrivbordet och kan ha kostat så mycket som månadslön kommer att ha en klocka ombord som är mindre noggrann än en billig armbandsur som köps på en bensinstation eller bensinstation.

Problemet är inte att datorer är speciellt gjorda med billiga timing-komponenter men att all seriös tidsåtgång på en dator kan uppnås utan dyra eller avancerade oscillatorer.

De inbyggda timingoscillatorerna på de flesta datorer är i själva verket bara en säkerhetskopia för att hålla datorns klocka synkroniserad när datorn är avstängd eller när nätverksinställningar inte är tillgängliga.

Trots dessa otillräckliga inbyggda klockor kan timing på ett nätverk av datorer uppnås inom millisekundernas noggrannhet och ett nätverk som är synkroniserat med den globala tidsskalaen UTC (Coordinated Universal Time) ska inte glida alls.

Anledningen till att denna höga noggrannhet och synkronitet kan uppnås utan dyra oscillatorer är att datorer kan använda Network Timing Protocol (Network Timing Protocol)NTP) för att hitta och behålla den exakta tiden.

NTP är en algoritm som distribuerar en enda källa till tid; Detta kan genereras av datorns inbyggda klocka - även om det här skulle se varje maskin på nätverksdriften som klockan själv driver - En mycket bättre lösning är att använda NTP för att distribuera en stabil, exakt tidskälla och helst för nätverk som bedriver verksamhet över internet, en källa till UTC.

Den enklaste metoden att ta emot UTC - som hålls sant av en konstellation av atomur runt om i världen - är att använda en dedikerad NTP tidsserver. NTP-servrar använder antingen GPS-satellitsignaler (Global Positioning System) eller långvågsradiosändningar (vanligtvis överförda av nationella fysiklaboratorier som NPL eller NIST).

En gång mottagen NTP-server distribuerar tidkällan över nätverket och kontrollerar ständigt varje maskin för drift (I huvudsak kontaktar nätverksmaskinen servern som klient och informationen utbyts via TCP / IP.

Detta gör datorns inbyggda klockor föråldrade, men när maskinerna initialt startas upp, eller om det har varit en fördröjning att kontakta NTP-server (om det är nedåt eller det finns ett temporärt fel) används den inbyggda klockan för att behålla tiden tills full synkronisering återigen kan uppnås.

Timing blir allt viktigare för datorsystem. Det är nu nästan oerhört att ett datanätverk fungerar utan synkronisering till UTC (Coordinated Universal Time). Och ens enda maskiner som används i hemmet är nu utrustade med automatisk synkronisering. Den senaste inkarnationen av Windows, till exempel Windows 7, kopplas automatiskt till en tidkälla automatiskt (även om den här applikationen kan stängas av manuellt genom att öppna inställningarna för tid och datum.)

Införandet av dessa automatiska synkroniseringsverktyg i de senaste operativsystemen är en indikation på hur viktig tidpunktsinformation har blivit och när du överväger de typer av applikationer och transaktioner som nu utförs på internet är det ingen överraskning.

Internetbank, online-bokningar, internetauktioner och jämn e-post kan vara beroende av korrekt tid. Datorer använder tidstämplar som den enda referenspunkt som de måste identifiera när och om en transaktion har inträffat. Fel i tidsinformation kan orsaka otydliga fel och problem, särskilt vid felsökning.

Internet är fullt av tidsservrar med över tusen tidskällor tillgängliga för online-synkronisering dock; noggrannheten och användbarheten av dessa onlinekällor för UTC-tid varierar och lämnar en TCP / IP öppen i brandväggen för att tillåta tidsinformationen genom att låta ett system vara sårbart.

För nätverkssystem där timing inte bara är avgörande men där säkerhet också är en viktig fråga är Internet inte en föredragen källa för att ta emot UTC-information och en extern källa krävs.

Att ansluta ett NTP-nätverk till en extern källa för UTC-tid är relativt enkel om a nätverk tidsserver är använd. Dessa enheter som ofta kallas för NTP-servrar, använd atomklockorna ombord på GPS (Global Positioning System) -satelliter eller långvågsöverföringar som sänds av platser som NIST or NPL.