Tidsåtgång och noggrannhet är viktigt i vår dagliga livs drift. Vi behöver veta vilken tid händelser inträffar för att vi inte saknar dem, vi behöver också ha en källa till korrekt tid för att förhindra att vi blir sena. och datorer och annan teknik är lika beroende av tinen som vi är.

För många datorer och tekniska system är tiden i form av en tidsstämpel det enda konkreta som en maskin måste identifiera när händelser ska inträffa och i vilken ordning. Utan en tidstämpel kan en dator inte utföra någon uppgift - även om det inte är möjligt att spara data är det dags att veta vilken tid det är.

På grund av detta beroende av tid har alla datorsystem inbyggda klockor på sina kretskort. Vanligtvis är dessa kvartsbaserade oscillatorer, som liknar de elektroniska klockorna som används i digitala armbandsur.

Problemet med dessa klockor är att de inte är mycket exakta. Visst, för att berätta tiden för mänskliga ändamål är de noggranna nog; Maskiner kräver ganska ofta en högre noggrannhet, speciellt när enheter synkroniseras.

För datanätverk är synkronisering avgörande, eftersom olika maskiner som berättar olika tider kan leda till fel och fel i nätverket att utföra enkla uppgifter. Det svåra med nätverkssynkronisering är att systemet klockor som används av datorer för att hålla tiden kan drifta. Och när olika klockor drifter med olika mängder, kan ett nätverk snart falla i disarray eftersom olika maskiner håller olika tider.

Av denna anledning är dessa systemklockor inte beroende av att tillhandahålla synkronisering. Istället används en mycket mer exakt typ av klocka: atomklocka.

Atomklockor drifter inte (åtminstone inte mer än en sekund i en miljon år) och är också idealiska för att synkronisera datornätverk. De flesta datorer använder programprotokollet NTP (Network Time Protocol) som använder en enda atomklocka tid källa, antingen via internet, eller säkert, externt via GPS eller radiosignaler, där det synkroniserar varje maskin i ett nätverk till.

Eftersom NTP säkerställer att varje enhet hålls exakt till denna källtid och ignorerar de opålitliga systemklockorna, kan hela nätet hållas synkroniserat med varje maskin inom fraktioner av en sekund av varandra.

Medan många av oss är medvetna om GPS (Global Positioning System) som navigationsverktyg och många av oss har "sat navs" i våra bilar, men GPS-nätverket har en annan användning som också är viktigt för våra dagliga liv, men få människor inser det.

GPS-satelliter innehåller atomklockor som sänder jord till en exakt tidssignal; Det är den här sändningen som satellitnavigeringsenheter använder för att beräkna global position. Det finns dock andra användningar för denna tidssignal förutom navigering.

Nästan alla datanät hålls exakta till en atomur. Detta beror på att mindre noggrannhet i ett nätverk kan leda till problem, från säkerhetsproblem till dataförlust. De flesta nätverk använder en form av NTP (Network Time Protocol) för att synkronisera sina nätverk, men NTP kräver en huvudkälla för att synkronisera till.

GPS är idealisk för detta, inte bara det är en klocka med atomklockor, vilket NTP kan beräkna UTC (Coordinated Universal Time) från, vilket innebär att nätverket kommer att synkroniseras med alla andra UTC-nätverk på jorden.

GPS är en idealisk källa till tid eftersom den är tillgänglig bokstavligen överallt på planeten så länge som GPS-antennen har en klar bild av himlen. Och det är inte bara datanät som kräver atomur, alla slags teknologier kräver noggrann synkronisering: trafikljus, CCTV-kameror, flygkontroll, internetservrar, faktiskt många moderna applikationer och teknik utan att vi inser att den hålls sanna vid GPS-tid .

Topp använda GPS som källa till tid, a GPS NTP-server krävs. Dessa kopplar till routrar, växlar eller annan teknik och mottar en vanlig tidssignal från GPS-satelliterna. De NTP-server distribuerar sedan den här tiden över nätverket, med protokollet NTP ständigt kontrollerar varje enhet för att säkerställa att den inte driver.

GPS NTP-servrar är inte bara korrekta, de är också mycket säkra. Vissa nätverksadministratörer använder Internet-tidsservrar som en källa till tid men det kan leda till problem. Inte bara är noggrannheten i många av dessa källor tvivelaktig, men signalerna kan kapas av skadlig programvara som kan bryta mot brandväggen och orsaka kaos.

Många moderna datanätverk kör nu Microsofts senaste operativsystem Window 7, som har många nya och förbättrade funktioner, inklusive möjligheten att synkronisera tiden.

När en Windows 7-maskin startas upp, till skillnad från tidigare inkarnationer av Windows, försöker operativsystemet automatiskt synkronisera till en tidsserver över internet för att säkerställa att nätverket körs korrekt tid. Men medan denna anläggning ofta är användbar för bostadsanvändare, kan det för företagens nätverk orsaka många problem.

För det första måste företagets brandvägg ha en öppen port (UDP 123) för att tillåta den här synkroniseringsprocessen att tillåta regelbunden överföring av tid. Detta kan orsaka säkerhetsproblem som skadliga användare och bots kan dra nytta av den öppna porten för att tränga in i företagsnätverket.

För det andra, medan internet tidsservrar är ofta ganska korrekta, det kan ofta bero på ditt avstånd från värden och eventuell latens som orsakas av nätverket eller internetanslutningen kan ytterligare orsaka felaktigheter, vilket innebär att systemet ofta kan vara mer än flera sekunder bort från den föredragna UTC-tiden (Samordnad Universal Time ).

Slutligen, eftersom internetkällor är stratum 2-enheter, det vill säga de är servrar som inte tar emot en förstahandskod, men får istället en andrahandskälla från en stratum 1-enhet (dedikerad NTP tidsserver - Network Time Protocol), vilket också kan leda till felaktighet. Dessa stratum 2-anslutningar kan också vara mycket upptagna för att hindra ditt nätverk från att komma åt tiden under längre perioder som riskerar att driva.

För att säkerställa korrekt, pålitlig och säker tid för ett Windows 7-nätverk finns det verkligen ingen ersättning än att använda din egen stratum 1 NTP-tidsserver. Dessa är lättillgängliga från många källor och är inte särskilt dyra men den sinnesfrid de ger är ovärderlig.

Stratum 1 NTP-tidsservrar Ta emot en säker tidsignal direkt från en klockklocka. Tidsignalen är extern till nätverket, så det finns ingen risk för att det kapas eller behöver ha öppna portar i brandväggen.

Eftersom tidssignalerna kommer från en direkt klockkälla är de dessutom mycket noggranna och har inga latensproblem. De signaler som används kan antingen vara via GPS (Global Positioning System satelliter har atomklockor ombord) eller från radiosändningar som sänds av nationella fysiklaboratorier som NIST i USA (sänds från Colorado), NPL i Storbritannien (överförd form Cumbria) eller deras tyska motsvarighet (från Frankfurt).

Vi tar det självklart att en dag är tjugofyra timmar. Faktum är att vår kropps cirkadiska rytm äntligen är inställd för att klara av en 24-timdags. En dag på jorden var dock inte alltid 24 timmar lång.

I de tidiga dagarna av jorden var en dag otroligt kort - bara fem timmar lång, men vid tiden för juraperioden, när dinosaurierna strök på jorden, hade en dag förlängts till omkring 22.5 timmar.

Självklart nu är en dag 24-timmar och har varit sedan människor utvecklats, men vad har orsakat denna gradvisa förlängning. Svaret ligger hos månen.

Månen brukade vara mycket närmare jorden och effekten av dess tyngdkraft var därför mycket starkare. När månen driver tidvattensystem, var dessa mycket starkare i jordens tidiga dagar, och konsekvensen var att jordens snurrning saktade sig, månens tyngdkraft och tidvattenstyrkor slog ut på jorden, som liknade en broms på rotationen av planeten.

Nu är månen längre bort, och fortsätter att röra sig ännu längre, men månens effekt känns fortfarande på jorden, med konsekvensen att jordens dag fortfarande saktar ner, om än minutiöst.

Med moderna atomur, det är nu möjligt att redogöra för denna långsamma och den globala tidsskala som används av de flesta tekniker för att säkerställa tidssynkronisering, UTC (Samordnad universell tid) måste ta hänsyn till denna gradvisa bromsning, annars beror på den extrema noggrannheten hos atomur, så småningom skulle dagen gå in på natten när jorden saktade och vi justerade inte våra klockor.

På grund av detta, en eller två gånger om året, läggs en extra sekund till den globala tidsskalaen. Dessa hopp-sekunder, som de är kända, har lagts till sedan 1970: s när UTC först utvecklades.

För många moderna tekniker där millisekunds noggrannhet krävs, kan detta orsaka problem. Lyckligtvis med NTP-tidsservrar (Network Time Protocol) dessa språng sekunder redovisas automatiskt, så alla tekniker ansluts till en NTP-server behöver inte oroa sig för denna avvikelse.

NTP-servrar används av tidskänslig teknik och datanät över hela världen för att säkerställa exakt och exakt tid hela tiden, oavsett vad de himmelska kropparna gör.

Fortsatt…

De flesta städer skulle ha en huvudklocka, till exempel Big Ben i London, och för de som bodde i närheten var det ganska lätt att titta ut genom fönstret och justera kontors- eller fabrikklockan för att säkerställa synkronisitet. Men för andra som inte med tanke på dessa tornklockor användes andra system.

Vanligtvis skulle någon med fickficka ställa in tiden vid tornklockan på morgonen och sedan gå runt företag och för en liten avgift, låt folk veta exakt vad tiden var och sålunda möjliggöra för dem att justera kontoret eller fabrikens klocka för att passa .

När järnvägen började och tidtabeller blev viktiga var det tydligt att en mer exakt metod för att hålla tid behövdes, och då var den första officiella tidskalan utvecklad.

Som klockor var fortfarande mekaniska, och därför felaktiga och benägna att drifta, vände samhället igen till den mer exakta kronometeren, solen.

Det bestämdes att när solen var direkt över en viss plats skulle det signalera middag på denna nya tidsskala. Plats: Greenwich, i London, och tidsskalan, ursprungligen kallad järnvägstid, blev så småningom Greenwich Meantime (GMT), en tidsskala som användes tills 1970: s.

Nu är det naturligtvis med atomklockor, tiden är baserad på en internationell tidsskala UTC (Koordinerad Universal Time), även om dess ursprung fortfarande är baserat på GMT och ofta är UTC fortfarande refererad till som GMT.

Nu med tillkomsten av internationell handel och globala datanätverk, UTC används som grund för nästan all internationell tid. Datanät distribuerar NTP-servrar för att säkerställa att tiden på sina nätverk är korrekta, ofta till tusen sekund till UTC, vilket innebär att datorerna tippar med samma exakta tid, oavsett om det är i London, Paris eller New York, UTC är UTC används för att säkerställa att datorer överallt kan exakt kommunicera med varandra, förhindra de fattiga felaktigheterna tidssynkronisering kan orsaka.

Den moderna världen är en liten. Nuförtiden är du lika sannolikt att kommunicera över Atlanten när du handlar med din granne, men det kan orsaka svårigheter - som någon som försöker få tag på någon över andra sidan världen kommer att veta.

Problemet är naturligtvis dags. Det finns 24 tidszoner på jorden vilket innebär att människor du kanske vill prata med över andra sidan världen, ligger i sängen när du är vaken - och vice versa.

Kommunikation är inte heller ett problem för oss människor heller; Mycket av vår kommunikation sker via datorer och annan teknik som kan orsaka ännu fler problem. Inte bara för att tidszoner är annorlunda än klockor, oavsett om de är de som driver en dator eller en väggklocka på kontoret, kan drifta.

Tidssynkronisering Det är därför viktigt att se till att den enhet du kommunicerar med har samma gång, oavsett vilken transaktion du utför, kan det leda till fel som att ansökan misslyckas, att data går vilse eller att maskinerna tror att en åtgärd har ägt rum när den inte har det.

Koordinerad universell tid

Samordnad universell tid (UTC) är en internationell tidsplan. Det tar ingen hänsyn till tidszoner och hålls sant genom en konstellation av atomur - exakta klockor som inte drabbas av drift.

UTC kompenserar också för saktningen av jordens snurr genom att lägga till språng sekunder för att säkerställa att det inte finns någon drift som i slutändan skulle leda till att middagstid går mot natten (om än i många årtusenden, så långsamt är jordens saktning).

De flesta tekniker och datanät över hela världen använder UTC som sin källa till tid, vilket gör global kommunikation mer genomförbar.

Network Time Protocol och NTP Time Servers

Att ta emot UTC-tid för ett datanätverk är jobbet hos NTP tidsserver. Dessa enheter använder Network Time Protocol för att distribuera tiden till all teknik på NTP-nätverket. NTP-tidsservrar ta emot tidskällan från ett antal olika källor.

• Internet - även om internetkällor kan vara osäkra och opålitliga
• GPS (Global Positioning System) - Användning av atomklockor från navigationssatelliter.
• Radiosignaler - sänds av nationella fysiklaboratorier som NPL och NIST.

Den nya brittiska regeringen är att se igen på ständig debatt om att byta klockor under sommarmånaderna från GMT (Greenwich Mean Time) till British Summer Time (BST).

Medan flytten är kontroversiell, med många i Skottland i norra Storbritannien, som inte vill anta förändringen på grund av de längre mörka vinterdagarna, upplever de sig över resten av landet - flyttningen skulle hjälpa till att synkronisera Storbritannien med övriga Europa .

Trots att den ligger i Europeiska unionen, har Storbritannien en annan tidsplan till resten av Europa. Människor från Storbritannien som reser utomlands måste föra sina klockor en timme varje gång de reser till fastlandet.

I de nya förslagen kommer sommartid fortfarande att fortsätta, men standard vintertid kommer att gå en timme och ytterligare en timmes utveckling för sommaren - vet som dubbelt brittisk sommartid - så att Storbritannien kan ha samma tid som Europa.

Men trots problemen skulle en sådan förändring behöva människor; tekniken påverkas inte av någon ändring i sommartid.

UTC-tid

Teknik, t.ex. datanätverk, alla använder en universell tid - UTC (Coordinated Universal Time). UTC är en global tidsplan som hålls sant vid en internationell konglomering av atomur. Det innebär att du har ett brittiskt baserat datanätverk, eller en på andra sidan världen, till tekniken - tiden är densamma.

De flesta tekniker får den här tiden från en klockklocka med hjälp av enheter som kallas NTP-servrar (efter tidsprotokollet: Network Time Protocol). NTP-servrar utnyttja atomklockorna ombord på GPS-satelliter, så att de inte bara kan leverera en exakt tidskälla, men de kan försäkra sig om att tidskällan aldrig driver.

Andra metoder för att få en atomklocka källa till tiden inkluderar att använda mediumvågsöverföringar sända av platser som Storbritanniens National Physical Laboratory (NPL) eller American National Institute for Standards and Time.

NTP-servrar se till att oavsett var du befinner dig i världen är källa till tid som dina datorer och teknik utnyttjar alltid samordnad universell tid - oavsett vilken tid på året som helst.

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

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

Windows 7 och tidssynkronisering

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

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

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

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

Stratum 1 NTP-tidsservrar

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

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

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

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

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

Problem för tidssynkronisering

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

• GPS tidssignaler
• Radio refererade tidssignaler

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

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