Synchronisatie van moderne computernetwerken is om tal van redenen van cruciaal belang, en dankzij het tijdprotocol NTP (Network Time Protocol) is dit relatief eenvoudig.

NTP is een algoritmisch protocol dat de tijd op verschillende computers analyseert en vergelijkt met een enkele tijdreferentie en past elke klok aan voor drift om synchronisatie met de tijdbron te garanderen. NTP is bij deze taak zo in staat dat een met het protocol gesynchroniseerd netwerk op realistische wijze milliseconde nauwkeurigheid kan verkrijgen.

De tijdbron kiezen

Als het gaat om het maken van een tijdreferentie is er echt geen alternatief dan om een ​​bron van UTC te vinden (Coordinated Universal Time). UTC is de wereldwijde tijdschaal die wereldwijd wordt gebruikt als een enkel tijdsschema door computernetwerken. UTC wordt nauwkeurig gehouden door een constellatie van atoomklokken over de hele wereld.

Synchroniseren met UTC

De meest eenvoudige methode om een ​​UTC Time-bron te ontvangen, is om een ​​stratum 2 internettijdserver te gebruiken. Deze worden geacht stratum 2 te zijn, omdat ze de tijd verdelen na de eerste keer ontvangen van a NTP-server (stratum 1) dat is verbonden met een atoomklok (stratum 0). Helaas is dit niet de meest nauwkeurige methode om UTC te ontvangen vanwege de afstand die de gegevens moeten afleggen tussen host en de client.

Er zijn ook beveiligingsproblemen bij het gebruik van een internet stratum 2-tijdbron in die zin dat de UDP-poort van de firewall 123 open moet blijven om de tijdcode te ontvangen, maar deze firewallopening kan en is misbruikt door kwaadwillende gebruikers.

Toegewijde NTP-servers

Dedicated NTP tijdservers, ook wel netwerktijdservers genoemd, zijn de meest nauwkeurige en veilige methode voor het synchroniseren van een computernetwerk. Ze werken extern op het netwerk, dus er zijn geen problemen met de firewall. Deze stratum 1-apparaten ontvangen de UTC-tijd rechtstreeks van een atoomklokbron via langegolfradiostations of de GPS-netwerk (Global Positioning System). Hoewel dit een antenne vereist, die in het geval van GPS op een rooftop moet worden geplaatst, zal de tijdserver zelf honderden en inderdaad duizenden verschillende apparaten op het netwerk automatisch synchroniseren.

Hoewel er verschillende protocollen beschikbaar zijn voor tijdsynchronisatie, wordt het grootste deel van de netwerktijd gesynchroniseerd met een van beide NTP of SNTP.

Network Time Protocol (NTP) en Simple Network Time Protocol (SNTP) bestaan ​​al sinds het begin van het internet (en in het geval van NTP enkele jaren van tevoren) en zijn verreweg de meest populaire en wijdverspreide tijdssynchronisatieprotocollen.

Het verschil tussen de twee is echter klein en bepaalt welk protocol het beste is voor een ntp tijd server of een bepaalde tijdsynchronisatietoepassing kan lastig zijn.

Zoals zijn naam suggereert, SNTP is een vereenvoudigde versie van Network Time Protocol, maar de vraag wordt vaak gesteld: 'wat is precies het verschil?'

Het belangrijkste verschil tussen de twee versies van het protocol is het gebruikte algoritme. NTP's algoritme kan meerdere referentieklokken opvragen en berekenen wat het meest accuraat is.

SNTP-gebruik voor apparaten met lage verwerkingssnelheid - het is geschikt voor minder krachtige machines en vereist niet de hoge nauwkeurigheid van NTP. NTP kan ook elke offset en jitter controleren (kleine variaties in de golfvorm als gevolg van schommelingen in de voedingsspanning, mechanische trillingen of andere bronnen), terwijl SNTP dat niet doet.

Een ander groot verschil zit hem in de manier waarop de twee protocollen zich aanpassen aan eventuele drift in netwerkapparaten. NTP versnelt of vertraagt ​​een systeemklok om overeen te komen met de tijd van de referentieklok die in de NTP-server (zwenken) terwijl SNTP eenvoudig de systeemklok vooruit of achteruit zal stappen.

Deze stap van de systeemtijd kan potentiële problemen met tijdgevoelige toepassingen veroorzaken, vooral van de stap die vrij groot is.

NTP wordt gebruikt wanneer nauwkeurigheid belangrijk is en wanneer tijdkritieke applicaties afhankelijk zijn van het netwerk. Het complexe algoritme is echter niet geschikt voor eenvoudige machines of apparaten met minder krachtige processors. SNTP is daarentegen het meest geschikt voor deze eenvoudigere apparaten omdat het minder computerbronnen in beslag neemt, maar het is niet geschikt voor elk apparaat waar nauwkeurigheid van cruciaal belang is of wanneer tijdkritieke applicaties afhankelijk zijn van het netwerk.

Er is een zekere ironie dat de computer die op je bureaublad zit en misschien net zo veel maandensalaris heeft gekost een klok aan boord heeft die minder accuraat is dan een goedkoop horloge dat je bij een benzine- of benzinestation koopt.

Het probleem is niet dat computers in het bijzonder zijn gemaakt met goedkope timingcomponenten, maar dat een serieuze tijdregistratie op een pc kan worden bereikt zonder dure of geavanceerde oscillatoren.

De ingebouwde timingoscillators op de meeste pc's zijn eigenlijk gewoon een back-up om de computerklok gesynchroniseerd te houden wanneer de pc uitstaat of wanneer informatie over de timing van het netwerk niet beschikbaar is.

Ondanks deze ontoereikende klokken aan boord, kan de timing op een netwerk van pc's worden bereikt tot binnen milliseconde nauwkeurigheid en een netwerk dat is gesynchroniseerd met de wereldwijde tijdschaal GMT (Coordinated Universal Time) mag helemaal niet afwijken.

De reden dat dit hoge niveau van nauwkeurigheid en synchroniciteit kan worden bereikt zonder dure oscillatoren is dat computers Network Timing Protocol kunnen gebruiken (NTP) om de exacte tijd te vinden en te behouden.

NTP is een algoritme dat een enkele tijdsbron distribueert; dit kan worden gegenereerd door de klok aan boord van een pc - hoewel dit zou betekenen dat elke machine in het netwerk zou afdrijven terwijl de klok zelf afdrijft - een veel betere oplossing is om NTP te gebruiken voor het verspreiden van een stabiele, nauwkeurige tijdbron, en met de meeste voorkeur voor netwerken die zaken doen via internet, een bron van UTC.

De eenvoudigste methode om UTC te ontvangen - die door een constellatie van atoomklokken over de hele wereld waar wordt gehouden - is om een dedicated NTP tijdserver. NTP-servers gebruiken GPS-satellietsignalen (Global Positioning System) of lange golf radio-uitzendingen (meestal uitgezonden door nationale fysica laboratoria zoals NPL of NIST).

Na ontvangst van de NTP-server verdeelt de timingbron over het netwerk en controleert voortdurend elke machine op afwijking (in wezen maakt de netwerkmachine contact met de server als een client en wordt de informatie uitgewisseld via TCP / IP.

Dit maakt de klokken aan boord van de computers zelf overbodig, hoewel wanneer de machines aanvankelijk worden opgestart, of als er vertraging is opgetreden bij het contacteren van de computer. NTP-server (als deze laag is of als er een tijdelijke fout is), wordt de ingebouwde klok gebruikt om de tijd te behouden totdat volledige synchronisatie opnieuw mogelijk is.

Timing wordt steeds crucialer voor computersystemen. Het is nu bijna ongehoord dat een computernetwerk functioneert zonder synchronisatie met UTC (Coordinated Universal Time). En zelfs enkele machines die thuis worden gebruikt, zijn nu uitgerust met automatische synchronisatie. De nieuwste incarnatie van Windows, bijvoorbeeld Windows 7, maakt automatisch verbinding met een timingbron (hoewel deze toepassing handmatig kan worden uitgeschakeld door toegang te krijgen tot de tijd- en datumvoorkeuren.)

De opname van deze automatische synchronisatiehulpmiddelen in de nieuwste besturingssystemen geeft aan hoe belangrijk timinginformatie is geworden en wanneer u kijkt naar de soorten toepassingen en transacties die nu op internet worden uitgevoerd, is het geen verrassing.

Internetbankieren, online reserveren, internetveilingen en zelfs e-mail kunnen afhankelijk zijn van de juiste tijd. Computers gebruiken tijdstempels als het enige referentiepunt dat ze moeten identificeren wanneer en of een transactie heeft plaatsgevonden. Fouten in timinginformatie kunnen onnoemelijke fouten en problemen veroorzaken, vooral met foutopsporing.

Het internet zit vol met tijdservers met meer dan duizend tijdbronnen beschikbaar voor online synchronisatie; de nauwkeurigheid en bruikbaarheid van deze online bronnen van UTC-tijd variëren en een TCP / IP open laten in de firewall om de timinginformatie door te laten kan een systeem kwetsbaar maken.

Voor netwerksystemen waarbij timing niet alleen cruciaal is, maar waar beveiliging ook een belangrijk probleem is, is internet geen voorkeursbron voor het ontvangen van UTC-informatie en is een externe bron vereist.

Het verbinden van een NTP-netwerk met een externe bron van UTC-tijd is relatief eenvoudig als een netwerktijdserver is gebruikt. Deze apparaten die vaak worden aangeduid als NTP-servers, gebruik de atoomklokken aan boord van GPS (Global Positioning System) satellieten of lange golf uitzendingen uitgezonden door plaatsen zoals NIST or NPL.

NTP-servers zijn essentiële apparaten voor tijdsynchronisatie van computernetwerken. Zorgen dat een netwerk samenvalt met UTC (Coordinated Universal Time) is van vitaal belang in moderne communicatie zoals internet en is de primaire functie van de netwerktijdserver (NTP-server).

Zoals hun naam suggereert, gebruiken deze tijdservers het protocol NTP (Network Time Protocol) om de synchronisatieverzoeken af ​​te handelen. NTP is al in veel besturingssystemen geïnstalleerd en synchronisatie is mogelijk zonder een NTP-server door gebruik te maken van een internettijdbron, dit kan onveilig en onnauwkeurig zijn voor veel netwerkbehoeften.

Netwerk tijdservers ontvang een veel nauwkeuriger en veiliger tijdsignaal. Er zijn twee methoden om de tijd te ontvangen met behulp van een tijdserver: gebruik van het GPS-netwerk of ontvangen van lange-golf radio-uitzendingen.

Beide methoden voor het ontvangen van een tijdbron zijn veilig omdat ze extern zijn voor een netwerkfirewall. Ze zijn ook nauwkeurig omdat beide tijdsbronnen rechtstreeks door atoomklokken worden gegenereerd in plaats van een internettijddienst die normaal gesproken wordt gebruikt NTP-apparaten verbonden met een atoomklok van een derde partij.

Het GPS-netwerk biedt een ideale tijdsbron voor NTP-servers omdat de signalen overal beschikbaar zijn. Het enige nadeel van het gebruik van het GPS-netwerk is dat een zicht op de lucht nodig is om een ​​satelliet te vergrendelen.

Radio-gerefereerde tijdbronnen zijn flexibeler doordat het langegolf-signaal binnenshuis kan worden ontvangen. Ze hebben een beperkte sterkte en niet elk land heeft een tijdsignaal, hoewel sommige signalen zoals de Duitse DCF en de VS WVBB beschikbaar zijn in aangrenzende staten.

Ondanks dat het al meer dan twintig jaar bestaat, heeft het huidige favoriete protocol van de meeste netwerken, NTP (Network Time Protocol), enige concurrentie.

Momenteel wordt NTP gebruikt om computernetwerken te synchroniseren met behulp van netwerk tijdservers (NTP-servers). Momenteel kan NTP een computernetwerk tot enkele milliseconden synchroniseren.

Het Precision Time Protocol (PTP) of IEEE 1588 is ontwikkeld voor lokale systemen die een zeer hoge nauwkeurigheid vereisen (naar nano-seconde niveau). Momenteel valt dit type nauwkeurigheid buiten de mogelijkheden van NTP.

PTP vereist een master- en slaaf-relatie-schip in het netwerk. Een tweestaps proces is vereist om apparaten te synchroniseren met behulp van de IEEE 1588 (PTP). Eerst wordt bepaald welk apparaat de master is en vervolgens worden de offsets en natuurlijke netwerkvertragingen gemeten. PTP maakt gebruik van het Best Master Clock-algoritme (BMC) om vast te stellen welke klok op het netwerk het meest nauwkeurig is en het wordt de master terwijl alle andere klokken slaven worden en met deze master worden gesynchroniseerd.

IEEE (Instituut voor elektrische en elektronische ingenieurs) beschrijft IEEE 1588 of (PTP) zoals ontworpen om "een niche te vullen die niet goed wordt bediend door een van de twee dominante protocollen, NTP en GPS. IEEE 1588 is ontworpen voor lokale systemen die zeer hoge nauwkeurigheden vereisen die verder gaan dan degene die met NTP kunnen worden bereikt. Het is ook ontworpen voor toepassingen die de kosten van een GPS-ontvanger op elk knooppunt niet kunnen dragen of waarvoor GPS-signalen ontoegankelijk zijn. "(Geciteerd in Wikipedia)

PTP kan een nauwkeurigheid van enkele nanoseconden leveren, maar dit soort nauwkeurigheid is voor de meeste netwerkgebruikers niet vereist. Het doelgebruik van PTP lijkt echter te bestaan ​​uit mobiel breedband en andere mobiele technologieën omdat PTP time-of-day informatie ondersteunt, gebruikt door facturerings- en serviceniveau-overeenkomstrapportagefuncties in mobiele netwerken.

tijdsynchronisatie is een cruciaal aspect van computernetwerken. Zorgen dat alle machines in een netwerk worden gesynchroniseerd met de globale tijdschaal, UTC (Coordinated Universal Time), anders zijn tijdgevoelige transacties met andere netwerken onmogelijk.

Tijdsynchronisatie is gemakkelijk gemaakt dankzij het Network Time Protocol (NTP), dat in de begintijd van internet voor dat specifieke doel werd ontworpen. Het werkt met een enkele tijdbron (meestal UTC) die vervolgens wordt verdeeld over alle apparaten op de NTP-netwerk.

Procedure

U ontvangt een e-mail van STO Garant (info@sto-garant.nl) met informatie over het voldoen van de betaling voor uw boeking. Voor alle boekingen geldt dat het volledige boekingsbedrag voor aanvang van de boeking betaald dient te zijn aan de derdengeldenrekening. UTC tijdbron wordt vaak van internet gehaald op netwerken waar veiligheid geen groot probleem is, maar omdat dit betekent dat voor veel netwerken een open poort in een netwerkfirewall moet worden gelaten, is de kwetsbaarheid die dit kan achterlaten het risico niet waard.

Toegewijd netwerk tijdservers (vaak aangeduid als NTP-servers) worden door veel netwerken gebruikt als een veilige en nog nauwkeurigere methode om UTC te ontvangen. Deze apparaten ontvangen de UTC-tijd rechtstreeks van een atoomklokbron.

Bovendien werken deze speciale tijdservers extern op de firewall en het netwerk en gebruiken ze bronnen zoals GPS of radiofrequenties om de tijdcodes op te halen.

Voor het gemak van synchronisatie zijn er verschillende tijd synchronisatie software pakketten die hand in hand met NTP lopen en via browserinterfaces een gemakkelijke configuratie van de tijdsynchronisatie door het hele netwerk toestaan.

Hoewel deze tijdsynchronisatiesoftwarepakketten niet essentieel zijn om de meeste te gebruiken NTP-servers, de standaardsoftware geïnstalleerd in besturingssystemen ontbreekt vaak of is vrij ingewikkeld.

De meeste gespecialiseerde producenten van dedicated netwerktijdservers produceren een timeservice-client voor configuratie en deze zijn waarschijnlijk het meest geschikt voor het apparaat van die leverancier. Er zijn echter veel softwarepakketten voor freeware en open source-tijdsynchronisatie die meestal compatibel zijn met veel NTP-servers.

Windows 7 is de nieuwste versie van de Microsoft-besturingssysteemfamilie. In navolging van de veel verguisde Windows Vista, heeft Windows 7 een veel warmere ontvangst van critici en consumenten.

Tijdsynchronisatie op Windows 7 is extreem eenvoudig als het protocol NTP (Network Time Protocol) is ingebouwd in Windows 7 en het besturingssysteem synchroniseert automatisch de klok van de computer door verbinding te maken met de Microsoft time service time.windows.com.

Dit is handig voor veel thuisgebruikers, maar de synchronisatie via internet is om de volgende reden niet veilig genoeg voor een computernetwerk:

Om verbinding te maken met een internettijdbron zoals time.windows.com, moet er een bericht in de firewall worden opengelaten. Zoals met elke open poort in een netwerkfirewall, kan dit worden gebruikt als een punt van binnenkomst door een kwaadwillende gebruiker of een kwaadaardige software.

De tijdsynchronisatiefaciliteit in Windows 7 kan worden uitgeschakeld en is vrij eenvoudig te doen door het dialoogvenster voor tijd en datum te openen en het selectievakje voor synchronisatie uit te schakelen.

Tijdsynchronisatie op een netwerk is echter essentieel, dus als de internettijdservice is uitgeschakeld, moet deze worden vervangen door een veilige en nauwkeurige tijdsbron.

Veruit de beste manier om dit te doen is om een ​​tijdbron te gebruiken die extern is van het netwerk (en de firewall).

De eenvoudigste, veiligste en meest accurate manier om een ​​Windows 7-netwerk te synchroniseren, is om een ​​speciaal daarvoor bestemd systeem te gebruiken NTP-server. Deze apparaten gebruiken een tijdreferentie van een radiofrequentie (meestal verspreid door nationale fysica laboratoria zoals de NPL van Groot-Brittannië en Amerika's NIST) of van het GPS-satellietnetwerk.

Omdat beide bronnen afkomstig zijn van atoomklokbronnen, zijn ze ook ongelooflijk nauwkeurig en kan een Windows 7-netwerk dat uit honderden machines bestaat binnen enkele milliseconden van de tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time) worden gesynchroniseerd door er slechts één te gebruiken NTP tijdserver.

Satellietnavigatiesystemen of satellietnavigatiesystemen hebben de manier veranderd waarop we onze weg op de hoge wegen navigeren. Voorbij zijn de dagen dat reizigers een handschoenendoos vol met kaarten moesten hebben en ook verdwenen is de noodzaak om te stoppen en een lokaal om een ​​routebeschrijving te vragen.

Satellietnavigatie betekent dat we nu van punt A naar punt B gaan, ervan overtuigd dat onze systemen ons daarheen zullen brengen en dat satellietnavigatiesystemen niet onzinnig zijn (we moeten allemaal de verhalen hebben gelezen van mensen die over kliffen en rivieren rijden), heeft zeker een revolutie teweeggebracht in onze wayfinding.

Momenteel is er slechts één Global Navigational Satellite System (GNSS), het Amerikaanse Global Positioning System (Global Positioning System).GPS). Hoewel een rivaliserend Europees systeem (Galileo) ergens na 2012 online zal gaan en er een Russisch (GLONASS) en een Chinees (COMPASS) systeem wordt ontwikkeld.

Al deze GNSS-netwerken zullen echter werken met dezelfde technologie als die wordt gebruikt door GPS, en in feite zouden de huidige GPS-systemen in staat moeten zijn om deze toekomstige systemen zonder veel wijzigingen te gebruiken.

Het GPS-systeem is eigenlijk een constellatie van satellieten (momenteel zijn er 27). Deze satellieten bevatten elk aan boord van een atoomklok (in werkelijkheid zijn er twee op de meeste GPS-satellieten, maar voor het doel van deze uitleg hoeft er maar één te worden overwogen). De signalen die worden verzonden vanaf de GPS-satelliet bevatten verschillende stukjes informatie die als een geheel getal zijn verzonden:

* De tijd dat het bericht werd verzonden

* De orbitale positie van de satelliet (bekend als de ephemeris)

* De algemene systeemgezondheid en banen van de andere GPS-satellieten (bekend als de almanak)

Een ontvanger voor satellietnavigatie, zoals die op het dashboard van uw auto wordt gevonden, ontvangt deze informatie en het gebruik van de timinginformatie bepaalt de exacte afstand van de ontvanger tot de satelliet. Door het gebruik van drie of meer van deze signalen kan de exacte positie worden trianguleerbaar (vier signalen zijn eigenlijk vereist, aangezien de hoogte boven zeeniveau ook moet worden uitgewerkt).

Omdat de triangulatie uitwerkt wanneer het tijdsignaal werd verzonden en hoe lang het duurde om bij de ontvanger aan te komen, moeten de signalen ongelooflijk nauwkeurig zijn. Zelfs een seconde van de onnauwkeurigheid zou de navigatie-informatie kunnen zien, maar duizenden kilometers als licht, en daarom radiosignalen, kunnen bijna elke 300,000 km afleggen.

Op dit moment kan het GPS-satellietnetwerk binnen 5-meters navigatie-nauwkeurigheid bieden, wat laat zien hoe nauwkeurige atoomklokken kan zijn.

Een van de belangrijkste aspecten van netwerken is dat alle apparaten op de juiste tijd worden gesynchroniseerd. Niet correct netwerk tijd en gebrek aan synchronisatie kan grote schade toebrengen aan systeemprocessen en kan leiden tot onnoemelijke fouten en foutopsporing.

En er niet in slagen te verzekeren dat apparaten continu worden gecontroleerd om drift te voorkomen, kan ook leiden tot een gesynchroniseerd netwerk dat langzaam wordt gesynchroniseerd en leidt tot de bovengenoemde problemen.

Als u er echter voor zorgt dat een netwerk niet alleen de juiste tijd heeft maar dat die tijd niet afdrijft, wordt het tijdprotocol NTP bereikt.

Network Time Protocol (NTP) is niet het enige tijdsynchronisatieprotocol, maar het is verreweg het meest gebruikt. Het is een open source-protocol maar wordt voortdurend bijgewerkt door een grote gemeenschap van internettijdbewakers.

NTP is gebaseerd op een algoritme dat de juiste en meest nauwkeurige tijd uit een reeks bronnen kan berekenen. NTP maakt het mogelijk dat een enkele tijdsbron wordt gebruikt door een netwerk van honderden en duizenden machines en kan elke bron binnen enkele milliseconden accuraat houden tot die tijdbron.

De eenvoudigste manier om een ​​netwerk te synchroniseren met NTP is om een NTP tijdserver, Ook bekend als netwerktijdserver.

NTP-servers gebruiken een externe tijdsbron, hetzij van het GPS-netwerk (Global Positioning System), hetzij van uitzendingen van nationale fysica laboratoria zoals NIST in de VS of NPL in het Verenigd Koninkrijk.

Deze tijdsignalen worden gegenereerd door atoomklokken die vele malen nauwkeuriger zijn dan de klokken op computers en servers. NTP zal deze atoomkloktijd verdelen over alle apparaten in een netwerk, het zal dan elk apparaat blijven controleren om zeker te zijn dat er geen afwijking is en het apparaat te corrigeren als dat wel het geval is.