Skriven av Richard Williams för Galleon Systems

Noggrannhet i tidsåtgärder blir för evigt allt viktigare i den moderna globala ekonomin. Branscher och affärer runt om i världen kommunicerar nu ofta med varandra trots tidszonskillnaderna.

Det var en tid då några eller flera minuter här eller det var sällan fråga, men nu vet vi exakt vilken tid det har blivit allt viktigare, eftersom konferenssamtal och webben över internet är planerade som en del av regelbunden verksamhet.

Global Timescale

Lyckligtvis för att förhindra huvudvärk att arbeta ut alla de olika tidszoner du kanske måste hantera finns det en global tidsplan som nu antas av det globala samhället. UTC (Coordinated Universal Time) är en atomurstyrd tid som används globalt och hålls exakt och exakt av fysiklaboratorier runt om i världen.

UTC möjliggör korrekt kommunikation och formulär och används av många avancerade teknologier för att säkerställa noggrannhet, såsom nätverks-tidsservern (NTP-server - Network Time Protocol). Ofta mottar dessa enheter UTC-tiden direkt från atomklockor tack vare radiosändningar från personer som NIST (USA: s nationella institut för standarder och tid) och NPL (Storbritanniens nationella fysiska laboratorium)

Atomväggar

Och när det gäller människor som berättar tiden, kan samma radiosignaler också användas av en atomväggur. Atomväggar, trots vad namnet antyder, är inte atomur. I grunden består de av en vanlig klockanordning och en radioantenn och mottar. Atomklockans signaler som sänds av fysiklaboratorierna kan tas emot och klockan justerar sig regelbundet för att säkerställa att klockan är korrekt på UTC till den andra.

Tidsynkronisering är en kritisk aspekt för modern databehandling, särskilt när datorer är på ett nätverk eller behöver kommunicera med andra nätverksmaskiner.

Timestämplar är avgörande för datorerna att erkänna när en händelse inträffade och det är den enda informationen de måste kontrollera om en händelse har inträffat. Utan exakta tidsstämplar kan konsekvenserna innefatta:

• Förlust av data
• Svårt att logga fel
• Svårt att felsöka
• Underlåtenhet att spara
• Tidskänsliga program kan misslyckas

Moderna operativsystem som Windows 7 har automatisk synkroniseringsprogram installerad. W32Time har varit en del av Microsofts olika generationer av operativsystem under en tid men i Windows 7 är den inställd på att vara på (istället för att användaren måste ställa in den) - synkronisera din dator rakt ur rutan.

Med en sådan NTP (Network Time Protocol) -baserad synkronisering tillgänglig med hjälp av internettidsservrar (vanligtvis Microsoft och NIST) kan många undra om en dedikerad tidsserver fortfarande krävs.

Problem med Internet Time Servers

Det finns flera nackdelar med att använda denna Internet-tid som källa till UTC (Koordinerad Universal Time - den globala tidsskala kallas ofta GMT).

Den första och viktigaste nackdelen med internet-tidsservrar är deras plats genom brandväggen. Att behöva förlita sig på en källa över internet innebär att TCP-porten är öppen - en viktig säkerhetssvaghet som kan användas av skadliga användare eller bots.

En annan nackdel med internettidsservrar är deras brist på garanterad noggrannhet. Medan platser som NIST (National Institute for Standards and Time) och Microsoft har tillförlitliga och korrekta tidsservrar - kan noggrannheten vara beroende av hur långt du befinner dig från. Och många andra tidsservrar som är tillgängliga som källa till internettid är mindre tillförlitliga - och eftersom NTP inte kan autentisera en tidssignal från hela internet kan det vara svårt att bedöma.

Fördelar med en extern NTP-server

Dedikerad externa NTP-servrar är mycket säkrare. De får sin koppling från GPS-satelliter av Long Wave-överföringar så att signalerna inte kan avlyssas av datorhackare eller skadlig programvara. NTP kan också autentisera signalerna så att du vet var de kommer ifrån och hur exakta de är.

Med tiden som är så viktig på moderna nätverksdatorer kan risken med internettiden kosta mycket mer än någon mindre investering i en dedikerad NTP tidsserver.

Skriven av Richard N Williams för Galleon Systems

Sedan dess släppt till den civila befolkningen har Global Positioning System (GPS) förbättrats och förbättrat vår värld kraftigt. Från satellitnavigering till exakt tid som används av NTP-servrar (Network Time Protocol) och mycket eller vår moderna världs teknik.

Och GPS har under flera år varit Global Navigation Satellite Systems (GNSS) och används över hela världen, men tiden förändras nu.

Det finns nu tre andra GNSS-system i horisonten som inte bara fungerar som konkurrens för GPS men kommer också att öka dess precision och noggrannhet.

Glonass är ett ryskt GNSS-system som utvecklades under det kalla kriget. Men efter Sovjetunionens fall föll systemet i förfall, men det har äntligen blivit ombyggt och är nu upp och tillbaka.

Glonass-systemet används nu som ett navigationshjälpmedel från ryska flygbolag och deras akuttjänster med GNSS-mottagare i bilen rullas också ut för att den allmänna befolkningen kan använda. Och Glonass-systemet tillåter också tidssynkronisering med NTP-tidsservrar eftersom den använder samma atomurteknik som GPS.

Och Glonass är inte den enda konkurrensen om GPS heller. Det europeiska Galileo-systemet är på spår med de första satelliterna som förväntas lanseras i slutet av 2010 och det kinesiska kompasssystemet förväntas också vara online snart vilket kommer att göra fyra helt operativa GNSS-system som kretsar över jordens bana.

Och det här är bra nyheter för dem som är intresserade av ultrasnittsynkronisering, eftersom systemen borde vara interoperabla, vilket innebär att alla som tittar på GNSS-satelliter kan använda flera system för att säkerställa ännu högre noggrannhet.

Det förväntas att driftskompatibelt GNSS NTP-tidsservrar kommer snart att finnas tillgänglig för att utnyttja denna nya teknik.

Noggrann tid är så viktig för moderna datorsystem att det nu är otänkbart för vilket nätverk som helst som administrerar för att konfigurera ett datorsystem utan hänsyn till synkronisering.

Se till att alla maskiner kör en exakt och exakt tid och att hela nätverket är synkroniserat tillsammans, kommer att förhindra problem som uppstår som dataförlust, misslyckande av tidskänsliga transaktioner och aktivera felsökning och felhantering som kan vara omöjligt för nätverk som saknar synkronisitet .

Det finns många källor till exakt tid för användning med NTP-tidsservrar (Network Time Protocol). NTP-servrar brukar använda tid som styrs av atomur för att säkerställa noggrannhet, och det finns fördelar och nackdelar för varje system.

Ideellt som en källa till tid vill du att den ska vara en källa till UTC (Koordinerad Universal Time), eftersom det här är den internationella tidsstandarden som används av datorsystem över hela världen. Men UTC är inte alltid tillgängligt men det finns ett alternativ.

GPS-tid

GPS-tid är tiden som omdirigeras av atomklockorna ombord på GPS-satelliter. Dessa klockor utgör grundtekniken för Global Positioning System och deras signaler är vad som används för att utarbeta positiv information.

Men GPS-tidssignaler kan också ge en exakt tidskälla för datanätverk, även om GPS-tiden strikt skiljer sig från UTC.

Inga språng sekunder

GPS-tid sänds som ett heltal. Signalen innehåller antalet sekunder från när GPS-klockorna slogs på (januari 1980).

Ursprungligt GPS-tid var inställd på UTC men sedan GPS-satelliten har varit i rymden de senaste trettio åren, till skillnad från UTC, har det inte skett någon ökning för att ta hänsyn till språng sekunder - så för närvarande körs GPS exakt 17 sekunder bakom UTC.

Konvertering

Även om GPS-tid och UTC inte är strikt samma som de ursprungligen baserades på samma gång, och endast bristen på språng sekunder som inte läggs till i GPS gör skillnaden, och eftersom detta är exakt i sekunder är omvandling av GPS-tid enkel.

Många GPS NTP-servrar kommer att konvertera GPS-tid till UTC-tid (och lokal tid om du vill), så att du alltid kan ha en korrekt, stabil, säker och pålitlig källa till klockan baserat på klockan.

Du behöver inte att jag berättar för dig hur viktigt datanätets synkronisering är. Om du läser detta är du noga medveten om vikten av att alla dina datorer, routrar och enheter i ditt nätverk körs samtidigt.

Misslyckande med att synkronisera ett nätverk kan orsaka alla möjliga problem, även om det saknas synkronisitet kan problemen bli obemärkta eftersom felfel och felsökning av ett nätverk kan vara omöjligt utan en synkroniserad tid.

Det finns flera alternativ för att hitta en källa till korrekt tid också. De flesta tidskällor som används för synkronisering är en källa till UTC (Coordinated Universal Time) som är den internationella tidsplanen.
Det finns dock pro och con till alla källor:

Internet tid

Det finns ett oändligt antal källor till UTC-tid på internet. Några av dessa tidskällor är helt ogynnsamma och opålitliga men det finns vissa betrodda källor som utges av människor som NIST (National Institute for Standards and Time) och Microsoft.

Oavsett hur betrodat tidskällan är det dock två problem med internetkällor. För det första är en Internet-tidsserver faktiskt en stratum 2-enhet. Med andra ord är en internet-tidsserver ansluten till en annan tidsserver som får sin tid från en atomklocka, vanligtvis från en av källorna nedan. Så en internetkälla kommer aldrig att vara lika exakt eller exakt som att använda en stratum 1-tidsserver själv.

För det andra, och ännu viktigare, drivs internetkällor genom brandväggen så att en eventuell säkerhetsbrott är tillgänglig för alla skadliga användare som vill utnyttja de öppna portarna.

GPS-tid

GPS-tiden är mycket säkrare. Det är inte bara en GPS-tidssignal tillgänglig någonstans med en synvinkel av himlen, men även GPS-tidssignaler kan mottas externt till nätverket. Genom att använda en GPS-tidsserver GPS-tidssignalerna kan tas emot och med hjälp av NTP (Network Time Protocol) kan denna tid konverteras till UTC (GPS-tiden är för närvarande 17 sekunder exakt bakom GPS-tid) och distribueras sedan runt nätverket.

MSF / WWVB Time

Radiosändningar i långvåg överförs av flera nationella fysiklaboratorier. NIST och Storbritanniens NPL är två sådana organisationer och de sänder UTC-signalerna MSF (UK) och WWVB (USA) som kan tas emot och utnyttjas av en radio refererad NTP-server.

"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.

Den efterlängtade europeiska rival till USA Global Positioning System, Galileo, har tagit ett steg framåt för att förverkliga med leverans av nyttolasten för första satellit.

Nyttolasten, som innehåller "hjärnor" av Galileosatelliten, innehåller atomur som ligger till grund för alla globala satellitbaserade navigationssystem (GNSS) och ger både positing information och GPS-tidssignal som används av så många GPS NTP tid servrar för synkronisering nätverk.

Galileo är inställd på att inte bara konkurrera nuvarande amerikanska kör GPS-systemet, men för tidssynkronisering applikationer förväntas fungera tillsammans säkerställer ännu större noggrannhet för dem som söker en källa till UTC-tid.

Galileo har genomgått en hel del osäkerhet eftersom flera miljarder Euro projektet utformades först över ett decennium sedan, men leveransen av den första satellitens nyttolast till Rom, där utrustningen är att färdigställas i förberedelse för lansering i början av nästa år, är en riktig välsignelse till projekt som ofta har fallit i tvivel.

Precis som GPS kommer Galileo att vara en helt operation navigationssatellitsystemet men kommer att erbjuda ännu större noggrannhet som dess åldrande föregångare och förse Europa med sina egna navigationssystem som inte ägs och kontrolleras av den amerikanska militären.

Samt sättande information som kommer att användas av bilister, piloter och andra resenärer, kommer Galileo också ge en säker och korrekt källa tid för världens datanät och tekniker för att säkerställa synkronisering.

För närvarande är GPS ensam i att tillhandahålla denna säker tjänst, även om radiosändningar i vissa länder ger ett alternativ till GPS-tidsserver signaler, trots att de inte är så stor spridning som GPS.

Den första Galileo förväntas nå omloppsbana i början 2011, med hela nätverket planeras att operationen i 2014 - även om tidigare erfarenheter med projektet är något att gå på - du kan förvänta dig åtminstone några förseningar.

Noggrann tid är nödvändig i den moderna världen av internetbank, onlineauktioner och global finans. Alla datanätverk som är inblandade i global kommunikation måste ha en exakt källa till den globala tidsskala UTC (Koordinerad universell tid) för att kunna prata med andra nätverk.

Ta emot UTC är enkelt nog. Den är tillgänglig från flera källor men vissa är mer tillförlitliga än andra:

Internet tidskällor

Internet är överflödigt med tidskällor. Dessa varierar i tillförlitlighet och noggrannhet, men vissa betrodda organisationer som NIST (National Institute of Standards and Time) och Microsoft. Det finns dock nackdelar med internetkällor:

Pålitlighet - Efterfrågan på internetkällor i UTC betyder ofta att det kan vara svårt att komma åt dem

Noggrannhet - De flesta internettidsservrar är stratum 2-enheter vilket innebär att de är beroende av en tidskälla. Ofta kan fel uppstå och många tidskällor kan vara mycket felaktiga.

säkerhet - Kanske är det största problemet med internetkällor den risk de ställer för säkerheten. För att få en tidsstämpel från över internet måste brandväggen ha en öppning för att låta signalerna passera igenom; Detta kan leda till att skadliga användare utnyttjar.

Radio refererade tidsservrar.

En säker metod för att ta emot UTC-tidsstämplar är tillgänglig med hjälp av a NTP tidsserver som kan ta emot radiosignaler från laboratorier som NIST och NPL (National Physical Laboratory. Många länder har dessa utsända tidssignaler som är mycket exakta, pålitliga och säkra.

GPS-tidsservrar

En annan källa för dedikerade tidsservrar är GPS. Den stora fördelen med a GPS NTP tidsserver är att tidskällan är tillgänglig överallt på planeten med en klar bild av himlen. GPS-tidsservrar är också mycket exakta, tillförlitliga och lika säkra som radio refererade tidsservrar.

Hålla klockan på ett PC-system synkroniseras är viktigt för många system, nätverk och användare som behöver noggrannhet för applikationer och transaktioner. Nästan allt på ett modernt datorsystem är tid beroende så när synkroniseringen misslyckas alla typer av frågor kan uppstå från data att gå vilse och felsökning blir nästan omöjligt.

Det finns flera metoder för att synkronisera ett datorsystem klocka men de flesta av dem är beroende av tidssynkronisering protokoll NTP (Network Time Protocol).

Den överlägset vanligaste metoden är att använda sig av den myriad av nätet NTP-tidsservrar att vidarebefordra UTC-tid (Coordinated Universal Time). Men det finns många gemensamma frågor i att använda internetbaserade tid servrar - här är några av dem:

Det går inte att ansluta till Internet tidsserver

En vanlig företeelse med Internet tidskällor är oförmågan att komma åt dem. Detta kan orsakas av flera skäl:

• För mycket trafik försöker komma åt servern
• Webbplatsen är nere
• Din anslutning är nere

Tiden från tidsservern är innacuurate

De flesta källor på nätet av tid är så kallade stratum 2 tid servrar. Detta innebär att de får sin tid från en annan tidsserver (stratum 1) att den är ansluten till ett atomur (stratum 0). Om det finns ett fel med stratum 1 enheten stratum 2 enheten kommer vara fel (och varje enhet som försöker få tiden från det).

Den tidsserver leder till säkerhetsproblem med brandväggen

Ett annat vanligt problem som orsakas av det faktum att alla online tidsservrar behöver åtkomst via brandväggen. Tyvärr ger möjlighet för illvilliga användare att utnyttja denna bakdörr in i ditt system.

Eliminera Tidsserver frågor

Internet tid källor varken garanteras vara korrekt, tillförlitlig eller säkra så för några allvarliga tidssynkronisering krav en extern källa tid bör användas. NTP-tidsservrar att ansluta till ett nätverk och ta emot tiden från GPS eller radiokällor är mycket säkrare och pålitligt alternativ. Dessa NTP-servrar är också mycket säker eftersom de inte fungerar över Internet.

När du ställer in klockan till kanske pratklockan eller tiden på internet har du någonsin undrat vem det är som sätter klockorna och kontrollerar att de är korrekta?

Det finns ingen enda mästerklocka som används för världens tidpunkt men det finns en konstellation av klockor som används som grund för ett universellt timing system som kallas UTC (Koordinerad universell tid).

UTC gör det möjligt för alla världens datanät och annan teknik att prata med varandra i perfekt synkronisitet vilket är avgörande för den moderna världen av internethandel och global kommunikation.

Men som nämnts kontrollerar UTC inte ner till en mästerklocka, i stället arbetar en seriös precisionsklockor baserade i olika länder tillsammans för att producera en tidkälla som är baserad på den tid som alla berättar för.

Dessa UTC timekeepers inkluderar sådana anmärkningsvärda organisationer som USA: s nationella institut för standarder och tid (NIST) och Storbritanniens nationella fysiska laboratorium (NPL) bland andra.

Dessa organisationer hjälper inte bara till att UTC är så noggrann som möjligt, men de ger också en källa till UTC-tid tillgänglig för världens datanät och -teknik.

För att ta emot tiden från dessa organisationer, a NTP tidsserver (Network Time Server) krävs. Dessa enheter tar emot sändningarna från platser som NIST och NPL via långvågsradioöverföringar. De NTP-server distribuerar sedan tidssignalen över ett nätverk, justerar individuella systemklockor för att säkerställa att de är lika korrekta till UTC som möjligt.

En enda dedikerad NTP-server kan synkronisera ett datanätverk med hundratals och till och med tusentals maskiner och noggrannheten hos ett nätverk som är beroende av UTC-tid från sändningarna av NIST och NPL kommer också att vara mycket exakt.

NIST-tidssignalen är känd som WWVB och sänds från Boulder Colorado i hjärtat av USA medan Storbritanniens NPL-signal sänds i Cumbria i norra England och är känd som MSF - Andra länder har liknande system inklusive DSF-signal sänds ut från Frankfurt, Tyskland.