Network Time Protocol (NTP) är ett av Internetens äldsta protokoll som fortfarande används, uppfunnet av Dr David Mills från University of Delaware, det har använts sedan 1985. NTP är ett protokoll som är utformat för att synkronisera klockorna på datorer och nätverk över Internet eller lokala nätverk (LAN).

NTP (version 4) kan upprätthålla tiden över det publika Internet till inom 10 millisekunder (1 / 100th av en sekund) och kan utföra ännu bättre över LAN med noggrannhet 200 mikrosekunder (1 / 5000th av en sekund) under idealiska förhållanden.

NTP arbetar inom TCP / IP och förlitar sig på UDP, finns ett mindre komplex form av NTP kallas Simple Network Time Protocol (SNTP) som inte kräver lagring av information om tidigare kommunikation, som behövs av NTP. Det används i vissa enheter och applikationer där hög noggrannhet timing är inte lika viktigt.

Tidsynkronisering med NTP är relativt enkel, det synkroniserar tiden med hänvisning till en tillförlitlig klockkälla. Denna källa kan vara relativ (en dators interna klocka eller tiden på armbandsur) eller absolut (en UTC - Universal Coordinated Time-källa som är exakt som möjligt).

Det rekommenderas starkt av Microsoft och andra att den externa baserade timingen ska användas snarare än Internetbaserad, eftersom dessa inte kan verifieras. Specialiserade NTP-servrar finns tillgängliga som kan synkronisera tiden på nätverk med hjälp av antingen MSF (eller motsvarande) eller GPS-signal.

Atomur är de mest absoluta tidskontrollanordningar; de är emellertid extremt dyra och är endast i allmänhet återfinns i storskaliga fysik laboratorier. Emellertid, kan NTP synkronisera nät till ett atomur genom att använda antingen det globala positioneringssystemet (GPS) nätverk eller specialist radioöverföring (MSF i Storbritannien).

MSF: s nationella tid- och frekvensradioöverföringar som används för att synkronisera en NTP-server sänds av National Physics Laboratory i Cumbria som fungerar som Förenade kungarikets nationella tidsreferens. Det finns också liknande system i Colorado, USA (WWVB) och i Frankfurt, Tyskland (DCF-77).

Ett radiobaserat NTP-server består vanligen av en rack tidsserver, och en antenn, som består av en ferrit bar inuti ett plasthölje, som mottar radio tid och frekvens-sändning. Antennen ska alltid monteras horisontellt i rät vinkel mot transmission för optimal signalstyrka. Data sänds i pulser, 60 en andra. Dessa signaler ger UTC-tid med en noggrannhet av 100 mikrosekunder har emellertid radiosignalen ett ändligt intervall och är känsliga för störningar.

En radio refererad NTP-server är enkelt att installera och kan ge en organisation en exakt tidsreferens som möjliggör synkronisering av hela nätverk.

Network Time Protocol (NTP) är ett av Internetens äldsta protokoll som fortfarande används. Inventad av Dr David Mills från University of Delaware har den använts sedan 1985. NTP är utformad för att synkronisera klockorna på datorer och nätverk över Internet eller lokala nätverk (LAN).

NTP (för närvarande version 4) är faktiskt tre saker i ett; ett program som körs i bakgrunden av Windows eller UNIX; ett protokoll som utbyter tidsvärden mellan servrar och klienter; och en serie algoritmer som behandlar tidsvärdena för att fördjupa eller återgå till systemklockan.

NTP använder en algoritm (Marzullos algoritm) för att synkronisera tiden på ett nätverk med hjälp av en tidsreferens. Även om nätverk kan synkroniseras med interna klockor eller Internetbaserade tidsreferenser, rekommenderas det av Microsoft och andra att en extern tidsreferens bör användas för att garantera autentisering. En absolut timingreferens bör använda UTC (Coordinated Universal Time eller Temps Universel Coordonné) som stöder sådana funktioner som språng sekunder - läggs till för att kompensera för saktning av jordens rotation.

NTP arbetar inom TCP / IP och förlitar sig på UDP, finns ett mindre komplex form av NTP kallas Simple Network Time Protocol (SNTP) som inte kräver lagring av information om tidigare kommunikation, som behövs av NTP. Det används i vissa enheter och applikationer där hög noggrannhet timing är inte lika viktigt, är det också ingår i de flesta Windows-operativsystem, men nyare versioner har hela NTP redan installerat, vilket också är gratis att ladda ner via Internet.

Synkronisering med NTP är relativt enkelt, det synkroniserar tid med hänvisning till en pålitlig klockkälla, såsom en atomklocka, även om dessa är extremt dyra och är endast i allmänhet återfinns i storskaliga fysik laboratorier emellertid NTP kan antingen använda Global Positioning (GPS) nätverk eller specialist radioöverföring för att ta emot UTC-tid ur dessa klockor.

NTP använder tidsstämplar för att representera den aktuella tiden på dagen varje tidsstämpel är kortlivad, med andra ord är alltid större än den tidigare tidsstämpel som tiden går aldrig bakåt. NTP analyserar tidsstämpelvärden inklusive felfrekvensen och stabiliteten. En NTP-server kommer att upprätthålla en uppskattning av kvaliteten på sina referensklockor och av sig själv.

Avståndet från referensklockan är känt som stratum nivåer och de för att hindra cykler i NTP. Stratum 0 är anordningar såsom referensklockor anslutna direkt till en dator. Stratum 1 finns datorer anslutna till stratum 0 enheter medan stratum 2 är datorer som skickar NTP förfrågningar till Stratum 1 servrar. NTP kan hantera upp till 256 strata.

NTP tidsstämplar är i två format, men de relä sekunder från en uppsättning tidpunkt (känd som den främsta epoken, inställd på 00: 00 1 januari 1900) NTP-algoritmen använder sedan denna tidsstämpel att fastställa det belopp som avancera eller retirera systemet eller nätverksklockan.

NTP-programmet (känt som en demon på UNIX och en tjänst på Windows) körs i systembakgrunden. NTP vägrar att tro på den tid den får veta tills flera paketutbyten har ägt rum, var och en överensstämmer med en uppsättning test. Endast om svaren från en server uppfyller testet, känt som protokollspecifikationer, betraktas servern. Det tar vanligtvis ungefär fem minuter (fem bra exempel) tills en NTP-server accepteras som en synkroniseringskälla.

En typisk GPS-tidsserver kan tillhandahålla tidsinformation till några nanosekunder i UTC så länge som det finns en antenn belägen med en bra utsikt över himlen.

Det finns också ett antal nationella tid- och frekvensradioöverföringar som kan användas för att synkronisera en NTP-server. I Storbritannien sänds signalen (kallad MSF) av National Physics Laboratory i Cumbria som fungerar som Förenade kungarikets nationella tidsreferens. Det finns också liknande system i Colorado, USA (WWVB) och i Frankfurt, Tyskland (DCF-77). Dessa signaler ger UTC-tid till en noggrannhet av 100-mikrosekunder, men radiosignalen har ett begränsat intervall och är sårbart för störningar.

Network Time Protocol (NTP) är ett av Internetets äldsta protokoll som fortfarande används idag. Utvecklat av Dr David Mills från Delaware University, det har varit i ständig användning och kontinuerligt uppdaterad sedan 1985. NTP är ett protokoll som är utformat för att synkronisera klockorna på datorer och nätverk över Internet eller lokala nätverk (LAN).

NTP använder en algoritm (Marzullos algoritm) för att synkronisera tiden på ett nätverk med hjälp av tidsskala som UTC (Coordinated Universal Time eller Temps Universel Coordonné) och kan stödja sådana funktioner som språng sekunder - läggas till för att kompensera för saktning av jordens rotation.

NTP (version 4 är den senaste) kan hålla tiden över det offentliga Internetet inom 10 millisekunder (1 / 100th av en sekund) och kan utföra ännu bättre över LAN med noggrannhet av 200 mikrosekunder (1 / 5000th av en sekund) under idealiska förhållanden .

NTP-tidsservrar arbetar inom TCP / IP-paketet och är beroende av UDP (User Datagram Protocol). En mindre komplex form av NTP som kallas Simple Network Time Protocol (SNTP) som inte kräver lagring av information om tidigare kommunikationer, som behövs av NTP, används i vissa enheter och applikationer där hög precisionstidpunkt inte är lika viktig och ingår också som standard i Windows-programvara (även om nyare versioner av Microsoft Windows har hela NTP installerat och källkoden är ledig och tillgänglig på Internet).

Tidsynkronisering med NTP är relativt enkel, det synkroniserar tiden med hänvisning till en tillförlitlig klockkälla. Denna källa kan vara relativ (en dators interna klocka eller tiden på armbandsur) eller absolut (en UTC klockkälla, som en atomur, som är exakt som det är mänskligt möjligt).

Atomur är de mest absoluta tidskontrollanordningar. De arbetar på principen att atomen, cesium-133 har ett exakt antal cykler av strålning varannan (9,192,631,770). Detta har visat sig vara så exakta den internationella enhetssystemet (SI) har nu definierat den andra som varaktigheten för 9,192,631,770 cykler av strålning av cesium-133 atom.

Emellertid atomur är extremt dyra och är endast i allmänhet återfinns i storskaliga fysik laboratorier. Emellertid, kan NTP synkronisera nät till ett atomur genom att använda antingen det globala positioneringssystemet (GPS) nätverk eller specialist radioöverföring.

Den mest använda är GPS-systemet, som består av ett antal satelliter som ger exakt positionering och platsinformation. Varje GPS-satellit kan bara göra detta genom att använda ett atomur som i sin tur kan användas som en tidsreferens.

En typisk GPS-mottagare kan tillhandahålla tidsinformation till inom några få nanosekunder av UTC så länge som det finns en antenn belägen med en god sikt mot himlen.

Det finns också ett antal nationella tid- och frekvensradioöverföringar som kan användas för att synkronisera en NTP-server. I Storbritannien sänds signalen (kallad MSF) av National Physics Laboratory i Cumbria som fungerar som Förenade kungarikets nationella tidsreferens. Det finns också liknande system i Colorado, USA (WWVB) och i Frankfurt, Tyskland (DCF-77). Dessa signaler ger UTC-tid till en noggrannhet av 100-mikrosekunder, men radiosignalen har ett begränsat intervall och är sårbart för störningar.

Avståndet från referensklockan är känt som stratumnivåerna och de finns för att förhindra cykler i NTP och bekräfta noggrannhet. Stratum 0 är enheter som atomklockor anslutna direkt till en dator. Stratum 1 är datorer anslutna till stratum 0-enheter (som via en GPS-mottagare), medan Stratum 2 är datorer som skickar NTP-förfrågningar till Stratum 1-servrar. NTP kan stödja upp till 256-strata.

Alla Microsoft Windows-versioner sedan 2000 inkluderar Windows Time Service (w32time.exe) som har möjlighet att synkronisera datorklockan till en NTP-server. Det bör noteras att Microsoft rekommenderar att externa tidsreferenser används istället för Internetbaserade sådana eftersom dessa inte kan verifieras. Specialiserade NTP-servrar finns tillgängliga som kan synkronisera tiden på nätverk med hjälp av antingen MSF (eller motsvarande) eller GPS-signal.

Tidssynkronisering i moderna datornätverk är avgörande. Det ger inte bara den enda referensramen mellan alla enheter, det är avgörande för allt från att säkra, planera och felsöka ett nätverk för att tillhandahålla en tidsstämpel för applikationer som datainsamling eller e-post.

Microsoft Windows XP har ett tidssynkroniseringsverktyg som är inbyggt i operativsystemet kallat Windows Time (w32time.exe) som kan konfigureras för att fungera som en nätverks-tidsserver. Den kan konfigureras för att både synkronisera ett nätverk med den interna klockan eller en extern tidskälla.

För många applikationer kan en intern klocka vara ganska adekvat, men i ett nätverk kan problem uppstå med applikationer som att dela nätverksfiler eller i vissa miljöer, till och med bedrägeri. Det är därför av säkerhetsskäl viktigt att du använder en exakt tidkälla för din nätverk.

NTP (Network Time Protocol) är ett protokoll som redan är installerat på Windows XP och används av Windows Time för att hålla maskiner synkroniserade med källan för enstaka tid. Det finns flera tidskällor tillgängliga på Internet, men Microsoft och andra rekommenderar starkt att du konfigurerar en tidsserver med en hårdvarukälla snarare än från Internet där det inte finns någon autentisering.

Specialiserade NTP-servrar finns tillgängliga som kan få en tillförlitlig tidskälla via GPS-signalen eller specialradioöverföringar som tar sin tid från atomur.

Om du vill konfigurera Windows XP för att fungera som en tidsserver, är det första att hitta undermenyn Windows Time. Att göra detta:
Kör Regedit (Klicka Start / Kör / skriv sedan REGEDIT / och klicka på Enter.

Obs! Om du redigerar ditt systemregister kan det medföra problem med ditt system. Det är lämpligt att säkerhetskopiera ditt system innan du redigerar registret.

Hitta nu följande undernyckel: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ parameters \
Högerklicka på höger sida och klicka på Ändra. I rutan Redigera värde, under Värdet data, skriv NTP och klicka sedan på OK.
Gå nu till Config-mappen och högerklicka på AnnounceFlags, Modify och i rutan Redigera DWORD-värde, under Värdet data, skriv 5 och klicka sedan på OK.

Leta reda på denna undernyckel:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpClient \

Högerklicka i högerfönstret och Ändra. Redigera DWORD-värderutan och skriv in antalet sekunder du vill ha för varje undersökning under Värdet data, dvs: 900 kommer att motsvara 15 minuter. Mätningsfältet representerar pollningsintervallet mellan NTP-pollspaket.

För att aktivera NTP-servern letar du på undernyckeln: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Högerklicka aktiverat (i det högra fönstret) och sedan Ändra. Redigera DWORD-värdet och skriv 1. Högerklicka på NtpServer, sedan Ändra och i Redigera DWORD-värdet under Valdatatypstart, klicka sedan på OK.

Sök: HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ config
Högerklicka på MaxPosPhaseCorrection, högerklicka på MaxPosPhaseCorrection, sedan Ändra, i rutan Redigera DWORD-värde under Base, klicka på Decimal, under Värdetid, skriv en tid på sekunder som 3600 (en timme) och klicka sedan på OK. Detta justerar anslutningsinställningarna.

Gå nu tillbaka och klicka:
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ config

I den högra rutan, högerklicka MaxNegPhaseCorrection, sedan Ändra.
I rutan Redigera DWORD under basen klickar du på Decimal, under värdedatatyp, den tid i sekunder du vill polla, till exempel 3600 (en timme).

Avsluta registret och starta om Windows-tidtjänsten genom att klicka på Start / Kör och sedan skriva:
nätstopp w32time && net start w32time.
På varje dator, utom domänkontrollanten, skriv: W32tm / resync / rediscover.
Tidsservern bör nu vara igång.

Vi har alla hört talas om ett språngår - den extra dagen till kalendern var fjärde år. Det kan ge oss en längre februari men det är också viktigt att våra kalendrar och säsonger är korrekta. Om extradagen inte läggs till i ett skottår så kommer vintern att börja i juli (och efter över ett sekel) och sommaren börjar runt jul (och vice versa på södra halvklotet) eftersom jorden tar ytterligare sex timmar längre än 365-dagar i ett år för att cirkla solen.

Ett språngår kan vara lite av ett fudge men alternativet skulle vara att ha en fjärdedel i slutet av året vilket givetvis skulle kasta våra dagar och nätter ur synkronisering med varandra (och kan du tänka dig att bara ha sex timmes dag - några av oss kämpar för att få saker gjorda i 24!).

Vi har givetvis alltid mätt tid i förhållande till jordens rörelse - en dag är en hel revolution, ett år ett omlopp av solen. Men eftersom vårt sätt att mäta tiden blev mer och mer exakt blev det snart uppenbart att det fanns mer oegentligheter i jordens rotation än bara de extra sex timmarna om året.

GMT (Greenwich Mean Time) utvecklades eftersom det fanns ett behov av en tidsskala där medel solens position vid middagstid, i genomsnitt under hela året, är över Greenwich Meridian (noll longitud) och sommartid timmar läggs till eller tas bort beroende på vilken tid på året.

Emellertid, i 1955 den första atomur togs i drift efter upptäckten av stabiliteten i cesium-133 atom vilken vibreras med en exakt hastighet (9,192,631,770 en sekund). Imponerad av denna noggrannhet, Den internationella enhetssystemet över Measurement (SI) fann att en andra bör definieras som detta antal svängningar av cesium-133 atom.

Efter SI-sekunden en tidsskala kallad International Atomic Time (TAI - från den franska Temp Atomique International) som var en enkel räkning, i sekunder, för 24-timmarna i vår dag. Omvänt eftersom TAI inte är relaterat till jordens rörelse upptäcktes snart att TAI och atomur var mycket stabilare och pålitligare än själva jorden (i själva verket är en atomur 1,000,000 gånger mer exakt än jordens rotation).

Generellt jorden kontinuerligt avtagande i sin rotation (även om oförklarligt, nu-and-sedan verkar varje det för att påskynda), så TAI är av begränsat värde för dem som vill att deras klockor att vara i takt med jorden (astronomer är i särklass den mest högljudda av dessa).

Så en annan tidsskala utvecklades kallad Coordinated Universal Time (UTC - igen från franska - Temp Universel Coordonne). Detta var baserat på atomtid (TAI), men liten justering görs för att hålla den i takt med GMT (som för tillfället numera vanligen kallas UT1 eller beroende på tidszon UT + 1 UT + 2 UT + 3 etc)

UTC justeras genom införandet av extra sekunder, kallad språng sekunder, som behövs för att hålla den inom en sekund av GMT (eller UT1). Det är möjligt att en sekund måste tas bort i framtiden men det har inte hänt än. UTC är viktigt i modern industri och teknik där datorer synkroniseras till UTC-tid, vanligtvis via en NTP-server (Network Time Protocol) - för att möjliggöra internationella tidskänsliga transaktioner.

Ett andra steg är normalt infört i slutet av december under den sista timmen (även om det ibland har gjorts i juni, mars och september). Beslutet om huruvida ett andra steg krävs krävs av Earth Orientation Center för Internationella jordrotations- och referenssystemstjänsten (IERS), som övervakar jordens rotation och föreslår justeringen ungefär sex månader i förväg.
 
När ett steg andra läggs till blir 61 sekunder i den sista minuten i året. Den välkända "sex pips" radiosignalen får en extra pip och till och med Londons berömda Big Ben hålls tillbaka en sekund innan den bongs (men inte en extra bong som de är avsedda att representera timmarna)

33-språng sekunder har lagts till UTC sedan 1972 (även om de första tio tillkom retroaktivt) men eftersom jordens rotation fortsätter att sakta beräknas det att under de kommande årtiondena eller två språng sekunder måste läggas till varje månad.

I den här artikeln beskrivs vad som hände när Europa antog den gregorianska kalendern och problemen vi fortfarande möter idag och försöker synkronisera med jordens rörelse.

Har du någonsin gått till sängs en natt och undrat precis var dagen gick? Tja, kan du tänka dig att vakna för att upptäcka att elva dagar hade försvunnit helt? Det var precis vad som hände i 1752 när hela invånarna i Storbritannien och Amerika gick till sängs på onsdag 2 september, bara för att vakna på torsdagen 14 September.

Det var emellertid inte en epidemi av sömnig sjukdom eller till och med en massdos av latskap som höll hela befolkningen i sängen, men bara myndigheterna försökte synkronisera med resten av världen genom att anta den gregorianska kalendern.

Den juliska kalendern (uppkallad efter Julius Caesar) hade varit i bruk sedan bibliska tider men slutligen avvecklades över hela Europa i 1582 men det tog de resoluta britterna och amerikanerna ytterligare tvåhundra år att följa efter.

Och om målaren Hogarth ska trott, tog befolkningen inte heller vänligt med det, med folk som tog på gatan och krävde återkomsten av deras saknade 11-dagar och till och med rapporter om rioting.

Varför ändra varför? Det var vad de brittiska myndigheterna hade sagt i tvåhundra år sedan Pope Gregory XIII hade ersatt den juliska kalendern i Europa två hundra år tidigare.

Orsaken till den ursprungliga förändringen var emellertid att den juliska kalendern inte möjliggjorde tillräckligt många springår (de utelämnades i år delbara av 100 men inte delbar av 400 - vad var romarna tänker?) Och årstiderna blev långsamt utav synkroniseras med kalendern. Situationen blev nu ännu mer oacceptabel i Storbritannien och utspelade sig för jordbrukare - som inte hade någon aning om att plantera sina grödor, äntligen skulle myndigheterna växla över och spola fram hela landet 11 dagar.

Men detta synkroniseringsproblem har alltid varit med oss. Vi har traditionellt försökt att basera våra kalendrar runt jordens rörelse så att vi kan förutsäga säsonger och vet när sommaren och vintern kommer att falla. Men vi kan ha sorterat ut språngåren (orsakad av att jorden tar 365 och kvart dagar att resa runt solen) men att försöka bygga en kalender runt jordens rörelse leder alltid till problem.

Den gregorianska kalendern fungerade bra tills 1950 var när atomuret utvecklades. Atomklockan fungerade så bra - tillhandahålla tidsinformationen noggrann till en sekund på flera miljoner år - som vi snart insåg att våra klockor nu var mycket mer exakta än själva jorden.

Jorden saktar faktiskt i rotation och om ingenting gjordes så skulle slutligen middag falla på natten och vice versa (om än inte för flera årtusenden) men oroa dig inte att du inte kommer att vakna i mitten av nästa vecka. Lösningen är att lägga till språng sekunder och 33 har slits in i slutet av våra år sedan 1970: s.

Beslutet att infoga en sekund tas vanligen sex månader före efter noggrann övervakning av jordens rotation. En kalender baserad på jordens rörelse kan verka mindre relevant idag, men med ett globalt positionssystem (GPS), en global tidsskala (samordnad universal tid) och datorer som alla synkroniseras runt om i världen med NTP-servrar (Network Time Protocol ) Det är absolut nödvändigt att vi alla kan berätta rätt tid.

Vad är klockan? En av de vanligaste frågorna yttrade sig runt om i världen, men vad frågar vi just nu? Du frågar någon i Kina vad tiden är då kommer du säkert att få ett annat svar om du frågar en amerikansk, självklart är deras tidszoner på motsatta sidan av världen.

Men vad händer om du frågar två personer i samma rum som du? Du kan få samma svar från dem båda men då kan en persons klocka vara en minut eller två snabbare.

När vi frågar tiden då är det som vi verkligen ber om en grov uppskattning av den tidszon vi är i. Vissa klockor är mer exakta än andra men det räcker ofta för våra dagliga behov.

Men vad händer om du behöver veta den exakta tiden och vad om du behöver veta vad den tiden är ett annat land för. Kanske har du köpt en flygbiljett; Det skulle vara en besvikelse att du bara kom upp på flygplatsen för att få veta att din biljett såldes till någon annan eftersom klockan på resebyrån var långsammare än den där du köpte din biljett.

Så hur håller global industri rätt tid med varandra? Svaret är ganska enkelt och det kallas koordinerad universell tid eller UTC.

International Bureau of Weights and Measures (BIPM) fungerar som officiell tidsbehållare för klotet och startade UTC i 1972 efter utvecklingen av atomur.

Atomklockan utvecklades först i slutet av 50 när det upptäcktes atomen cesium-133 resonerar vid en exakt frekvens av 9,192,631,770 varje sekund. Denna frekvens var så exakt att atomklockor utvecklade en noggrannhet på en sekund i 1.4million år och The International System of Units definierade den andra som frekvensen av cesium-133-atomen och en internationell enhet för mätning av tid föddes.

Klockor är dock ännu mer exakta än jorden själv som faktiskt saktar i sin rotation. Denna saktning är bara liten men om standardtidssystemet UTC, kompenserade inte för det, så skulle det i slutändan midnatt falla om mitten av dagen (även om det skulle ta ett årtusental eller två) så läggs springa sekunder om några år att kompensera.

Det enda problemet med UTC-timepieces är att atomklockor är enorma i både storlek och kostnad. Faktum är att de i allmänhet bara finns i storskaliga fysiklaboratorier som NPL (National Physics Laboratory, UK) eller MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA).

Hur håller resten av världen reda på UTC-tiden? Tiden som berättas om dessa stora klockor sänds via radiosändningar eller GPS-satellitsystemet (Satellitnavigering är beroende av UTC, eftersom det inte finns en satellit som inte kan berätta exakt var en mottagare är).

De flesta datanätverk är synkroniserade till UTC-tid antingen via Internet (vilket inte är säkert och endast rekommenderat för hemmabruk) eller via specialiserade GPS- eller radiotidsservrar. Dessa tidsservrar använder sig av NTP (Network Time Protocol) som har utvecklats under de senaste 25-åren för att hålla datornätverk synkroniserade, så att de inte behöver förlita sig på sina felaktiga interna klockor.

NTP-servrar och UTC har gjort det möjligt för industrin att bli verkligt global och möjliggjorde möjliga teknologier som kommunikationssatelliter, mobiltelefoner, satellitnavigeringar och bankomater som vi alla tar för givet.

Network Time Protocol (NTP) är ett av Internetens äldsta protokoll och är fortfarande standarden för tidssynkronisering. Succesen för NTP stammar från dess konstanta utveckling (version 4 pågår för närvarande) och den noggrannhet som en NTP-tidsserver kan skryta i synkroniseringen av nätverk.

Samtidigt kan erhållas en noggrannhet på 1 / 5000th av en sekund i ett nätverk under rätt förhållanden, är denna noggrannhet enbart beroende av vad tidsreferens NTP använder för att synkronisera med. Denna källa kan naturligtvis vara opålitliga, som en klocka arbetsstation som realtids chips i de flesta datorer är benägna att driva och är mycket mindre exakt än den genomsnittliga digital klocka.

Alternativet är att använda en tillförlitlig UTC (Coordinated Universal Time) källa. UTC är standard för tidssynkronisering. Det startades i 1972 efter utvecklingen av atomur och låter hela världen för att synkronisera till samma absoluta tid. Detta har inte bara gjort teknik såsom Internet, GPS och kommunikationssatelliter möjligt, men också har gjort branscher som flygbolag och aktiemarknaden att handla globalt.

Det enklaste sättet att synkronisera ett nätverk till UTC har alltid varit att använda en Internet-tidsreferens. Det finns hundratals tillgängliga som nist.gov och de flesta Windows-program har en inbyggd verktyget Windows Time (win32.exe) synkronisera systemklockan till en referensklocka över Internet.

Men Microsoft och andra varnar för att använda en Internet källa som tidsreferens som autentisering är inte möjligt från dessa källor.

Autentisering är säkerhetsåtgärd som NTP använder för att säkerställa att en tidsreferens är betrodd. Utan autentiseringssystem är sårbara för angrepp som hackare som kunde justera en tidsstämpel att begå bedrägeri eller en DDoS-attack (Distributed Denial of Service oftast orsakas av skadliga program översvämma systemet).

Inte bara är Internet-tidskällor okontrollerade, men också en undersökning av Nelson Minar of MIT på över 900 Internet-tidreferenser, upptäckte att nästan hälften blev kompenserad av över tio sekunder (en av en svimlande 6-år - men det var lyckligtvis inte många kamrater) och mindre att en tredjedel var beskriven som "användbar".

Rapporten upptäckte också att många Internet tidsreferens värdar var för långt bort från sina kamrater för att möjliggöra noggrann tidssynkronisering.

Det finns dock flera sätt att se till att en NTP-server är synkroniserad till en pålitlig och stabil UTC-tidskälla som är både exakt och autentiserad.

Det finns två system som finns och båda använder relativt låg kostnad utrustning. Det första alternativet och ofta det enklaste, är att ansluta till en GPS-antenn och dedikerad GPS tidsserver i nätverket. Detta använder UTC-tid koden överförs av GPS-satelliterna, så länge antennen har en bra utsikt över himlen.

Alternativt specialiserade sändningssignaler sända en tidsstämpel i flera länder. I Storbritannien är det kallas MSF och broadcast från Cumbria av National Physics Laboratory vid 60 kHz men kan plockas upp så långt bort som 1000 km, även om liknande system verkar i Tyskland, Frankrike och USA. Dessa radio refererade NTP-servrar är sårbara för störningar men traditionellt var av en lägre kostnad än GPS-mottagare dock framsteg inom teknik betyda skillnaden är nu minimala.

Integriteten hos en tidskälla som används av en NTP-tidsserver är därför mycket viktig och whist-systemadministratörer är alltför villiga att investera i dyra brandväggar och antiviralprogramvara för att skydda sina nätverk många försummar sin tidsserver säkerhet, som trots allt kanske inte berätta för dem rätt tid ändå!

Network Time Protocol (NTP) är ett av Internetens äldsta protokoll som fortfarande används, uppfunnet av Dr David Mills från University of Delaware, det har använts sedan 1985. NTP är ett protokoll som är utformat för att synkronisera klockorna på datorer och nätverk över Internet eller lokala nätverk (LAN).

NTP (version 4) kan upprätthålla tiden över det publika Internet till inom 10 millisekunder (1 / 100th av en sekund) och kan utföra ännu bättre över LAN med noggrannhet 200 mikrosekunder (1 / 5000th av en sekund) under idealiska förhållanden.

NTP arbetar inom TCP / IP och förlitar sig på UDP, finns ett mindre komplex form av NTP kallas Simple Network Time Protocol (SNTP) som inte kräver lagring av information om tidigare kommunikation, som behövs av NTP. Det används i vissa enheter och applikationer där hög noggrannhet timing är inte lika viktigt.

Tidsynkronisering med NTP är relativt enkel, det synkroniserar tiden med hänvisning till en tillförlitlig klockkälla. Denna källa kan vara relativ (en dators interna klocka eller tiden på armbandsur) eller absolut (en UTC - Universal Coordinated Time-källa som är exakt som möjligt).

Atomklockor är de mest absoluta tidsbegränsande anordningarna; De är dock extremt dyra och finns i allmänhet bara i storskaliga fysiklaboratorier. NTP kan dock synkronisera nätverk till en atomur genom att använda antingen Global Positioning System (GPS), en specialradioöverföring eller via Internet. Det måste emellertid noteras att Microsoft rekommenderar starkt att en extern baserad tidpunkt ska användas snarare än Internetbaserad, eftersom dessa inte kan verifieras.

GPS är en idealisk tid och frekvenskälla eftersom den 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 på 1575 MHz. Lågpris GPS-antenner och mottagare är nu allmänt tillgängliga.

Signalen som sänds av satelliten kan passera genom fönster men kan blockeras av byggnader, så det ideala läget för en GPS-antenn ligger på taket med en bra utsikt över himlen. Ju fler satelliter den kan få från desto bättre signalen. Takmonterade antenner kan dock vara benägna att belysa strejker eller andra spänningsöverskott, så installationen av en undertryckare inline på GPS-kabeln rekommenderas starkt.

Kabeln mellan GPS-antenn och mottagare är också kritisk. Det maximala avståndet som en kabel kan köra normalt endast 20-30 meter, men en hög kvalitet koaxialkabel i kombination med en GPS-förstärkare placerade i linje för att öka förstärkningen hos antennen kan tillåta överstigande 100 meters kabeldragningar.

En GPS-mottagare avkodar sedan GPS-signal som sänds från antennen till ett datorläsbart protokoll som kan utnyttjas av de flesta tid servrar och operativsystem inklusive, Windows, Linux och Unix.

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

GPS är idealisk för att ge NTP tid servrar 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 miljarddels sekund) rimligen uppnås med användning av GPS som en extern referens.

Alla datorer behöver veta tiden. Många applikationer, från att skicka ett e-postmeddelande till lagringsinformation, är beroende av datorn och vet när händelsen ägde rum. I vissa miljöer är timing ännu viktigare där en enda sekund kan göra skillnaden mellan vinst och förlust - bara tänka på börsen.

De flesta datorer har interna klockor som är batteri backas, så att datorn kan fortfarande hålla tiden när maskinen är avstängd. Men dessa klockor verkligen så pålitlig? Svaret är naturligtvis nej.

Datorer är massmarknadsförs och designade för multifunktioner, tidpunkten är inte så hög på tillverkarens dagordning. De interna klockorna (kallad RTC-realtidschips) är normalt tillräckliga för hemberäkning eller när arbetsstationerna är ensamma. Men när datorer körs i ett nätverk kan en brist på synkronisering orsaka problem.

Det kan vara en liten sak som ett e-post anländer någonstans innan det skickades (enligt en PC klocka), men med vissa tidskänsliga transaktioner och applikationer, kan en brist på synkronisering orsaka tänkbara problem: Tänk att vrida upp på en flygplats bara för att upptäcka flygbolaget plats du hade köpt veckor innan var i själva verket säljs till någon annan efteråt som deras bokningsagent hade en långsammare klocka på sin dator!

För att komma runt dessa problem synkroniseras de flesta datorer i ett nätverk till en enstaka källa med hjälp av NTP (nätverkstidsprotokoll) den här kilden kan vara antingen relativ (en dators klocka eller armbandsur) eller en absolut källa som UTC.

UTC (Coordinated Universal Time) utvecklades efter uppkomsten av atomur och är en standard tidsskala används globalt, vilket gör att maskinerna över hela världen att använda en enda tidskälla.

Windows XP kan enkelt ställa in systemklockan för att använda UTC genom att gå en Internet-källa för UTC (antingen time.windows.com eller time.nist.gov). För att uppnå detta har ett användar bara att dubbelklicka på klockan på skrivbordet och justera inställningarna på fliken Internet Time.

Microsoft och andra operativsystemstillverkare rekommenderar dock starkt att externa tidsreferenser bör användas eftersom Internetkällor inte kan verifieras, vilket gör system sårbara för en skadlig attack.

Om du vill köra en nätverks tidsserver Windows XP, finns specialiserade NTP-servrar tillgängliga som kan få en tidsreferens via GPS-satellitsystemet eller nationella specialtransmissioner

För att Windows XP ska fungera som en nätverks-tidsserver måste NTP-tjänsten vara påslagen. För att aktivera NTP hittar du bara följande undernyckel i registret (regedit):
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Högerklicka aktiverat (i det högra fönstret) och sedan Ändra. Redigera DWORD-värdet och skriv 1. Högerklicka på NtpServer, sedan Ändra och i Redigera DWORD-värdet under Valdatatypstart, klicka sedan på OK.

Avsluta registret och starta Windows-tidstjänsten genom att klicka på Start / Kör och skriva:
nätverksstopp w32time && net start w32time .; Därefter skriver du på varje dator på nätverket (annan än domänkontrollanten som inte kan synkroniseras med sig själv): W32tm / resync / rediscover.