Det är den tiden på året igen när vi förlorar en timme under helgen som klockorna går vidare till Brittisk sommartid. Två gånger om året ändrar vi klockorna men i en ålder av UTC (Coordinated Universal Time) och synkronisering av tidsserver är det verkligen nödvändigt?

Byte av klockor är något som diskuterades strax före första världskriget när Londonbyggaren William Willet föreslog idén som ett sätt att förbättra nationens hälsa (även om hans första idé var att förflytta klockorna tjugo minuter på varje söndag i april).

Hans idé var inte upptagen, även om det sådde en idés frön och när första världskriget utbröt det antogs av många nationer som ett sätt att ekonomisera och maximera dagsljuset, även om många av dessa nationer kasserade konceptet efter kriget, flera inklusive Storbritannien och USA höll det.

Sommarljuset har förändrats genom åren men sedan 1972 har det varit kvar som brittisk sommartid (sommartid) under sommaren och Greenwich Meantime på vintern (GMT). Trots att användningen är i nästan ett sekel, är klockan ändå kontroversiell. Under fyra år experimenterade Storbritannien utan dagsljus men det visade sig vara opropiskt i Skottland och norr där morgonen var mörkare.

Denna tidsskala hoppar orsakar förvirring (jag för att man kommer att sakna den tiden extra i sängen på söndagen) men när handelsvärlden antar den globala civilståndskalenskalen (som lyckligtvis är densamma som GMT som UTC justeras med steg sekunder för att säkerställa GMT är opåverkad av saktning av jordens rotation) är det fortfarande nödvändigt?

Tidssynkroniseringen behöver inte justeras för sommartid. UTC är densamma över hela världen och tack vare enheter som NTP-server kan synkroniseras så hela världen går samtidigt.

Med olika akronymer och tidsskala kan tidssynkroniseringen vara ganska förvirrande. Här är några vanliga frågor som vi hoppas hjälper till att upplysa dig.

Vad är NTP?

NTP är ett protokoll som är utformat för att synkronisera datornät över internet eller LAN (Local Area Networks). Det är inte det enda tidssynkronisering protokollet tillgängligt men det är den mest använda och den äldsta som har tagits upp i slutet av 1980.

Vad är UTC och GMT?

UTC eller samordnad universell tid är en global tidsplan, den styrs av mycket noggranna atomur men hålls densamma som GMT (Greenwich Meantime) med hjälp av språng sekunder som läggs till när jordens rotation sänks. Strängt taget är GMT den gamla civilståndskatalogen och baserad på när solen ligger över meridianlinjen, men eftersom de två systemen är identiska i tid tack vare språng sekunder, kallas UTC ofta GMT och vice versa.

Och a NTP Time Server?

Det här är enheter som synkroniserar ett datanät till UTC genom att ta emot en tidssignal och distribuera den med protokollet NTP, vilket säkerställer att alla enheter körs korrekt till tidsreferensen.

Var kan du få UTC-tid från?

Det finns två säkra metoder för att ta emot UTC. Den första är att utnyttja de långvågstidssignaler som sänds av NIST (WWVB) NPL i Storbritannien (MSF) och tyska NPL (DCF) Den andra metoden är att använda ett GPS-nätverk. GPS-satelliter sänder en atomur signal som kan användas och konverteras till UTC av GPS NTP-server.

De NTP GPS-server är en dedikerad enhet som använder tidssignalen från nätverket GPS (Global Positioning System). GPS är nu ett vanligt verktyg för bilister med satellitnavigeringsenheter monterade på de flesta nya bilar. Men GPS är mycket mer än bara ett hjälpmedel för positionering, i hjärtat av GPS-nätverket är atomur som finns inom varje GPS-satellit.

GPS-systemet fungerar genom att sända tiden från dessa klockor tillsammans med satellits position och hastighet. En satellitnavigationsmottagare kommer att träna när den tar emot den här tiden hur lång tid det tog att anlända och därmed hur långt signalen reste. Med hjälp av tre eller flera av dessa signaler kan satellitnavigeringsenheten träna exakt var den befinner sig.

GPS kan bara göra detta på grund av atomklockorna som den använder för att överföra tidssignalerna. Dessa tidssignaler reser, liksom alla radiosignaler, med ljusets hastighet, så att en felaktighet av bara 1 millisekund (1 / 1000 i en sekund) kan resultera i att satellitnavigeringen är nästan 300 kilometer ut.

Eftersom dessa klockor måste vara så exakta, utgör de en idealisk källa till tid för a NTP tidsserver. NTP (Network Time Protocol) är den programvara som distribuerar tiden från tidsservern till nätverket. GPS-tid och UTC (Samordnad Universal Time) civil tidskala är inte riktigt densamma men är basen samma tidsskala, så NTP har inga problem att konvertera det. Använda en dedikerad NTP GPS-server ett nätverk kan realistiskt synkroniseras till inom några millisekunder av UTC

De GPS-klocka är en annan term som ofta ges till a GPS-tidsserver. GPS-nätverket består av 21 aktiva satelliter (och några extra) 10,000 miles i omlopp ovanför jorden och varje satellit cirklar jorden två gånger om dagen. Utformad för satellitnavigering behöver en GPS-mottagare minst tre satelliter för att behålla en position. Men när det gäller en GPS-klocka behövs bara en satellit som gör det mycket lättare att få en pålitlig signal.

Varje satellit skickar kontinuerligt sin egen position och en tidskod. Tidskoden genereras av en inombords atomklocka och är mycket exakt, det måste vara som den här informationen används av GPS-mottagaren att triangulera en position och om det bara var en halv sekund ut skulle Sat Nav-enheten vara felaktigt av tusentals av miles.

De flesta har vagt hört talas om atomklocka och antar att de vet vad man men men väldigt få människor vet hur viktigt atomklockor är för att köra vår dagliga liv i det tjugoförsta århundradet.

Det finns så många tekniker som är beroende av atomur och utan många av de uppgifter vi tar för givet skulle det vara omöjligt. Flygledningskontroll, satellitnavigering och internethandel är bara några av de applikationer som är beroende av den extremt exakta kronometri av en atomur.

Exakt vilken an atomklocka är, är ofta missförstådd. I enkla termer är en atomur en enhet som använder oscillationer av atomer vid olika energitillstånd för att räkna ticks mellan sekunder. För närvarande är cesium den föredragna atomen eftersom den har över 9 miljarder ticks varje sekund och eftersom dessa svängningar aldrig förändras gör det dem en mycket korrekt metod att hålla tid.

Atomklockor trots vad många hävdar finns bara någonsin i storskaliga fysiklaboratorier som NPL (UK National Physical Laboratory) och NIST (US National Institute of Standards and Time). Ofta föreslår människor att de har en atomur som styr deras datanätverk eller att de har en atomur på sin vägg. Detta är inte sant och vad folk hänvisar till är att de har en klocka eller tidsserver som tar emot tiden från en atomur.

Enheter som NTP tidsserver mottar ofta atomvågssignaler från platser som NIST eller NPL via långvågradio. En annan metod för att ta emot tid från klockor använder GPS-nätverket (Global Positioning System).

GPS-nätverket och satellitnavigering är i själva verket ett bra exempel på varför atomklockans synkronisering behövs med så hög noggrannhet. Moderna atomklockor som de som hittas vid NIST, NPL och inuti bana GPS-satelliter är korrekta inom en sekund varje 100 miljoner år eller så. Denna noggrannhet är avgörande när du undersöker hur något som en bil GPS satellitnavigeringssystem fungerar.

Ett GPS-system arbetar genom att triangulera tidssignalerna som skickas från tre eller flera separata GPS-satelliter och deras atomklockor ombord. Eftersom dessa signaler reser med ljusets hastighet (nästan 100,000KM en sekund) kan en oriktighet på en enda millisekund sätta navigationsinformationen ut med 100 kilometer.

Denna höga noggrannhet är också nödvändig för tekniker som flygkontroll, vilket gör att våra trånga himlen är säkra och är även kritiska för många internettransaktioner som handel med derivat där värdet kan stiga och minska varje sekund.

Om du läser detta är du förmodligen medveten om vikten av tiden som spelas i IT-system och datanät. De flesta datoradministratörer uppskattar att exakt tid och korrekt synkronisering är en viktig aspekt för att hålla ett datanätverksfel fri och säker.

Men trots det är många nätverksadministratörer fortfarande beroende av Internet som källa till UTC-tid för sina nätverk (UTC - Koordinerad universell tid), främst för att de ser det som en snabb och viktigare en fri metod för tidssynkronisering.

Nackdelarna med att använda dessa kostnadsfria tjänster kan dock kosta mycket mer än de pengar som sparas på en dedikerad NTP tidsserver.

NTP (Network Time Protocol) är nu närvarande på nästan alla datorer och det är NTP som används för att synkronisera datorsystem. Om en Internet-tidskälla används används källan dock utanför nätverksväggen och det skapar en allvarlig sårbarhet. En extern tidskälla kräver att en port lämnas öppen i brandväggen för att tillåta tidsinformationspaketet och denna öppning är för enkelt ett sätt att utnyttja ett nätverk som kan bli offer för en DDOS-attack (Distributed Denial of Service) eller till och med tillåta skadliga program genom att ta kontroll över maskinerna själva.

Ett annat problem är tillgängligheten av stratum 1-tidskällor över internet. De flesta online-tidskällor kommer från stratum 2-tidsservrar. Det här är enheter som tar emot tiden från en tidsserver (stratum 1) som ursprungligen får informationen från en atomur (stratum 0). Medan stratum 2-enheter kan vara lika exakta som stratum 1-tidsservrar, över internet utan NTP-autentisering, kan den faktiska noggrannheten inte garanteras.

Vidare har internetkällor aldrig ansetts vara exakta eller exakta med undersökningar som visar att över hälften är felaktigt med över en sekund och resten är beroende av avståndet från klienten om de kan ge någon användbar noggrannhet. Även organisationer som NIST publicera rådgivande meddelanden på deras tidsserversidor om det inte kan garantera säkerhet eller noggrannhet och ändå tar miljontals nätverk fortfarande tid från över internet.

Med nedgången i kostnaden för dedikerad radio refererad NTP-tidsservrar or GPS NTP-server det har aldrig varit en bättre tid att få en. Och när du överväger kostnaden för ett datorbrott eller kraschat nätverket NTP-server kommer att ha betalat för sig många gånger över.

Radiosignalen går död i flera timmar

De långvågsöverföringar som MSF (NPL) eller WWVB (NIST) sänds från stora antenner som ofta behöver underhåll. Detta kräver ofta en avstängning av sändningen medan den görs. Dessa avbrott skrivs normalt med minst tre månaders varsel på signalerna för signalerna (och kan automatiskt skickas om du registrerar dig) för att meddela förhandsmeddelanden.

Dessa avbrott tenderar bara att vara några timmar, vilket leder till att datornätverket är beroende av det elektroniska klockan men det är tveksamt att det kommer att bli för mycket drift under den tiden (och eventuell drift kommer att redovisas när signalen är tillbaka. Om dessa avbrott kan vara ett potentiellt problem än en enkel lösning är att investera i ett dubbelsystem som tar emot både GPS-tidsservern och radiosignaler som garanterar en kontinuerlig tidssignal.

Ingen tidssignal kommer in trots att tidsservern är uppkopplad

Detta orsakas oftast av antingen brist på ström som går till antennen eller att inte ansluta till antennplatsen där den kan ha en klar bild av himlen. GPS-antenner kan ha batteri- eller nätanslutningar så det är alltid värt att kontrollera innan du slår på enheten. Att säkerställa antennen kan "visa" satelliterna när de används GPS-tid-servrar är också viktigt, kom ihåg att fönster och takfönster kan förhindra signaler att komma igenom.

Vid användning av radiotidsreferens, t.ex. MSF, DCF eller WWVB, ska NTP-server Antenner kan ta emot långvågssignalen inomhus men de är sårbara för topografi och lokal störning. Om det inte finns någon signal eller endast en svag signal, försök sedan flytta antennen runt tills signalstyrkan ökar tillräckligt.

Användare av dessa tids- och frekvenssignaler visar ofta att signalen är svag hela dagen men ökar på natten. Detta beror på att signalerna är marktillstånd men har en återstående skywave som kan studsa av jonosfären under nattens svalka (jonosferisk förökning).

Vissa användare av dessa signaler kan tycka att trots att de ligger inom räckhåll kan lokal topografi förhindra en stark signal från att komma igenom.

NTP-servrar är den enklaste, mest exakta och säkra metoden att ta emot en UTC-tid källa (samordnad universell tid). Mest dedikerad NTP-tidsservrar kommer att springa i bakgrunden automatiskt automatiskt synkroniserar enheterna på ett nätverk.

Det finns emellertid några vanliga problem som ibland uppstår vid användning av a nätverk tidsserver men lyckligtvis kan de flesta lösas relativt enkelt.

Förlora en GPS-tidssignal

GPS är en av de mest effektiva källorna till UTC-tid. GPS-signalen är tillgänglig bokstavligen var som helst på planeten där det finns en klar bild av himlen. Vid varje tillfälle finns det minst tre satelliter inom ett visst område och i motsats till radioöverförda överföringar finns inga underhållsavbrott så signalen är alltid avbruten.

Men vissa tycker att de fortsätter att förlora sin GPS-signal när de använder en GPS NTP tidsserver. Mycket sällan kan detta orsakas av extra markbundna händelser (solfläckar - inte små gröna män), men vanligare signalerar förlusten när det inte har varit tillräckligt med tid för den första förvärvslåset.

För att säkerställa en kontinuerlig signal, se till att du följer tillverkarens rekommendation för att få förvärv. Detta innebär vanligtvis att lämna GPS-tidsserver för att få ett bra lås i minst 24 timmar (så alla satelliter har varit i sikte). Om inte tillräckligt med tid ges till det här är det möjligt att GPS-tidsservern kommer att förlora en satellit och därigenom tidsinformation.

En sekundsfördröjning i en radioklocka jämfört med internet eller GPS

Detta är en mycket vanlig händelse när du använder en radiotidsserver med signaler som MSF-överföringen från Storbritanniens National Physical Laboratory. Detta sker normalt efter införandet av en Leap Second. Språng sekunder introduceras en eller två gånger om året för att kompensera för saktning av jordens rotation och för att hålla UTC i linje med Greenwich Meridian.
Medan NTP kommer automatiskt att redogöra för språng sekunder med signaler som MSF det kan ofta ta lite tid eftersom det inte finns någon Leap Second Announcement. Detta meddelande tillåter normalt NTP att förbereda sig för andra gången (som normalt inträffar under sista sekunden av den sista dagen i juni eller december). Eftersom signaler som MSF inte meddelar det kommande hoppa andra Det kan ta lite tid för att det ska redovisas. I vissa fall kan det ta några dagar i andra minuter. En enkel lösning är att manuellt meddela språnget andra.

Men om detta inte är klart kommer NTP så småningom att upptäcka språnget andra och justera nätverksklockorna.

Contiued ......

A nätverk tidsserver (vanligen kallad " NTP tidsserver efter det protokoll som används i synkronisering - Network Time Protocol) är en enhet som tar emot en engangsignal och distribuerar den till alla enheter på ett nätverk.

Network Time servrar föredras som ett synkroniseringsverktyg snarare än de mycket enklare internettidsservrarna eftersom de är mycket säkrare. Att använda Internet som underlag för tidsinformation skulle innebära att man använder en källa utanför brandväggen som skulle kunna tillåta att skadliga användare utnyttjar.

Nätverkstidsservrar å andra sidan arbetar inuti brandväggen genom att ta emot källa till UTC-tid (Koordinerad Universal Time) från antingen GPS-nätverket eller specialradioöverföringar som sänds från nationella fysiklaboratorier.

Båda dessa signaler är otroligt noggranna och säkra med båda metoderna som ger millisekundernoggrannhet till UTC. Det finns dock nackdelar med båda systemen. Radiosignalerna som sänds av nationaltid och frekvenslaboratorier är mottagliga för störningar och lokalisering, medan GPS-signalen, även om den finns bokstavligen överallt på jorden, ibland kan gå förlorad (ofta på grund av dåligt väder som stör de synliga GPS-signalerna .

För datanät där höga noggrannhetsnivåer är nödvändiga införlivas dubbla system ofta. Dessa nätverkstidsservrar tar emot tidssignalen från både GPS-nätverket och radiosändningarna och väljer ett medelvärde för ännu mer noggrannhet. Den verkliga fördelen med att använda ett dubbelsystem är emellertid att om en signal misslyckas, kommer nätverket inte att förlita sig på de felaktiga systemklockorna, eftersom den andra metoden för att ta emot UTC-tiden fortfarande ska fungera.

Atomklockor har funnits sedan 1950 när NPL (National Physical Laboratory) i Storbritannien utvecklade den första tillförlitliga cesium baserad klocka. Före atomur var elektroniska klockor det mest exakta sättet att hålla koll på tiden men medan en elektrisk klocka kan förlora en sekund i varje vecka eller så, en modern atomklocka kommer inte att förlora en sekund i hundratals miljoner år.

Atomur används inte bara för att hålla koll på tiden. Atomen är en integrerad del av GPS-systemet (Global Positioning System) eftersom varje GP-satellit har sin egen inbyggda atomur som genererar en tidssignal som upptas av GPS-mottagare som kan beräkna sin position genom att använda den exakta signalen från tre eller flera satelliter.

Atomklockor måste användas som signalerna s från satelliterna färdas med ljusets hastighet och som lätt sträcker sig nästan 300,000 km varje sekund kan eventuell liten oriktighet sätta navigeringen ut i miles.

A GPS-tidsserver är en nätverk tidsserver som använder tidssignalen från GPS-nätets satelliter för att synkronisera tiden på datornätverk. en GPS-tidsserver använder ofta NTP (Network Time Protocol) som ett sätt att distribuera tid, varför dessa enheter ofta kallas NTP GPS tid servrar.

Datornät som synkroniseras med en dedikerad tidsserver är normalt synkroniserade till UTC (Koordinerad Universal Time) och medan GPS-signalen inte är UTC, är GPS-tid, som UTC, baserad på International Atomic Time (TAI) och konverteras enkelt av NTP.

A tidsserver är ett viktigt kit för alla nätverk. Tidsynkronisering är absolut nödvändigt för att hålla ett nätverk säkert och pålitligt. Tidssynkronisering behöver dock inte vara huvudvärk, många administratörer antar att det kommer att bli.

De flesta av problemen med tidssynkronisering har tagits hand om tack vare protokollet NTP (Network Time Protocol). Medan NTP inte är den enda tidssynkroniseringsprogramvaran som är tillgänglig är den överlägset den mest använda (beror huvudsakligen på att den har funnits sedan 1980s och är fortfarande utvecklad idag).

NTP använder en enda källa och distribuerar den från maskin till maskin, kontrollera varje dator eller enhet för drift och justera sedan för den. NTP installeras normalt på Windows och Linux-system (eller åtminstone en förenklad version som heter SNTP), även om den är fritt nedladdningsbar från NTP hemsida. Medan NTP ganska enkelt kan ta emot vilken tidskälla som helst från Internet kan det leda till stora säkerhetsproblem, för att inte tala om en noggrannhet som många online NTP-servrar lider av.

Den mest exakta och säkra metoden är att använda en extern nätverks-tidsserver eftersom dessa sitter i brandväggen. De får också en UTC (Coordinated Universal Time) referens direkt från en atomur som gör dem till stratum 1-enheter. De flesta internettidsservrar är stratum 2-servrar. NTP använder strator för att definiera hur långt en server är från källan, så en atomur är en stratum 0-enhet medan en dator som tar emot tid direkt från en NTP-server blir en stratum 2-enhet och så vidare.

Det enda beslutet som verkligen behöver göras när du installerar en dedikerad NTP tidsserver är vilken tidsreferens som är bäst. Det finns två huvudmetoder för att få en säker, korrekt och autentiserad UTC-tidreferens; GPS-nätverket (Global Positioning System) eller nationella fysiklaboratorier långvågsradioöverföringar.

Det senare systemet är inte tillgängligt i alla länder, trots att USA, Storbritannien och Tyskland har starka signaler som kallas WWVB, MSF respektive DCF. Dessa kan ofta hämtas utanför gränserna för dessa länder, även om signalerna är sårbara mot störningar, avbrott och lokal topografi.

A GPS NTP-server systemet är mindre sårbart för dessa saker och så länge som det finns en klar bild av himlen (t.ex. tak eller öppet fönster) kan GPS-tidssignalen plockas upp överallt på jorden.