NTP tijdservers (Network Time Protocol) zijn een essentieel aspect van elk computer- of technologienetwerk. Zoveel applicaties vereisen nauwkeurige timinginformatie die niet in staat is om een ​​netwerk adequaat te synchroniseren en precies kan leiden tot allerlei fouten en problemen - vooral bij communicatie met andere netwerken.

Nauwkeurigheid, als het gaat om tijdsynchronisatie, betekent maar één ding - atoomklokken. Geen enkele andere methode om de tijd te houden is zo nauwkeurig of betrouwbaar als een atoomklok. In vergelijking met een elektronische klok, zoals een digitaal horloge, dat tot een seconde per dag zal verliezen - een atoomklok blijft gedurende een 100,000-jaar nauwkeurig tot een seconde nauwkeurig.

Atoomklokken zijn echter niet iets dat kan worden gehuisvest in een gemiddelde serverruimte; atoomklokken zijn erg duur, fragiel en vereisen fulltime technici om te controleren, dus zijn ze meestal alleen te vinden in grootschalige fysicalaboratoria zoals die door NIST (National Institute of Standards and Time - USA) en NPL (Nationaal Fysisch Laboratorium - VK).

Een bron van nauwkeurige tijd verkrijgen vanaf een atoomklok is relatief eenvoudig. Voor een veilige en betrouwbare bron van atoomkloktijd zijn er slechts twee opties (het internet kan noch worden beschreven als veilig, noch betrouwbaar als een bron van tijd):

• GPS-tijd
• UTC-tijd uitgezonden op lange golf

GPS-tijd, van het Global Positioning System van de VS, is een tijdstempel gegenereerd aan boord van de atoomklokken op de satellieten. Er is een duidelijk voordeel aan het gebruik van GPS als een bron van tijd: het is overal ter wereld beschikbaar.

Alles wat nodig is om GPS-tijd te ontvangen en te gebruiken, is een GPS-tijdsduur en antenne; een goed helder zicht op de lucht is ook nodig voor een zeker signaal. Hoewel niet strikt UTC-tijd (Coordinated Universal Time) wordt uitgezonden door GPS (UTC heeft 17 schrikkelseconden toegevoegd sinds de satellieten werden gelanceerd) de tijdstempel bevatte de informatie die nodig was voor NTP om deze om te zetten naar de universele tijdstandaard.

UTC wordt echter rechtstreeks vanuit natuurkundelaboratoria uitgezonden en is beschikbaar via een radio waarnaar wordt verwezen NTP-server. Deze signalen zijn niet overal beschikbaar, maar in de VS (het signaal staat bekend als WWVB) en het grootste deel van Europa (MSF en DCF) zijn gedekt. Ook deze zijn zeer nauwkeurig atoomklok gegenereerde tijdbronnen en omdat beide methoden afkomstig zijn van een beveiligde bron, zal het computernetwerk veilig blijven.

Wanneer u uw horloge instelt op misschien de spreekklok of de tijd op internet, heeft u zich ooit afgevraagd wie het is dat die klokken instelt en controleert of deze kloppen?

Er is geen enkele meesterklok die wordt gebruikt voor de timing van de wereld, maar er is een constellatie van klokken die worden gebruikt als basis voor een universeel timingsysteem dat bekend staat als UTC (Coordinated Universal Time).

UTC stelt alle computernetwerken en andere technologie ter wereld in staat om met elkaar te praten in perfecte synchroniciteit, wat van vitaal belang is in de moderne wereld van internethandel en wereldwijde communicatie.

Maar zoals gezegd is het beheersen van UTC niet één meesterklok, maar een serie uiterst nauwkeurige atoomklokken die in verschillende landen zijn gebaseerd, werken allemaal samen om een ​​timingbron te produceren die gebaseerd is op de tijd die ze allemaal vertellen.

Deze UTC-tijdwaarnemers omvatten dergelijke opmerkelijke organisaties als het National Institute of Standards and Time (VS)NIST) en het nationale fysische laboratorium van het VK (NPL) onder anderen.

Deze organisaties helpen niet alleen om UTC zo nauwkeurig mogelijk te houden, maar bieden ook een bron van UTC-tijd die beschikbaar is voor 's werelds computernetwerken en -technologieën.

Om de tijd van deze organisaties te ontvangen, NTP tijdserver (Network Time Server) is vereist. Deze apparaten ontvangen de uitzendingen vanuit plaatsen zoals NIST en NPL via langegolfradiostations. De NTP-server verdeelt vervolgens het timingsignaal over een netwerk en past individuele systeemklokken aan om ervoor te zorgen dat ze zo nauwkeurig mogelijk zijn voor UTC.

Een enkele speciale NTP-server kan een computernetwerk van honderden en zelfs duizenden machines synchroniseren en de nauwkeurigheid van een netwerk dat in UTC-tijd vertrouwt op de uitzendingen van NIST en NPL is ook zeer nauwkeurig.

Het NIST-timingsignaal is bekend als wwvb en wordt uitgezonden vanuit Boulder Colorado in het hart van de VS terwijl het UK's NPL-signaal wordt uitgezonden in Cumbria in het noorden van Engeland en bekend staat als Artsen Zonder Grenzen - andere landen hebben vergelijkbare systemen, waaronder de DSF-signaal uitgezonden vanuit Frankfurt, Duitsland.

Het DCF 77-signaal is een langegolftransmissie die wordt uitgezonden op 77 KHz vanuit Frankfurt in Duitsland. DCF -77 wordt overgedragen door Physikalisch-Technische Bundesanstalt, het Duitse nationale fysica laboratorium.

DCF-77 is een nauwkeurige bron van UTC-tijd en wordt gegenereerd door atoomklokken die voor precisie zorgen. DCF-77 is een nuttige bron van tijd die overal in Europa kan worden overgenomen door technologieën die een nauwkeurige tijdreferentie nodig hebben.

Radiogestuurde klokken en netwerk tijdservers ontvang het tijdsignaal en in het geval van tijdservers distribueert dit tijdsignaal over een computernetwerk. Het meeste computernetwerk gebruikt NTP om het DCF 77 tijdsignaal te distribueren.

Er zijn voordelen van het gebruik van een signaal zoals DCF voor tijdsynchronisatie. DCF is langgolvig en is daarom gevoelig voor interferentie van andere elektrische apparaten, maar deze kunnen gebouwen binnendringen die het DCF-signaal een voordeel geven ten opzichte van die andere bron van UTC-tijd die algemeen beschikbaar is - GPS (Global Positioning System) - waarvoor een open beeld van de hemel om satelliettransmissies te ontvangen.

Andere lange golf radiosignalen zijn beschikbaar in andere landen die vergelijkbaar zijn met DCF-77. In het Verenigd Koninkrijk wordt het MSF -60-signaal uitgezonden door NPL (National Physical Laboratory) uit Cumbria terwijl in de VS NIST (National Institute of Standards and Time) het WVBB-signaal uit Boulder, Colorado uitzendt.

NTP tijdservers zijn een efficiënte methode om deze langegolftransmissies te ontvangen en vervolgens de tijdcode te gebruiken als synchronisatiebron. NTP-servers kan DCF, MSF en WVBB ontvangen en ook velen van hen kunnen het GPS-signaal ontvangen.