Afgezien van de gebruikelijke feesten en feestvreugde eind december, met toevoeging van nog een Leap Second GMT tijd (Coordinated Universal Time).

UTC is de wereldwijde tijdschaal die door computernetwerken over de hele wereld wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat iedereen op hetzelfde moment blijft. Leap-seconden worden toegevoegd aan UTC door de International Earth Rotation Service (IERS) als reactie op de vertraging van de rotatie van de aarde als gevolg van getijdekrachten en andere anomalieën. Als u geen schrikkelseconde invoert, betekent dit dat UTC van GMT af zou wijken (Greenwich Meantime) - vaak UT1 genoemd. GMT is gebaseerd op de positie van de hemellichamen, dus om 12 uur 's middags is de zon het hoogst boven de Meridiaan van Greenwich.

Als UTC en GMT uit elkaar zouden drijven, zou het het leven van mensen zoals astronomen en boeren moeilijk maken en zouden uiteindelijk dag en nacht afdwalen (zij het in ongeveer duizend jaar of zo).

Normaal gesproken worden schrikkelseconden toegevoegd aan de allerlaatste minuut van december 31, maar af en toe als er meer dan één in een jaar nodig is, wordt deze in de zomer toegevoegd.

Sprongseconden zijn echter controversieel en kunnen ook problemen veroorzaken als de apparatuur niet is ontworpen met schrikkelseconden in het achterhoofd. Zo is de meest recente schrikkelseconde op 31 december toegevoegd en is de Cluster Ready-service van database-gigant Oracle mislukt. Het resulteerde in het automatisch opnieuw opstarten van het systeem op nieuwjaar.

Sprong Seconden kunnen ook problemen veroorzaken als netwerken worden gesynchroniseerd met behulp van internettijdbronnen of apparaten die handmatige interventie vereisen. Gelukkig de meeste toegewijd NTP-servers zijn ontworpen met Leap Seconds in gedachten. Deze apparaten vereisen geen interventie en zullen het hele netwerk automatisch aanpassen aan de juiste tijd wanneer er een sprong tweede is.

Een toegewijde NTP-server is niet alleen zelfaanpassend en vereist geen handmatige tussenkomst, maar ze zijn ook zeer nauwkeurig als stratum 1-servers (de meeste internettijdbronnen zijn stratum 2-apparaten, met andere woorden apparaten die tijdsignalen ontvangen van stratum 1-apparaten en het vervolgens opnieuw uitbrengen) maar ze zijn ook zeer veilig zijnd externe apparaten niet om achter de firewall moeten zijn.

Tijdsynchronisatie wordt vaak omschreven als een 'hoofdpijn' van netwerkbeheerders. Het houden van computers op een netwerk dat allemaal dezelfde tijd draait, wordt steeds belangrijker in moderne netwerkcommunicatie, vooral als een netwerk moet communiceren met een ander onafhankelijk werkend netwerk.

Om deze reden GMT (Coordinated Universal Time) is ontwikkeld om ervoor te zorgen dat alle netwerken dezelfde nauwkeurige tijdschaal hebben. UTC is gebaseerd op de tijd die wordt verteld door atoomklokken dus het is zeer nauwkeurig, verliest nooit zelfs maar een seconde. Netwerk tijdsynchronisatie is echter relatief eenvoudig dankzij het protocol NTP (Network Time Protocol).

UTC-tijdbronnen zijn op grote schaal beschikbaar met meer dan duizend online stratum 1-servers die beschikbaar zijn op internet. Het stratum-niveau beschrijft hoe ver weg a tijdserver is op een atoomklok (an atoomklok die UTC genereert, staat bekend als een stratum 0-apparaat). De meeste tijdservers die beschikbaar zijn op internet zijn in feite geen stratum 1-apparaten, maar stratum dat ze hun tijd krijgen van een apparaat dat op zijn beurt het UTC-tijdsignaal ontvangt.

Voor veel toepassingen kan dit voldoende nauwkeurig zijn, maar omdat deze timingbronnen op internet staan, is er heel weinig wat u kunt doen om zowel hun nauwkeurigheid als hun precisie te waarborgen. Zelfs als een internetbron in hoge mate accuraat is, kan de afstand weg die het kan veroorzaken vertragingen in het tijdsignaal veroorzaken.

Internettijdbronnen zijn ook onveilig omdat ze zich buiten de firewall bevinden en het netwerk dwingen open te blijven voor de tijdsverzoeken. Om deze reden nemen netwerkbeheerders serieus wat betreft tijdsynchronisatie om hun eigen externe stratum 1-server te gebruiken.

Deze apparaten, vaak a NTP-server, ontvangt een UTC-tijdbron van een vertrouwde en veilige bron zoals een GPS-satelliet en distribueert deze vervolgens over het netwerk. De NTP-server is veel veiliger dan een op internet gebaseerde tijdbron en is relatief goedkoop en uiterst nauwkeurig.

Tijdsynchronisatie is uitermate belangrijk voor moderne computernetwerken. In sommige sectoren is tijdsynchronisatie absoluut van levensbelang, vooral als je te maken hebt met technologieën zoals luchtverkeersleiding of zeebedding, waar honderden levens door een gebrek aan precieze tijd in gevaar kunnen worden gebracht.

Zelfs in de financiële wereld is een correcte tijdsynchronisatie van vitaal belang, omdat miljoenen aandelen per seconde kunnen worden toegevoegd of weggevaagd. Om deze reden volgt de hele wereld een wereldwijde tijdschaal die bekend staat als gecoördineerde universele tijd (GMT). Het is echter twee verschillende dingen om je aan UTC te houden en UTC nauwkeurig te houden.

De meeste computerklokken zijn eenvoudige oscillatoren die langzaam sneller of langzamer gaan drijven. Helaas betekent dit dat het niet uitmaakt hoe nauwkeurig ze maandag zijn ingesteld, maar dat ze vrijdag zijn afgedreven. Deze drift kan slechts een fractie van een seconde zijn, maar het zal binnenkort niet lang duren voordat de oorspronkelijke UTC-tijd meer dan een seconde uit is.

In veel bedrijfstakken betekent dit misschien niet een kwestie van leven of dood van het verlies van miljoenen aandelen en aandelen, maar een gebrek aan tijdsynchronisatie kan onvoorziene gevolgen hebben, zoals een bedrijf minder beschermd houden tegen fraude. Het ontvangen en behouden van echte UTC-tijd is echter vrij eenvoudig.

Toegewijd netwerk tijdservers zijn beschikbaar die het protocol gebruiken NTP (Network Time Protocol) om voortdurend de tijd van een netwerk te controleren tegen een bron van UTC-tijd. Deze apparaten worden vaak een NTP-server, tijdserver of netwerktijdserver. De NTP-server past voortdurend alle apparaten in een netwerk aan om ervoor te zorgen dat de machines niet van UTC afdrijven.

UTC is verkrijgbaar bij verschillende bronnen, waaronder het GPS-netwerk. Dit is een ideale bron van UTC-tijd omdat het veilig, betrouwbaar en overal op de planeet beschikbaar is. UTC is ook beschikbaar via gespecialiseerde nationale radio-uitzendingen die worden uitgezonden vanuit nationale fysica laboratoria hoewel ze niet overal beschikbaar zijn.

Wanneer we een blik werpen op onze horloges of op de bureauklok, nemen we vaak aan dat de tijd die we krijgen correct is. We kunnen merken dat onze horloges tien minuten snel of langzaam zijn, maar nemen weinig acht op als ze een seconde of twee buiten zijn.

Toch is de mensheid al duizenden jaren lang steeds meer gaan leven nauwkeurige klokken waarvan de voordelen vandaag de dag overvloedig aanwezig zijn in onze tijd van satellietnavigatie, NTP-servers, internet en wereldwijde communicatie.

Om te begrijpen hoe nauwkeurig de tijd kan worden gemeten, is het eerst belangrijk om het begrip tijd zelf te begrijpen. Tijd zoals het millennia lang op aarde is gemeten, is een ander begrip dan de tijd zelf, zoals Einstein ons vertelde dat het deel uitmaakte van het universum zelf in wat hij beschreef als een vier dimensionale ruimte-tijd.

Toch hebben we de tijd historisch gemeten, niet op basis van het verstrijken van de tijd zelf, maar de rotatie van onze planeet in relatie tot de zon en de maan. Een dag is verdeeld in 24 gelijke delen (uren), waarvan elk is verdeeld in 60 minuten en de minuut is verdeeld in 60 seconden.

Het is nu echter duidelijk geworden dat het meten van de tijd op deze manier niet als nauwkeurig kan worden beschouwd, omdat de rotatie van de aarde van dag tot dag varieert. Allerlei variabelen zoals getijdekrachten, orkanen, zonnewinden en zelfs de hoeveelheid sneeuw op de polen beïnvloeden de snelheid van de rotatie van de aarde. Toen de dinosaurussen voor het eerst op de aarde begonnen rond te zwerven, zou de lengte van een dag zoals we die nu meten, slechts 22 uur zijn geweest.

We baseren onze tijdfunctie nu op de overgang van atomen met behulp van atoomklokken met een tweede op basis van 9,192,631,770-perioden van de straling die wordt geëmitteerd door de hyperfijne overgang van een geïoniseerd cesiumatoom in de grondtoestand. Hoewel dit misschien gecompliceerd klinkt, is het slechts een atomaire 'tik' die nooit verandert en daarom een ​​zeer nauwkeurige referentie kan bieden om onze tijd op te baseren.

Atoomklokken gebruiken deze atoomresonantie en kunnen de tijd bijhouden die zo nauwkeurig is dat een seconde niet verloren gaat in zelfs een miljard jaar. Moderne technologieën maken allemaal gebruik van deze precisie, waardoor veel van de communicatie en wereldwijde handel kunnen profiteren waar we vandaag van profiteren met het gebruik van satellietnavigatie, NTP-servers en luchtverkeersleiding verandert de manier waarop we ons leven leiden.

In een tijdperk van atoomklokken en de NTP-server het bijhouden van de tijd is nu nauwkeuriger dan ooit met steeds grotere precisie, waardoor veel van de technologieën en systemen die we nu als vanzelfsprekend beschouwen, zijn toegestaan.

Terwijl tijdwaarneming altijd een preoccupatie van de mensheid is geweest, is het pas in de laatste decennia dat echte nauwkeurigheid mogelijk is geweest dankzij de komst van de atoomklok.

Vóór de tijd van de atoomtijd waren elektrische oscillatoren zoals die in het gemiddelde digitale horloge de meest nauwkeurige tijdsmaatstaf en terwijl elektronische klokken als deze veel preciezer zijn dan hun voorgangers - de mechanische klokken, ze kunnen nog steeds tot een seconde per week afdrijven .

Maar waarom moet tijd zo precies zijn, hoe belangrijk kan een seconde toch zijn? In de dagelijkse gang van zaken is een seconde niet zo belangrijk en elektronische klokken (en zelfs mechanische klokken) zorgen voor een adequate tijdwaarneming voor onze behoeften.

In ons dagelijks leven maakt een seconde weinig verschil, maar in veel moderne toepassingen kan een seconde een leeftijd zijn.

Moderne satellietnavigatie is daar een voorbeeld van. Deze apparaten kunnen overal ter wereld een locatie lokaliseren tot op een paar meter afstand. Toch kunnen ze dit alleen doen vanwege de ultra-precieze aard van de atoomklokken die het systeem besturen, aangezien het tijdsignaal verzonden door de navigatiesatellieten met de snelheid van het licht reist, dat is bijna 300,000 km per seconde.

Omdat licht zo'n grote afstand in een seconde kan afleggen met een atoomklok die een satellietnavigatiesysteem bestuurt dat slechts één seconde uit was, zou de positionering onnauwkeurig zijn met duizenden mijlen, waardoor het positioneringssysteem onbruikbaar wordt.

Er zijn veel andere technologieën die een vergelijkbare nauwkeurigheid vereisen en ook veel van de manieren waarop we handelen en communiceren. Aandelen en aandelen fluctueren elke seconde op en neer en wereldwijde handel vereist dat iedereen over de hele wereld op hetzelfde moment moet communiceren.

De meeste computernetwerken worden bestuurd door a te gebruiken NTP-server (Network Time Protocol). Met deze apparaten kunnen computernetwerken allemaal dezelfde UTC-tijdschaal (gecoördineerde universele tijd) op basis van atomaire klokken gebruiken. Door gebruik te maken van GMT via een NTP-server kunnen computernetwerken binnen enkele milliseconden van elkaar worden gesynchroniseerd.

Strata organiseren

Stratumniveaus beschrijven de afstand tussen een apparaat en de referentieklok. Een atoomklok bijvoorbeeld in een natuurkundig laboratorium of een GPS-satelliet is een stratum 0-apparaat. EEN stratum 1 apparaat is een tijdserver die tijd ontvangt van een stratum 0-apparaat, dus elke toegewijde NTP-server is stratum 1. Apparaten die de tijd van de tijdserver ontvangen, zoals computers en routers, zijn stratum 2-apparaten.

NTP kan tot 16 stratum-niveaus ondersteunen en hoewel er een daling is in de nauwkeurigheid, hoe verder je weg gaat, stratum-niveaus zijn ontworpen om grote netwerken toe te staan ​​om allemaal een tijd van een enkele NTP-server te ontvangen zonder netwerkcongestie of een blokkering van de bandbreedte te veroorzaken .

Bij gebruik van een NTP-server het is belangrijk om het apparaat niet te overbelasten met tijdverzoeken, zodat het netwerk moet worden verdeeld met een select aantal machines dat verzoeken van de NTP-server (de NTP-serverfabrikant kan het aantal verzoeken dat het kan verwerken aanbevelen). Deze stratum 2-apparaten kunnen tien worden gebruikt als tijdreferenties voor andere apparaten (die stratum 3-apparaten worden) op zeer grote netwerken kunnen deze dan zelf als tijdreferenties worden gebruikt.

NTP-servers zijn een vitale tool voor elk bedrijf dat wereldwijd en veilig moet communiceren. NTP-servers distribueren Coordinated Universal Time (UTC), de wereldwijde tijdschaal van de wereld op basis van de zeer nauwkeurige tijd die door atoomklokken wordt verteld.

NTP (Network Time Protocol) is het protocol dat wordt gebruikt om de UTC-tijd over een netwerk te verdelen en zorgt er tevens voor dat alle tijden accuraat en stabiel zijn. Er zijn echter veel valkuilen bij het opzetten van een NTP-netwerk, hier zijn de meest voorkomende:

De juiste tijdbron gebruiken

Het verkrijgen van de meest geschikte tijdsbron is van fundamenteel belang bij het opzetten van een NTP-netwerk. De tijdsbron zal worden verdeeld over alle machines en apparaten in een netwerk, dus het is van vitaal belang dat deze niet alleen nauwkeurig, maar ook stabiel en veilig is.

Veel systeembeheerders snijden hoeken met een tijdbron. Sommigen zullen beslissen om een ​​op internet gebaseerde tijdbron te gebruiken, hoewel deze niet veilig zijn omdat de firewall een opening vereist en ook veel internetbronnen zijn ofwel volledig onnauwkeurig of te ver weg om enige bruikbare precisie te veroorloven.

Er zijn twee zeer veilige methoden voor het ontvangen van een UTC-tijdbron. De eerste is om gebruik te maken van het GPS-netwerk dat UTC niet verzendt, maar GPS-tijd is gebaseerd op de internationale atoomtijd en is daarom gemakkelijk voor NTP om te zetten. GPS-tijdsignalen zijn ook overal ter wereld gemakkelijk beschikbaar.

De tweede methode is om de langegolfradiosignalen te gebruiken die door sommigen worden uitgezonden nationale fysieke laboratoria. Deze signalen zijn echter niet in elk land beschikbaar en hebben een eindig bereik en zijn gevoelig voor interferentie en lokale topografie.

Network Time Protocol is ontwikkeld om computers gesynchroniseerd te houden. Alle computers zijn gevoelig voor drift en nauwkeurige timing is essentieel voor veel tijdkritische applicaties.

Een versie van NTP is geïnstalleerd op de meeste versies van Windows (hoewel een uitgeklede versie genaamd SNTP -Splified NTP- zich in oudere versies bevindt) en Linux, maar is gratis te downloaden van NTP.org.

Bij het synchroniseren van een netwerk verdient het de voorkeur om een ​​toegewezen netwerk te gebruiken NTP-server die een timingbron ontvangt van een atoomklok ofwel via gespecialiseerde radio-uitzendingen of de GPS-netwerk. Er zijn echter veel internettijdreferenties beschikbaar, sommige betrouwbaarder dan andere, hoewel moet worden opgemerkt dat op internet gebaseerde tijdbronnen niet door NTP kunnen worden geverifieerd, waardoor uw computer kwetsbaar blijft voor bedreigingen.

NTP is hiërarchisch en gerangschikt in stratum. Stratum 0 is timingreferentie, terwijl stratum 1 een server is die is verbonden met een stratum 0-timingbron en een stratum 2 een computer (of apparaat) is die is aangesloten op een stratum 1-server.

De basisconfiguratie van NTP wordt gedaan met behulp van het bestand /etc/ntp.conf dat u moet bewerken en plaats het IP-adres van stratum 1 en stratum 2-servers. Hier is een voorbeeld van een standaard ntp.conf bestand:

server xxx.yyy.zzz.aaa geeft de voorkeur (tijdserveradres zoals time.windows.com)

123.123.1.0 server

server 122.123.1.0 stratum 3

Driftbestand / etc / ntp / drift

Het meest elementaire ntp.conf-bestand bevat een lijst met 2-servers, een die het ook wil synchroniseren en een IP-adres voor zichzelf. Het is een goede huishouding om meer dan één server als referentie te hebben voor het geval er eentje uitvalt.

Een server met de tag 'prefer' wordt gebruikt voor een vertrouwde bron, zodat NTP altijd die server zal gebruiken wanneer dat mogelijk is. Het IP-adres zal worden gebruikt in geval van problemen wanneer NTP synchonise met zichzelf is. Het driftbestand is de plaats waar NTP een record opbouwt van de driftsnelheid van de systeemklok en deze automatisch aanpast.

NTP past je systeemtijd aan maar slechts langzaam. NTP wacht ten minste tien pakketten met informatie af voordat de bron wordt vertrouwd. Om NTP te testen, verandert u aan het eind van de dag uw systeemklok met een half uur en moet de tijd in de ochtend correct zijn.

Gedistribueerde netwerken vertrouwen volledig op de juiste tijd. Computers hebben tijdstempels nodig om gebeurtenissen te bestellen en wanneer een verzameling machines samenwerken, is het noodzakelijk dat ze tegelijkertijd worden uitgevoerd.

Helaas zijn moderne pc's niet ontworpen om perfecte tijdwaarnemers te zijn. Hun systeemklokken zijn eenvoudige elektronische oscillatoren en zijn gevoelig voor drift. Dit is normaal gesproken geen probleem wanneer de machines zelfstandig werken, maar wanneer ze via een netwerk communiceren, kunnen allerlei problemen optreden.

Van e-mails die aankomen voordat ze zijn verzonden naar hele systeemcrashes, gebrek aan synchronisatie kan onnoemelijke problemen veroorzaken in een netwerk en daarom worden netwerktijdservers gebruikt om ervoor te zorgen dat het hele netwerk samen wordt gesynchroniseerd.

Netwerk tijdservers kom in twee vormen - De GPS-tijd-server en de radio waarnaar wordt verwezen tijdsserver. GPS NTP servers gebruiken het tijdsignaal dat door GPS-satellieten wordt uitgezonden. Dit is uiterst nauwkeurig omdat het wordt gegenereerd door een atoomklok aan boord van de GPS-satelliet. Radio waarnaar wordt verwezen NTP-servers gebruiken een langegolftransmissie uitgezonden door verschillende nationale fysica laboratoria.

Beide methoden zijn een goede bron van Coordinated Universal Time (UTC) 's werelds wereldwijde tijdschaal. UTC wordt gebruikt door netwerken over de hele wereld en het synchroniseren ervan stelt computernetwerken in staat om zelfverzekerd te communiceren en zonder fouten tijdgevoelige transacties aan te gaan.

Sommige beheerders gebruiken internet om een ​​UTC-tijdbron te ontvangen. Hoewel hiervoor geen dedicated netwerktijdserver vereist is, heeft dit beveiligingsnadelen omdat een poort nodig is om open te blijven in de firewall zodat de computer kan communiceren met de NTP-server, dit kan een systeem kwetsbaar en open voor aanvallen houden. Bovendien zijn internettijdbronnen notoir onbetrouwbaar, en velen zijn te onnauwkeurig of te ver weg om een ​​nuttig doel te dienen.

Network Time Protocol is een internetprotocol dat wordt gebruikt om computerklokken te synchroniseren met een stabiele en nauwkeurige tijdsreferentie. NTP is oorspronkelijk ontwikkeld door Professor David L. Mills aan de Universiteit van Delaware in 1985 en is een internetstandaardprotocol.

NTP is ontwikkeld om het probleem op te lossen van meerdere computers die samenwerken en de verschillende tijd hebben. Hoewel de tijd meestal alleen maar vooruit gaat, als programma's op verschillende computers worden uitgevoerd, moet de tijd vooruitgaan, zelfs als u van de ene computer naar de andere overschakelt. Als het ene systeem echter voorloopt op het andere, zou het schakelen tussen deze systemen ervoor zorgen dat de tijd vooruit en achteruit springt.

Bijgevolg kunnen netwerken hun eigen tijd spenderen, maar zodra u verbinding met internet maakt, worden effecten zichtbaar. Alleen e-mailberichten komen aan voordat ze zijn verzonden en worden zelfs beantwoord voordat ze zijn gemaild!

Hoewel dit soort problemen misschien onschadelijk lijken als het gaat om het ontvangen van e-mail, kan in sommige omgevingen een gebrek aan synchronisatie desastreuze resultaten hebben, daarom was luchtverkeerscontrole een van de eerste toepassingen voor NTP.

NTP maakt gebruik van een enkele tijdbron en distribueert deze tussen alle apparaten op een netwerk doet dit door een algoritme te gebruiken dat uitwerkt hoeveel een systeemklok moet aanpassen om synchronisatie te garanderen.

NTP werkt op een hiërarchische basis om te zorgen dat er geen netwerkverkeer en bandbreedteproblemen zijn. Het maakt gebruik van een enkele tijdbron, gewoonlijk UTC (gecoördineerde universele tijd) en ontvangt tijdverzoeken van de machines op de top van de hiërarch die vervolgens de tijd verder in de keten doorgeven.

De meeste netwerken die gebruikmaken van NTP gebruiken een speciale netwerktijdserver om hun UTC-tijdsignaal te ontvangen. Deze kunnen de tijd ontvangen van de GPS-netwerk of radio-uitzendingen uitgezonden door nationale fysica laboratoria. Deze toegewijde NTP tijdservers zijn ideaal omdat ze de tijd direct van een atoomklokbron ontvangen, maar ze zijn ook veilig omdat ze extern zijn gesitueerd en daarom geen onderbrekingen in de netwerkfirewall vereisen.