Det verkar som om nästan alla bilens instrumentpanel har en GPS-mottagare uppe på toppen. De har blivit otroligt populära som ett navigationsverktyg med många människor som lita på dem enbart för att arbeta sig runt vägnätet.

De Global Positioning System har funnits i några år nu men ursprungligen konstruerades och byggdes för amerikanska militära tillämpningar men utvidgades för civilt bruk efter en katastrof i flygbolaget.

Även om det är otroligt användbart och bekvämt ett verktyg, är GPS-systemen relativt enkla i sin funktion. Navigationen fungerar med hjälp av en konstellation av 30 eller så satelliter (det finns en hel del fler som kretsar men inte längre är i drift).

De signaler som skickas från satelliterna innehåller tre bitar av information som mottas av satelliterna i våra bilar.

Den informationen innehåller:

* Den tid meddelandet skickades

* Satellitens orbitalposition (känd som efemeren)

* Den allmänna systemhälsan och banorna hos de andra GPS-satelliterna (känd som almanackan)

Det sätt på vilket navigationsinformationen utarbetas är att använda informationen från fyra satelliter. Den tid signalerna lämnade var och en av satelliterna registreras av satellitnavtagaren och avståndet från varje satellit utarbetas sedan med hjälp av denna information. Genom att använda informationen från fyra satelliter är det möjligt att uträtta exakt var satellitmottagaren är denna process känd som triangulering.

Att uträtta exakt var du befinner dig i världen är dock beroende av fullständig noggrannhet i de tidssignaler som sänds av satelliterna. Eftersom signaler som GPS-resan vid ljusets hastighet (ungefär 300,000 km en sekund genom ett vakuum) kunde en en sekunds felaktighet se positioneringsinformation ut med 300 kilometer! För närvarande är GPS-systemet noggrant på fem meter vilket visar hur exakt den tidsinformation som sänds av satelliterna är.

Denna höga noggrannhet är möjlig eftersom varje GPS-satellit innehåller atomur. Atomur är otroligt noggranna beroende av de oväldiga oscillationerna hos atomer för att hålla tid - faktiskt kommer varje GPS-satellit att köra i över en miljon år innan den kommer att drifta med så mycket som en sekund (jämfört med den genomsnittliga elektroniska klockan som kommer att drivas med en sekund i en vecka eller två)

På grund av denna höga noggrannhet kan atomklockorna ombord GPS-satelliter användas som en källa till exakt tid för synkronisering av datanät och andra enheter som kräver synkronisering.

Ta emot denna tidsignal kräver användning av a NTP GPS-server som kommer att synkronisera med satelliten och distribuera tiden till alla enheter på ett nätverk.

Håll datorer synkroniserade på ett nätverk är avgörande, särskilt om nätverket i fråga handlar om tidskänsliga transaktioner. Om du inte behåller ett nätverkssynkroniserat kan det orsaka kaos som leder till fel, sårbarheter och oändliga problem med felsökning.

Men med antalet online-tidsservrar tillgängliga från välrenommerade platser som NIST eller Microsoft frågas man oftast om varför datanät måste synkroniseras med en extern NTP-tidsserver.

Dessa dedikerade NTP-enheter ses ofta som en onödig kostnad och många nätverksadministratörer avstår enkelt från dem och ansluter till en online-tidsserver, efter allt gör det samma jobb inte det?

Egentligen finns det två huvudorsaker till varför NTP-tidsservrar är inte bara viktiga men nödvändiga för de flesta datornätverk och att förbise dem kan vara kostsamma på många sätt.

Låt mig förklara. Den första anledningen till att en extern NTP-server är viktigt är noggrannhet. Det är inte så att internetkällor i allmänhet är felaktiga (även om många är) men det är frågan om avstånd som tidsreferensen måste resa. Vidare, i tider då anslutningen är vilse - oavsett om det är ett lokalt anslutningsfel eller tidsservern själv går ner - nätverket börjar drifta tills anslutningen återställs.

För det andra och kanske viktigast är säkerhetsfrågorna involverade i att använda en Internet-tidskälla. Det största problemet är att om din anslutning till en tidsserver genom den då en öppen port (UDP 123 från NTP-förfrågningar) måste lämnas öppen, och som med någon öppen port som kan användas som en gateway för skadlig programvara och användare.

Anledningen dedikerade NTP-tidsservrar är avgörande för datanät är att de arbetar helt oberoende och externt till nätverks brandvägg. Istället för att få tillgång till en tidskälla över Internet använder de antingen GPS- eller radiosändningar för att få tiden. Och därigenom kan de tillhandahålla korrekt tid hela tiden utan rädsla för att förlora en anslutning eller tillåta en otäck trojan genom brandväggen.

Vi lever i en snabb värld där tiden är viktig. I vissa industrier kan även en sekund göra skillnaden. Millioner dollar byts ut händer i börsen varje sekund och aktiekurserna kan stiga eller dunkla.

Att få rätt pris vid rätt tidpunkt är viktigt för handel på en så snabb penningmarknad och perfekt nätverkssynkronisering är det väsentliga för att kunna göra det hänt.

Att säkerställa att varje maskin som handlar i aktier, aktier och obligationer har rätt tid är avgörande för att människor ska handla på derivatmarknaden, men när handlare sitter i olika delar av världen, hur kan detta eventuellt uppnås.

Lyckligtvis samordnad universell tid (UTC), en global tidsplan utvecklad efter utvecklingen av atomklockor, tillåter samtidigt att styra varje näringsidkare, oavsett var de befinner sig i världen.

Eftersom UTC är baserat på atomur tid och hålls exakt av en konstellation av dessa klockor är den hög pålitlig och korrekt. Och branscher som börsen använder UTC för att styra tiden på sina datanät.

Datornätets tidssynkronisering uppnås i datanät genom att använda NTP-server (Network Time Protocol). NTP-servrar mottar en källa till UTC från en atomklockreferens. Det här är antingen från GPS-nätverket eller via specialradioöverföringar (den är tillgänglig via internet också men är inte lika pålitlig).

När den har tagits emot distribuerar NTP-servern den mycket exakta tiden i hela nätverket och kontrollerar kontinuerligt varje enhet och arbetsstation för att säkerställa att klockan är så exakt som möjligt.

Dessa nätverk tidsservrar kan hålla hela nätverket av hundratals och tusentals maskiner i perfekt synkronisering - inom några millisekunder av UTC!

Att säkerställa ett datanätverk är att tidssynkroniserad är avgörande för moderna datanät. Synkronisering, inte bara mellan olika maskiner i ett nätverk, men också varje datanätverk som kommunicerar med andra nätverk måste synkroniseras med dem också.

UTC (Coordinated Universal Time) är en global tidsplan som gör det möjligt att synkronisera nätverk på andra håll i världen. Synkronisering av ett nätverk till UTC är relativt enkelt tack vare NTP (Network Time Protocol) mjukvaruprotokollet utformat för detta ändamål.

De flesta operativsystem, inklusive den senaste Microsoft Incarnation Windows 7, har en version av NTP (ofta i en förenklad form som kallas SNTP), vilket gör att en enda källa kan användas för att synkronisera varje dator och enhet i ett nätverk.

Att välja en källa för denna tidsreferens är den enda verkliga svårigheten att synkronisera ett nätverk. Det finns tre huvudplatser där UTC-tid kan exakt mottas från:

Internet Time

Det finns många källor till internettid och den senaste versionen av Windows (Windows 7) synkroniseras automatiskt till Microsofts tidsserver time.windows.com, så om Internet-tid är tillräckligt Windows 7-användare behöver inte ändra sina inställningar. Men för datanät där säkerhet är ett problem kan internetkällor låta ett system vara sårbart, eftersom tiden måste tas emot genom brandväggen, vilket tvingar en UDP-port att stå öppen. Detta kan användas av skadliga användare. Dessutom finns det ingen autentisering med en internetkälla så att tidskoden kan kapas innan den kommer till ditt nätverk.

GPS-tid

Tillgängligt bokstavligen överallt på klotet, ger GPS en 24-timmars, 365-dagar-ett-årskälla för UTC-tid. Levereras externt till brandväggen via GPS-satellitsignalen, tidssynkronisering med GPS är korrekt och säkert.

Radioöverföringar

Vanligtvis sänds av nationella fysiklaboratorier som NIST i USA och Storbritannien NPL, tidssignalerna mottas via longwave och är också externa mot brandväggen så är de säkra och korrekta.

A dedikerad NTP tidsserver kan ta emot både radio och GPS-tidssignal som garanterar noggrannhet och säkerhet.

Windows 7 är det senaste operativsystemet från Microsoft. Byter den ganska nedslående Windows Vista, lovar Windows 7 att korrigera de brister som gjorde sin föregångare så impopulär.

En av de förändringar som Windows 7 gör är att den automatiskt synkroniserar tiden med Windows Time-tjänsten som finns på windows.time.com. Även om detta är en exakt stratum 2-tidsserver, som hanteras av Microsoft, kan den ändras för en annan källa till Internet-tid. Men även Microsoft rekommenderar att Internet-tidskällor inte används för datanätverk eftersom de inte kan verifieras av tidprotokollet NTP (Network Time Protocol). Dessutom behöver en internetkälla en port kvar i brandväggen för att tidssignalerna ska kunna genomföras. En öppen port i en brandvägg kan användas av en skadlig användare för att få tillgång till nätverket.

För en säker, autentiserad och korrekt metod för att synkronisera ett Windows 7-nätverk, är det klokt att använda a dedikerad nätverkstidsserver. De flesta av dessa tidsservrar använder protokollet NTP (Network Time Protocol) som enkelt kan distribuera en enstelserver i ett nätverk av hundratals och till och med tusentals maskiner.

Tidsservrar ansluts direkt till routern / strömbrytaren för nätverket eller kan installeras på en enda maskin. Snarare än att förlita sig på Internet för en källa till tid och riskerar att lämna brandväggarna UDP-porten öppen, dedikerad NTP-tidsservrar Använd antingen GPS-signalerna eller långvågsradiotransmissionsöverföringarna från nationella fysiklaboratorier som MSF-signalen sänds av Storbritanniens NPL och USA: s WWVB-signal sänds av NIST.

Eftersom dessa signaler är externa mot brandväggen och kan autentiseras av NTP för att upprätta signalernas auktoritet och är en mer exakt och säker metod för synkronisera ett Windows 7-nätverk.

Vi lever och arbetar i en helt annan värld än den som många av oss föddes i. Vi är nu lika sannolika att köpa något från hela internet som promenad längs kolgatan. Och stor affär och handel har också förändrats med att marknaden blir verkligt global och internet är det vanligaste verktyget för handel.

Handel globalt ger sina problem men som olika tidsplaner styr olika länder över hela världen. För att säkerställa paritet infördes en global tidsplan i 1970s vetande Koordinerad universell tid (UTC). Men eftersom e-handel avancerade så behövde det vara nödvändigt att säkerställa korrekt synkronisering till UTC.

Det största problemet är att de flesta klockor och klockor, inklusive de inbyggda i datorns moderkort, är mottagliga för drift. Och eftersom olika maskiner kommer att drivas i olika takt, kan global kommunikation och e-handel vara omöjlig. Tänk bara på skillnaden som en sekund kan göra på marknadsplatser som börsen, där förmögenheter är vunna eller förlorade, eller när du köper platsbokningar online, vad skulle hända om någon på en dator med långsammare klocka bokade samma plats efter dig, den Datorns tidstämplar visar den person som bokats före dig.

Andra oförutsedda fel kan uppstå, även i interna nätverk, när datorer körs olika gånger. Data kan gå vilse, fel kan vara svårt att logga, spåra och fixa och skadliga användare kan dra nytta av tiden förvirring.

För att säkerställa en sann global synkronisering kan datanätverk synkronisera till en atomur som tillåter att alla datorer i ett nätverk o ligger inom några millisekunder av UTC. Beräkna nätverksanvändning NTP-servrar (Network Time Protocol) för att säkerställa korrekt synkronisering, mest NTP-servrar Ta emot klockan från antingen GPS-satelliter av radiofrekvenser.

Atomur är de mest korrekta chronometrarna vi har. De är miljontals gånger mer exakta än digitala klockor och kan hålla tid i hundratals miljoner år utan att förlora så mycket som en sekund. Deras användning har revolutionerat hur vi lever och arbetar och de har möjliggjort teknologier som satellitnavigationssystem och global onlinehandel.

Men hur fungerar de? Konstigt nog arbetar atomklockor på samma sätt som vanliga mekaniska klockor. Men snarare än att ha en spiralfjäder och massa eller pendel använder de oscillationerna av atomer. Atomklockor är inte radioaktiva eftersom de inte är beroende av atomavfall istället förlitar de sig på de små vibrationerna vid vissa energinivåer (oscillationer) mellan en atoms och kärnans elektroners kärna.

När atomen mottar mikrovågsenergi vid exakt den rätta frekvensen, ändras energitillståndet, det här tillståndet är konstant oförändrat och oscillationerna kan mätas precis som en fästning i en mekanisk klocka. Men medan mekaniska klockor kryssar varje sekund, atomur "tick" flera miljarder gånger i sekund. När det gäller cesiumatomer, som oftast används i atomur, tickar de 9,192,631,770 per sekund - vilket är nu den officiella definitionen av en sekund.

Atomklockor styr nu hela det globala samhället som en universell tidsplan UTC (Coordinated Universal Time) baserat på atomur tid har utvecklats för att säkerställa synkronisering. UTC atomklocka signaler kan tas emot av tidtidsservrar i nätverket, ofta kallad NTP-servrar, som kan synkronisera datornätverk inom några millisekunder av UTC.

Din dator gör förmodligen hundratusentals uppgifter per dag. Om det är en del av ett nätverk kan antalet uppgifter vara miljoner. Från att skicka e-postmeddelanden till att spara data, och allt annat som datorn har till uppgift att göra, loggas de alla av datorn eller servern.

Datorer använder tidsstämplar till logotypprocesser och faktiskt används tidstämplar som den enda metod som en dator måste ange när och om en uppgift eller applikation har genomförts. Tidstämplar är normalt ett 16- eller 32-bittal (ett långnummer) som räknar tillbaka sekunderna från en toppperiod - normalt 01 januari 1970.

Så för varje uppgift som din dator gör kommer den att stämplas med antalet sekunder från 1970 som transaktionen genomfördes. Dessa tidstämplar är den enda informationen ett datorsystem måste kontrollera vilka uppgifter som har genomförts och vilka uppgifter som ännu inte har börjat införas.

Problemet med datanät på mer än en maskin är att klockorna på enskilda enheter inte är noggranna nog för många moderna tidskänsliga applikationer. Datorklockor är benägna att driva de är vanligtvis baserade på billiga kristalloscillatorkretsar och kan ofta drifta med över en sekund om dagen.

Det här kanske inte verkar mycket, men i dagens tidskänsliga värld kan det vara en lång tid, särskilt när man tar hänsyn till behoven hos branscher som börsen där en sekund kan vara skillnaden i pris på flera procent eller online-platsreservering, där en sekund kan göra skillnaden mellan en ledig plats och en som säljs.

Denna drift är också ackumulativ så att datorns system inom några minuter inte kan synkroniseras och det kan få dramatiska effekter på tidskänsliga transaktioner och kan leda till alla möjliga oväntade problem från e-postmeddelanden som inte kommer som en dator anser att de har anlänt innan de har skickats till uppgifter som inte säkerhetskopieras eller helt förlorats.

En NTP-tidsserver or nätverk tidsserver blir alltmer viktiga redskap för det moderna datornätverket. De får en exakt tidskälla från en atomur och distribuerar den till alla enheter på nätverket. Eftersom atomklockor är otroligt korrekta (de kommer inte att svänga med en sekund, även i ett 100,000-år) och protokollet NTP (Network Time Protocol) kontrollerar ständigt enhetens tid mot klockan i huvudklockan - det betyder att datornätverket kan köra perfekt synkroniserat med varje enhet inom några millisekunder av atomuret.

När vi överväger de viktigaste uppfinningarna av de senaste 100-åren, kommer få få människor att tänka på en atomklocka. Faktum är att om du frågar någon att komma med en topp tio av uppfinningar och innovationer är det tveksamt om klockan skulle övertyga dig alls.

Det är nog inte svårt att föreställa sig vad folk tycker om som de mest livsförändrade uppfinningarna: Internet, mobiltelefoner, satellitnavigationssystem, mediaspelare etc.

Men nästan alla dessa tekniker bygger på exakt och exakt tid och de skulle inte fungera utan det. Atomklockorna ligger i hjärtat av många av de moderna innovationer, teknologier och applikationer som är associerade med dem.

Låt oss ta Internet som ett exempel. Internet är i sin enklaste form ett globalt nätverk av datorer, och detta nätverk sträcker sig över tidszoner och länder. Nu överväga några av de saker vi använder på Internet för: online-auktioner, internetbanker eller platsbokning till exempel. Dessa transaktioner kunde inte vara möjliga med exakt och exakt tid och synkronisering.

Tänk dig att boka en plats på ett flygbolag på 10am och sedan försöker en annan kund boka samma plats efter en dator med en långsammare klocka. Datorn har bara tid att gå vidare så kommer att överväga den person som bokade efter att du varit den första kunden eftersom klockan säger så! Detta är anledningen till att alla nätverksnätverk som kräver tidskänsliga transaktioner är kopplade till a NTP-server att ta emot och distribuera en atomur klocktid signal.

Och för annan teknik är klockan ännu viktigare. Satellitnavigering (GPS) är ett utmärkt exempel. GPS (Global Positioning System) fungerar genom triangulära atomklocka signaler från satelliter. På grund av den höga hastigheten på radiovågor kunde en felaktighet hos 1-sekunden se en satellit-enhet av 100,000 km.

Även andra tekniker från mobilnät till flygkontrollsystem är helt tillförlitliga på atomur som visar hur underrated denna teknik är.

Nätverkssäkerhet är avgörande för de flesta affärssystem. Även om e-postvirus och attacker mot benägenhet för beteende (DoS attack) kan orsaka huvudvärk på våra hemsystem, för företag kan dessa typer av attacker få ett nätverk för dagar - kostar företag hundratals miljoner varje år i förlorade intäkter.

Att hålla ett nätverk säkert för att förhindra denna typ av skadlig attack är vanligtvis av största vikt för nätverksadministratörer, och medan de flesta investerar kraftigt i vissa former av säkerhetsåtgärder är det ofta sårbarheter som oavsiktligt lämnas utsatta.

brandväggar är det bästa stället att börja när du försöker utveckla ett säkert nätverk. En brandvägg kan implementeras i antingen hårdvara eller mjukvara, eller oftast en kombination av båda. Brandväggar används för att förhindra obehöriga användare att komma åt privata nätverk som är anslutna till Internet, särskilt lokala intranät. All trafik som kommer in eller lämnar intranätet passerar genom brandväggen, som granskar varje meddelande och blockerar de som inte uppfyller de angivna kriterierna.

Antivirus mjukvara fungerar på två sätt. För det första fungerar det på samma sätt som en brandvägg genom att blockera allt som identifieras i sin databas som eventuellt skadligt (virus, trojaner, spionprogram mm). För det andra används antivirusprogrammet för att upptäcka och ta bort befintlig skadlig kod på ett nätverk eller en arbetsstation.

En av de mest överkannade aspekterna av nätverkssäkerhet är tidssynkronisering. Nätverksadministratörer misslyckas också med att inse vikten av synkronisering mellan alla enheter på ett nätverk. Att misslyckas med att synkronisera ett nätverk är ofta ett vanligt säkerhetsproblem. Inte bara kan skadliga användare dra nytta av datorer som körs vid olika tidpunkter, men om ett nätverk drabbas av en attack kan det vara nästan omöjligt att identifiera och korrigera problemet om alla enheter körs på en annan tid.

Även när en nätverksadministratör är medveten om vikten av tidssynkronisering gör de ofta ett gemensamt säkerhetsfel när man försöker synkronisera sitt nätverk. I stället för att investera i en dedikerad tidsserver som får en säker källkod för UTC (Coordinated Universal Time) externt från deras nätverk med atomklocka källor som GPS, vissa nätverksadministratörer väljer att använda en genväg och använda en källa till Internet-tid.

Det finns två stora säkerhetsproblem vid användandet av Internet som en tidsserver. För det första måste en UDP-port (123) lämnas öppen i brandväggen för att tillåta tidskoden via nätverket. Detta kan utnyttjas av skadliga användare som kan använda den här öppna porten som en ingång till nätverket. För det andra, den inbyggda säkerhetsåtgärden som används av tidsprotokollet NTP, som kallas autentisering, fungerar inte över Internet vilket innebär att NTP inte har någon garanti att tidssignalen kommer från var den ska.

För att säkerställa att ditt nätverk är säkert är det inte dags att investera i en extern dedikerad NTP tidsserver?