NTP is afhankelijk van een referentieklok en alle klokken op de NTP-netwerk zijn gesynchroniseerd met die tijd. Het is daarom absoluut noodzakelijk dat de referentieklok zo nauwkeurig mogelijk is. De meest nauwkeurige uurwerken zijn atoomklokken. Deze grote physics lab-apparaten kunnen over miljoenen jaren een nauwkeurige tijd bijhouden zonder een seconde te verliezen.

An NTP-server ontvangt de tijd vanaf een atoomklok, hetzij via internet, via het GPS-netwerk of via radiosignalen. Bij het gebruik van een atoomklok als referentie zal een NTP-netwerk nauwkeurig zijn tot op een paar milliseconden van de wereldwijde tijdschaal van de wereld. GMT (Coordinated Universal Time).

NTP is een hiërarchisch systeem. Hoe dichter een apparaat bij de referentieklok zit, hoe hoger bij de NTP-strata. Een atoomklokreferentieklok is een stratum 0-apparaat en een NTP-server die de tijd ervan ontvangt is een stratum 1-apparaat, clients van de NTP-server zijn stratum 2-apparaten, enzovoort.

Vanwege dit hiërarchische systeem kunnen apparaten die zich in de lagen bevinden, ook worden gebruikt als een referentie waarmee grote netwerken kunnen werken terwijl ze met slechts één verbinding zijn verbonden NTP tijdserver.

NTP is een protocol dat fouttolerant is. NTP bewaakt fouten en kan meerdere tijdbronnen verwerken en het protocol selecteert automatisch het beste. Zelfs wanneer een referentieklok tijdelijk niet beschikbaar is, kan NTP eerdere metingen gebruiken om de huidige tijd in te schatten ..

Uitzoeken wat de tijd is, is iets dat we allemaal als vanzelfsprekend beschouwen. Klokken zijn overal en een blik op een polshorloge, een klokkentoren, een computerscherm of zelfs een magnetron vertelt ons hoe laat het is. Het was echter niet altijd gemakkelijk om de tijd te vertellen.

Klokken kwamen pas in de middeleeuwen aan en hun nauwkeurigheid was ongelooflijk slecht. Ware tijd om nauwkeurigheid te vertellen kwam pas na de komst van de elektronische klok in de negentiende eeuw. Veel van de moderne technologieën en toepassingen die we in de moderne wereld als vanzelfsprekend beschouwen, zoals satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en handel via het internet, vereisen echter een precisie en nauwkeurigheid die een elektronische klok ver overschrijdt.

Atoomklokken zijn verreweg de meest nauwkeurige tijdrovende apparaten. Ze zijn zo nauwkeurig dat de wereldwijde tijdschaal van de wereld die daarop is gebaseerd (Coordinated Universal Time) moet af en toe worden aangepast om rekening te houden met de vertraging van de rotatie van de aarde. Deze aanpassingen nemen de vorm aan van extra seconden die we leapseconden noemen.

Atoomkloknauwkeurigheid is zo nauwkeurig dat zelfs een seconde tijd niet verloren gaat in meer dan een miljoen jaar, terwijl een elektronische klok in vergelijking een seconde in een week zal verliezen.

Maar is deze nauwkeurigheid echt nodig? Wanneer je kijkt naar technologieën zoals global positioning, dan is het antwoord ja. Satellietnavigatiesystemen zoals GPS werken door triangulatie van tijdsignalen gegenereerd door atoomklokken aan boord van de satellieten. Omdat deze signalen met de snelheid van het licht worden uitgezonden, reizen ze elke seconde bijna 100,000 km. Elke onnauwkeurigheid in de klok met zelfs een duizendste van een seconde zou de positioneringsinformatie in kilometers kunnen zien.

Computernetwerken die over de hele wereld met elkaar moeten communiceren, moeten ervoor zorgen dat ze niet alleen nauwkeurige tijd draaien, maar ook met elkaar zijn gesynchroniseerd. Alle transacties die worden uitgevoerd op netwerken zonder synchronisatie kunnen leiden tot allerlei soorten fouten.

Fort zijn reden dat computernetwerken gebruiken NTP (Network Time Protocol) en netwerk tijdservers vaak aangeduid als een NTP-server. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal van een atoomklok en verdelen dit onder een netwerk, zodat een netwerk zo nauwkeurig en nauwkeurig mogelijk is.

Dus je hebt besloten om je netwerk te synchroniseren met GMT (Coordinated Universal Time), je hebt een tijdserver die gebruikt maakt NTP (Network Time Protocol) nu is het enige waar u over beslist waar u de tijd vandaan kunt halen.

NTP-servers genereer geen tijd, ze ontvangen eenvoudig een veilig signaal van een atoomklok, maar het is deze constante controle van de tijd die de NTP-server nauwkeurig en op zijn beurt het netwerk dat het synchroniseert.

Het ontvangen van een atoomkloksignaal is de plaats waar de NTP-server op zichzelf staat. Er zijn veel bronnen van UTC-tijd via internet, maar deze worden niet aanbevolen voor zakelijk gebruik of voor wanneer veiligheid een probleem is, aangezien internetbronnen van UTC extern zijn van de firewall en de veiligheid kunnen aantasten - we zullen dit in meer detail bespreken in de toekomst berichten.

Meestal zijn er twee soorten tijdserver. Er zijn er die een atoomklokbron van UTC-tijd ontvangen van langegolfradio-uitzendingen of diegene die het GPS-netwerk (Global Positioning System) als een bron gebruiken.

De lange-golf radio-uitzendingen worden uitgezonden door verschillende nationale fysica laboratoria. De meest voorkomende signalen zijn de WWVB uit de VS (uitgezonden door NIST - National Institute for Standards and Time), de MSF van het VK (uitgezonden door het VK National Physical Laboratory) en het Duitse DCF-signaal (uitgezonden door het Duitse nationale natuurkundig laboratorium).

Niet elk land produceert deze tijdsignalen en de signalen zijn gevoelig voor interferentie door topografie. In de VS is het WWVB-signaal echter wel te ontvangen in de meeste delen van Noord-Amerika (inclusief Canada), hoewel de signaalsterkte zal variëren afhankelijk van de plaatselijke geografie, zoals bergen, enz.

Het GPS-signaal aan de andere kant is letterlijk overal op de planeet beschikbaar, net als de GPS-antenne die op de GPS is aangesloten GPS NTP-server kan een duidelijk zicht op de lucht hebben.

Beide systemen zijn een echt betrouwbare en nauwkeurige methode van UTC-tijd en met behulp van beide kan synchronisatie van een computernetwerk binnen enkele milliseconden van UTC worden toegestaan.

Precisie in het vertellen van de tijd is nog nooit zo belangrijk geweest als nu. Ultra nauwkeurig atoomklokken zijn de basis voor veel van de technologieën en innovaties van de twintigste eeuw. Het internet, satellietnavigatie, luchtverkeersleiding en wereldwijd bankieren zijn allemaal slechts een paar van de toepassingen die afhankelijk zijn van bijzonder nauwkeurige tijdregistratie.

Het probleem dat we in de moderne tijd hebben ondervonden, is dat ons begrip over hoe laat het is, enorm is veranderd in de afgelopen eeuw. Eerder werd gedacht dat tijd constant was, onveranderlijk en dat we in dezelfde tijd vooruit reisden.

Het meten van het verstrijken van de tijd was ook ongecompliceerd. Elke dag, bestuurd door de revolutie van de aarde, werd in gelijke hoeveelheden verdeeld in 24 - het uur. Echter, na de ontdekking van Einstein gedurende de vorige eeuw, werd al snel ontdekt dat de tijd helemaal niet constant was en voor verschillende waarnemers kon variëren omdat snelheid en zelfs zwaartekracht het kunnen vertragen.

Naarmate onze tijdwaarneming preciezer werd, werd een ander probleem duidelijk en dat was de eeuwenoude methode om de tijd bij te houden, door de rotatie van de aarde te gebruiken, was geen nauwkeurige methode.

Vanwege de zwaartekrachtsinvloed van de Maan op onze oceanen, is de spin van de aarde sporadisch, soms minder dan de 24-urendag en soms langer.

Atoomklokken werden ontwikkeld om te proberen de tijd zo precies mogelijk te houden. Ze werken met de onveranderlijke oscillaties van het atoomelektron terwijl ze van baan veranderen. Dit 'tikken' van een atoom gebeurt meer dan negen miljard keer per seconde in cesiumatomen, wat ze een ideale basis voor een klok maakt.

Deze uiterst nauwkeurige atoomkloktijd (officieel bekend als Internationale Atoomtijd - TAI) vormt de basis voor de officiële tijdschaal van de wereld, hoewel vanwege de noodzaak om het tijdsschema parallel te houden aan de rotatie van de Aarde (belangrijk bij het omgaan met buitenaardse lichamen) zoals astronomische objecten of zelfs satellieten) toegevoegde seconden, bekend als schrikkelseconde, worden toegevoegd aan TAI, deze gewijzigde tijdschaal staat bekend als UTC - Coordinated Universal Time.

UTC is de tijdschaal die wordt gebruikt door bedrijven, industrie en overheden over de hele wereld. Omdat het wordt bestuurd door atoomklokken, betekent dit dat de hele wereld kan communiceren via dezelfde tijdschaal, bestuurd door de ultraprecieze atoomklokken. Computernetwerken over de hele wereld ontvangen deze tijd met behulp van NTP-servers (Network Time Protocol) zorgt ervoor dat iedereen binnen enkele milliseconden dezelfde tijd heeft.

Atoomklokken staan ​​erom bekend accuraat te zijn. De meeste mensen hebben er misschien nooit een gezien, maar zijn zich er waarschijnlijk van bewust dat atoomklokken een zeer precieze tijd aanhouden. In feite zal de moderne atoomklok nauwkeurige tijd bijhouden en geen seconde verliezen in honderd miljoen jaar.

Deze precisie lijkt misschien overdreven, maar een groot aantal moderne technologieën is afhankelijk van atoomklokken en vereist een hoge mate van nauwkeurigheid. Een perfect voorbeeld zijn de satellietnavigatiesystemen die nu in de meeste auto's te vinden zijn. GPS is afhankelijk van atoomklokken omdat de satellietsignalen die in triangulatie worden gebruikt, reizen met de snelheid van het licht, die in één seconde bijna 100,000 km kan bestrijken.

Het is dus duidelijk hoe sommige moderne technologieën afhankelijk zijn van deze ultra precieze tijdwaarneming vanaf atoomklokken, maar hun gebruik stopt hier niet. Atoomklokken beheersen de wereldwijde tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time) en ze kunnen ook worden gebruikt om computernetwerken te synchroniseren.

Het lijkt misschien extreem om deze nanoseconde-precisie te gebruiken om ook computernetwerken te synchroniseren, maar omdat veel tijdgevoelige transacties via internet worden uitgevoerd met dergelijke transacties als de beurs, waar de prijzen kunnen dalen of stijgen, elke seconde kan worden gezien waarom atoomklokken gebruikt.

Om de tijd te ontvangen van een atoomklok een toegewijde NTP-server is de meest veilige en nauwkeurige methode. Deze apparaten ontvangen een tijdsignaal dat wordt uitgezonden door atoomklokken uit nationale fysicalaboratoria of direct van de atoomklokken aan boord van GPS-satellieten.

Door een toegewijde te gebruiken NTP-server een computernetwerk is veiliger en aangezien het wordt gesynchroniseerd met UTC (de wereldwijde tijdschaal), wordt het in feite gesynchroniseerd met elk ander computernetwerk met behulp van een NTP-server.

Tijdsynchronisatie speelt een steeds belangrijkere rol in de moderne wereld met steeds meer technologieën die afhankelijk zijn van nauwkeurige en betrouwbare tijd.

Tijdsynchronisatie is niet alleen belangrijk, maar kan ook cruciaal zijn voor de veilige werking van systemen zoals luchtverkeersleiding die gewoonweg niet konden functioneren zonder nauwkeurige synchronisatie. Denk aan de rampen die kunnen gebeuren in de lucht van vliegtuigen waren niet synchroon met elkaar?

In de wereldwijde handel is een te nauwkeurige en betrouwbare tijdsynchronisatie van groot belang. Wanneer 's morgens de beurzen van de wereld opengaan en handelaren van over de hele wereld aandelen kopen op hun computers. Aangezien aandelen per seconde fluctueren als machines niet meer gesynchroniseerd zijn, kan dit miljoenen kosten.

Maar synchronisatie is ook noodzakelijk in moderne computernetwerken; het houdt systemen veilig en maakt een goede controle en debugging van systemen mogelijk. Zelfs als een computernetwerk niet betrokken is bij tijdgevoelige transacties, kan een gebrek aan synchronisatie het kwetsbaar maken voor kwaadwillende aanvallen en kan het ook gevoelig zijn voor gegevensverlies.

Nauwkeurige synchronisatie is mogelijk in computernetwerken dankzij twee ontwikkelingen: GMT en NTP.

UTC is een gecoördineerde universele tijdschaal, gebaseerd op GMT, maar wordt bestuurd door een reeks atoomklokken, waardoor het nauwkeurig is binnen enkele nanoseconden.

NTP is een softwareprotocol - Network Time Protocol, ontworpen om computernetwerken nauwkeurig te synchroniseren met een enkele tijdsbron. Beide implementaties komen samen in één apparaat dat over de hele wereld vertrouwd is om computernetwerken te synchroniseren - de NTP-server.

An NTP tijdserver or netwerktijdserver is een apparaat dat de tijd van een atoomklok, UTC-bron ontvangt en deze via een netwerk distribueert. Omdat de tijdsbron continu wordt gecontroleerd door de tijdserver en afkomstig is van een atoomklok, wordt het netwerk nauwkeurig tot binnen enkele milliseconden van UTC, waardoor synchronisatie op een wereldwijde schaal wordt geboden.

Het is die tijd van het jaar weer wanneer we een uur verliezen tijdens het weekend terwijl de klokken voorwaarts gaan Britse zomertijd. Twee keer per jaar veranderen we de klokken maar in een tijdperk van GMT (Coordinated Universal Time) en tijdserver-synchronisatie is het echt nodig?

Het veranderen van de klokken is iets dat vlak voor de Eerste Wereldoorlog werd besproken toen de Londense bouwer William Willet het idee opperde als een manier om de gezondheid van het land te verbeteren (hoewel zijn oorspronkelijke idee was om de klokken twintig minuten op elke zondag in april voort te zetten).

Zijn idee was niet opgepakt hoewel het het zaadje van een idee zaaide en toen de Eerste Wereldoorlog uitbrak, werd het door veel naties geadopteerd als een manier om te bezuinigen en het daglicht te maximaliseren, hoewel veel van deze naties het concept na de oorlog weggooiden, waaronder het VK en de VS hebben het bewaard.

De zomertijd is in de loop der jaren veranderd, maar sinds 1972 is het in de zomer British Summer Time (BST) en Greenwich Meantime in de winter (GMT) gebleven. Ondanks dat dit al bijna een eeuw in gebruik is, blijft het wisselen van de klokken controversieel. Vier jaar lang experimenteerde Groot-Brittannië zonder dat het daglicht veranderde, maar het bleek niet populair in Schotland en het noorden waar de ochtenden donkerder waren.

Deze tijdschommeling zorgt voor verwarring (ik mis op zondag nog dat uur extra in bed) maar aangezien de handelswereld de mondiale civiele tijdschaal overneemt (die gelukkig hetzelfde is als GMT, wordt UTC met schrikkelseconde aangepast om te garanderen dat GMT is onaangetast door de vertraging van de rotatie van de aarde) is het toch nodig?

De wereld van tijdsynchronisatie hoeft zeker niet te worden aangepast voor zomertijd. UTC is overal ter wereld hetzelfde en dankzij apparaten zoals de NTP-server kan worden gesynchroniseerd, zodat de hele wereld op dezelfde tijd loopt.

Met een verscheidenheid aan afkortingen en tijdsschema's kan de wereld van tijdsynchronisatie behoorlijk verwarrend zijn, hier zijn enkele veelgestelde vragen waarvan we hopen dat ze u zullen helpen om u te verlichten.

Wat is NTP?

NTP is een protocol dat is ontworpen om computernetwerken te synchroniseren via internet of LAN (Local Area Networks). Het is niet de enige Tijdsynchronisatie protocol beschikbaar, maar het is de meest gebruikte en de oudste is bedacht in de late 1980's.

Wat zijn GMT en GMT?

GMT of Coordinated Universal Time is een wereldwijde tijdschaal, deze wordt bestuurd door uiterst nauwkeurige atoomklokken maar wordt hetzelfde gehouden als GMT (Greenwich Meantime) door het gebruik van schrikkelseconden die worden toegevoegd wanneer de rotatie van de aarde vertraagt. Strikt genomen is GMT de oude civiele tijdschaal en gebaseerd op wanneer de zon boven de meridiaanlijn staat, omdat de twee systemen in de tijd identiek zijn dankzij schrikkelseconden, wordt UTC vaak aangeduid als GMT en vice versa.

En een NTP Time Server?

Dit zijn apparaten die een computernetwerk synchroniseren met UTC door een tijdsignaal te ontvangen en te distribueren met het protocol NTP, dat ervoor zorgt dat alle apparaten nauwkeurig naar de timingreferentie lopen.

Waar haalt u UTC vandaan?

Er zijn twee veilige methoden om UTC te ontvangen. De eerste is om gebruik te maken van de signalen met lange golftijden die worden uitgezonden NIST (Wwvb) NPL in het VK (MSF) en de Duitse NPL (DCF) De andere methode is om een ​​GPS-netwerk te gebruiken. GPS-satellieten zenden een atoomkloksignaal uit dat kan worden gebruikt en geconverteerd naar UTC door de GPS NTP-server.

Als u dit leest, bent u zich waarschijnlijk bewust van het belang dat de tijd speelt in IT-systemen en computernetwerken. De meeste computerbeheerders stellen het op prijs dat nauwkeurige tijd en nauwkeurige synchronisatie een belangrijk aspect zijn om een ​​computernetwerk foutloos en veilig te houden.

En toch zijn veel netwerkbeheerders, ondanks het belang ervan, nog steeds afhankelijk van internet als een bron van UTC-tijd voor hun netwerken (UTC - Coordinated Universal Time), voornamelijk omdat ze het zien als een snelle en, belangrijker nog, een gratis methode van tijdsynchronisatie.

De nadelen van het gebruik van deze gratis services kunnen echter veel meer kosten dan het geld dat is bespaard op een dedicated computer NTP tijdserver.

NTP (Network Time Protocol) is nu aanwezig op bijna alle computers en het is NTP dat wordt gebruikt om computersystemen te synchroniseren. Als er echter een internettijdbron wordt gebruikt, bevindt de bron zich buiten de netwerkfirewall en dit creëert een ernstige kwetsbaarheid. Elke externe tijdbron vereist dat een poort open blijft in de firewall om de tijdinformatiepakketten door te laten en deze opening is te gemakkelijk om een ​​netwerk te exploiteren dat slachtoffer kan worden van een DDOS-aanval (Distributed Denial of Service) of zelfs laat kwaadwillende programma's door om zelf de controle over de machines te nemen.

Een ander probleem is de beschikbaarheid van stratum 1 tijdbronnen via internet. De meeste online tijdbronnen komen van stratum 2-tijdservers. Dit zijn apparaten die de tijd krijgen van een tijdserver (stratum 1) die oorspronkelijk de informatie van een atoomklok haalt (stratum 0). Terwijl stratum 2-apparaten net zo nauwkeurig kunnen zijn als stratum 1-tijdservers, zonder internet-authenticatie via NTP, kan de werkelijke nauwkeurigheid niet worden gegarandeerd.

Bovendien zijn bronnen voor internettijd nooit als nauwkeurig of nauwkeurig beschouwd, met onderzoeken waarbij meer dan de helft onnauwkeurig is met meer dan een seconde en de rest afhankelijk van de afstand tot de cliënt over de vraag of deze enige bruikbare nauwkeurigheid kunnen bieden. Zelfs organisaties zoals NIST publiceer adviesmeldingen op hun tijdsserverpagina's daarover, die de veiligheid of nauwkeurigheid niet kunnen garanderen en toch ontvangen miljoenen netwerken nog steeds tijd van over het internet.

Met de daling van de kosten van toegewezen radio waarnaar wordt verwezen NTP tijdservers or GPS NTP-server er is nog nooit een beter moment geweest om er een te krijgen. En wanneer u de kosten van een computerinbreuk of een gecrasht netwerk overweegt, is de NTP-server zal zichzelf vele malen hebben terugbetaald.

A netwerktijdserver (meestal aangeduid als de NTP tijdserver na het protocol gebruikt in synchronisatie - Network Time Protocol) is een apparaat dat een enkel tijdsignaal ontvangt en dit naar alle apparaten in een netwerk distribueert.

Netwerk tijdservers hebben de voorkeur als een synchronisatietool in plaats van de veel eenvoudigere internettijdservers omdat ze veel veiliger zijn. Het gebruik van internet als basis voor tijdinformatie zou betekenen dat een bron buiten de firewall moet worden gebruikt waarmee malafide gebruikers kunnen profiteren.

Netwerktijdservers werken aan de andere kant binnen de firewall door een bron van UTC-tijd (Coordinated Universal Time) te ontvangen van het GPS-netwerk of gespecialiseerde radio-uitzendingen die worden uitgezonden vanaf nationale fysica laboratoria.

Beide signalen zijn ongelooflijk nauwkeurig en veilig met beide methoden die milliseconde nauwkeurigheid bieden voor UTC. Er zijn echter nadelen aan beide systemen. De radiosignalen die door nationale tijd- en frequentielaboratoria worden uitgezonden, zijn gevoelig voor interferentie en lokaliteit, terwijl het GPS-signaal, hoewel letterlijk overal ter wereld beschikbaar, af en toe ook verloren kan gaan (vaak als gevolg van slecht weer dat de zichtlijnen van GPS-signalen verstoort) .

Voor computernetwerken waar hoge nauwkeurigheidsniveaus noodzakelijk zijn, worden vaak dubbele systemen gebruikt. Deze netwerktijdservers ontvangen het tijdsignaal van zowel het GPS-netwerk als de radiotransmissies en selecteren een gemiddelde voor nog meer nauwkeurigheid. Het echte voordeel van het gebruik van een duaal systeem is echter dat als een signaal faalt, om wat voor reden dan ook, het netwerk niet hoeft te vertrouwen op de onnauwkeurige systeemklokken, omdat de andere methode om UTC-tijd te ontvangen nog steeds operationeel moet zijn.