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.

Det här inlägget skrevs av Richard N Williams

Richard N Williams är en teknisk författare och en specialist i NTP-server och tid Synkronisering industrin. Richard N Williams på Google+