Als het gaat om netwerk tijd synchronisatie, Network Time Protocol (NTP) is verreweg het meest gebruikte softwareprotocol. Of het nu gaat om het synchroniseren van een netwerk van honderden of duizenden machines, of om het draaien van een enkele machine, NTP biedt de oplossing. Zonder NTP en de NTP-server, veel van de taken die we uitvoeren op het internet, van winkelen tot online bankieren, zou gewoonweg niet mogelijk zijn. (Meer ...)

Tijd is essentieel voor ons allemaal, en het uit het oog verliezen van tijd kan kostbaar zijn. Ontbrekende vergaderingen, te laat zijn op het werk of niet de laatste bus naar huis halen kunnen allemaal hinderlijk zijn, maar dit alles verbleekt in vergelijking met wat er gebeurt als een computernetwerk de tijd verliest.

Tijd is cruciaal voor computersystemen. Het is de enige referentie die een netwerk heeft om te weten wanneer applicaties en processen moeten of zijn uitgevoerd. Verander de netwerk tijd, laat de klokken afdrijven of slaagt er niet in om alles goed te synchroniseren en er kunnen een hele reeks problemen ontstaan.

Beïnvloedt het tijdsverlies

Ten eerste, als de netwerktijd verkeerd loopt, kunnen processen en applicaties die plaatsvinden waarschijnlijk niet plaatsvinden. Dit komt omdat als de tijd verkeerd is, een pc ervan uitgaat dat de toepassing al is gebeurd. Ten tweede kunnen gegevens gemakkelijk verloren gaan als tijdstempels worden gebruikt in het opslagproces en als er een probleem is met de tijd, kunnen gegevens gewoon worden gedumpt. Ten derde kan het bij het debuggen van een systeem, zonder nauwkeurige synchronisatie, bijna onmogelijk zijn. Weten wanneer er iets fout is gegaan, is essentieel voor elke foutcorrectie.

Tenslotte netwerkbeveiliging is afhankelijk van veilige en nauwkeurige tijd. Hackers en kwaadwillende software kunnen eventuele discrepanties in de tijd van een systeem gebruiken om toegang te krijgen tot een netwerk. Het vergt slechts een seconde of twee van discrepantie om voldoende toegang tot ongeautoriseerde toegang te bieden. En als de tijdbron zelf wordt aangevallen, kunnen de gevolgen nog ernstiger zijn

Tijdserverbeveiliging

Veel computernetwerken gebruiken online NTP tijdservers (Network Time Protocol). Deze zijn toegankelijk via internet en verzenden een reguliere tijdstempel waarnaar een netwerk synchroniseert. Het probleem met deze online tijdserversystemen is dat als de tijdserver fout is, het netwerk dat ook zal zijn. Als een tijdserver zelf wordt aangevallen door hackers of schadelijke software, kunnen de gevolgen catastrofaal zijn. Stel je voor dat je ineens denkt dat het een jaar in de toekomst is, of dat in het verleden het hele netwerk open kon staan ​​voor allerlei soorten misbruik.

De nauwkeurigheid van deze online tijdservers kan nooit worden gegarandeerd en wordt beïnvloed door allerlei dingen, zoals de afstand en de snelheid van de verbinding, en ze vereisen ook een open poort in de firewall, waardoor ze hun tijdsignalen verzenden en deze poort kan ook worden gebruikt door kwaadwillende gebruikers.

De NTP-tijdserver

De oplossing voor het waarborgen van netwerkbeveiliging is vrij eenvoudig en relatief goedkoop - de NTP-tijdserver. Deze speciale apparaten ontvangen de tijd rechtstreeks van een atoomklokbron zoals het GPS-netwerk (Global Positioning System). Dit maakt ze niet alleen zeer veilige methoden van synchroniseren van netwerktijd, maar ook zeer nauwkeurig, vaak tot binnen een paar milliseconden.

De kosten van een NTP-server is relatief laag, vooral als je bedenkt dat de kosten van het niet kunnen beschikken over accurate en veilige netwerktijd je kosten. Als een enkele NTP-server kan een netwerk van honderden machines veilig worden gesynchroniseerd en biedt gemoedsrust en een kosteneffectieve en veilige methode om uw netwerk gezond te houden.

Netwerktijd Protocol (NTP) wordt door de meeste computernetwerken als synchronisatietool gebruikt. NTP distribueert een bron met één tijd rond een netwerk en zorgt ervoor dat alle apparaten synchroon daarmee werken. NTP is zeer nauwkeurig en in staat om alle machines binnen een paar milliseconden van de tijdbron op een netwerk te houden. Waar deze tijdbron vandaan komt, kan echter leiden tot problemen in tijdsynchronisatie binnen een netwerk. (Meer ...)

Toen de Britse zomertijd officieel afgelopen weekend werd afgesloten en de klokken teruggingen om het VK terug naar GMT (Greenwich Mean Time) te brengen, is het debat over de jaarlijkse klokwissel opnieuw begonnen. De coalitieregering heeft plannen voorgesteld om de manier waarop Groot-Brittannië de tijd houdt te veranderen door de klokken een uur verder te zetten en in feite terug te gaan naar Centraal-Europese tijd (ECT) ..

ECT zou betekenen dat Groot-Brittannië een uur vóór GMT zou blijven in de winter en twee uur verderop in de zomer, met lichtere avonden maar donkere ochtenden, vooral voor degenen ten noorden van de grens.

Geplande plannen hebben echter een groot verzet van de Schotse regering, die suggereert dat door de klokken te veranderen, veel gebieden in Schotland het winterlicht tot ongeveer 10am niet zouden zien, wat betekent dat veel kinderen in het donker naar school zouden moeten gaan.

Andere tegenstanders, onder wie traditionalisten, beweren dat GMT al meer dan een eeuw de basis is voor de Britse tijd en dat elke verandering eenvoudigweg ... onwederbaar is.
Een verandering in ECT zou het echter gemakkelijker maken voor bedrijven die handel drijven met Europa, waardoor Britse werknemers op een vergelijkbaar tijdstip bij hun Europese buren blijven.

Wat de uitkomst van de voorgestelde wijzigingen in GMT ook is, er zal weinig veranderen als het gaat om technologie en computernetwerken, omdat ze al dezelfde tijdsschaal over de hele wereld bijhouden: UTC (Coordinated Universal Time).

UTC is een wereldwijde tijdschaal die wordt bijgehouden door een reeks atoomklokken en wordt gebruikt door allerlei technologieën, zoals computernetwerken, CCTV-camera's, banktellers, luchtverkeersleidingssystemen en beurzen.

GMT gebaseerd op GMT, blijft UTC wereldwijd hetzelfde, waardoor wereldwijde communicatie en gegevensoverdracht zonder fouten over tijdzones mogelijk is. De reden voor UTC ligt voor de hand als je kijkt naar de hoeveelheid handel die grensoverschrijdend plaatsvindt. Bij sectoren zoals de effectenbeurs, waar aandelen voortdurend in prijs schommelen, is een nauwkeurigheid van een seconde essentieel voor internationale handelaren. Hetzelfde geldt voor computernetwerken, aangezien computers de tijd gebruiken als de enige referentie over wanneer een gebeurtenis heeft plaatsgevonden. Zonder adequate synchronisatie kan een computernetwerk gegevens verliezen en worden internationale transacties onmogelijk.

De meeste technologieën worden gesynchroniseerd met UTC door te gebruiken NTP tijdservers (Network Time Protocol), dat systeemklokken continu controleert in hele netwerken om ervoor te zorgen dat ze allemaal worden gesynchroniseerd met UTC.

NTP tijdservers ontvang atoomkloksignalen, hetzij door GPS (Global Positioning Systems) of door radiosignalen uitgezonden door nationale fysica laboratoria zoals NIST in de Verenigde Staten of NPL in het Verenigd Koninkrijk. Deze signalen bieden milliseconde nauwkeurigheid voor technologieën, dus ongeacht in welke tijdzone een computernetwerk zich bevindt en waar ter wereld het ook is, het kan dezelfde tijd hebben als elk ander computernetwerk over de hele wereld waarmee het moet communiceren.

Internationale Unie voor Telecommunicatie (ITU), gevestigd in Genève, stemt in januari om eindelijk van de schrikkelseconde af te komen, en Greenwich tussentijds te schrappen.

Greenwich Mean Time kan eindigen

GMT (Coordinated Universal Time) bestaat al sinds de 1970, en beheert reeds effectief de technologieën van de wereld door computernetwerken gesynchroniseerd te houden door middel van NTP tijdservers (Network Time Protocol), maar het heeft één fout: UTC is te nauwkeurig, dat wil zeggen, UTC wordt beheerst door atoom klokken, niet door de rotatie van de aarde. Hoewel atoomklokken een nauwkeurige, onveranderlijke vorm van chronologie doorgeven, varieert de rotatie van de aarde lichtjes van dag tot dag, en in essentie vertraagt ​​het met een seconde of twee per jaar.

Om 's middags te voorkomen, wanneer de zon het hoogst is in de lucht, van langzaam later en later komen, worden Leap seconden als een chronologische fudge aan UTC toegevoegd, zodat UTC overeenkomt met GMT (geregeerd door wanneer de zon direct boven staat door de Greenwich Meridian Line , waardoor het 12 middag is).

Het gebruik van schrikkelseconden is een onderwerp van voortdurende discussie. De ITU betoogt dat met de ontwikkeling van satellietnavigatiesystemen internet, mobiele telefoons en computernetwerken allemaal afhankelijk zijn van een enkele, nauwkeurige vorm van tijd, een systeem van tijdregistratie zo precies mogelijk moet zijn, en dat schrikkelseconden problemen veroorzaken voor moderne technologieën.

Dit tegen het veranderen van de Sprong Tweede en in feite het behouden van GMT, suggereren dat zonder het, de dag langzaam in de nacht zou kruipen, zij het in vele duizenden jaren; de ITU suggereert echter dat er grootschalige veranderingen kunnen worden aangebracht, misschien elke eeuw of zo.

Als schrikkelseconden worden opgegeven, beëindigt het effectief Greenwich Meantime's voogdij over 's werelds tijd die meer dan een eeuw heeft geduurd. De functie van het signaleren van de middag wanneer de zon boven de meridiaanlijn staat, begon 127 jaren geleden, toen spoorwegen en telegrafen een vereiste voor een gestandaardiseerde tijdsschema vereisten.

Als schrikkelseconden worden afgeschaft, zullen weinigen van ons veel verschil merken, maar het kan het leven gemakkelijker maken voor computernetwerken die gesynchroniseerd zijn met NTP tijdservers als Leap Second delivery kan kleine fouten veroorzaken in zeer gecompliceerde systemen. Google heeft bijvoorbeeld onlangs onthuld dat het een programma had geschreven om specifiek met schrikkelseconden in zijn datacenters om te gaan, waardoor de schrikkelseconde de hele dag effectief werd besmeurd.

Leap Seconds zijn in gebruik sinds de ontwikkeling van atoomklokken en de introductie van de globale tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time). Schrikkelseconden voorkomen dat de werkelijke tijd, zoals verteld door atoomklokken, en de fysieke tijd, geregeerd door de zon die het hoogst is op het middaguur, uit elkaar drijven.

Sinds UTC in de 1970's begon toen UTC werd geïntroduceerd, zijn 24 Leap Seconds toegevoegd. Schrikkelseconden zijn een punt van controverse, maar zonder hen zou de dag langzaam in de nacht verdwijnen (zij het na vele eeuwen); ze veroorzaken echter problemen voor sommige technologieën.

NTP-servers (Network Time Protocol) implementeren Leap Seconds door de laatste seconde van de dag te herhalen wanneer een Leap Second wordt geïntroduceerd. Terwijl Leap Second-introductie een zeldzame gebeurtenis is, die slechts één of twee keer per jaar plaatsvindt, voor sommige complexe systemen die duizenden gebeurtenissen verwerken, veroorzaakt deze herhaling een seconde problemen.

Voor reuzen van zoekmachines, Google, kunnen Leap Seconds ervoor zorgen dat hun systemen tijdens deze tweede fase werken, zoals in 2005, wanneer sommige van de geclusterde systemen niet meer werken accepteren. Hoewel dit er niet toe leidde dat hun site werd onderdrukt, wilde Google het probleem aanpakken om toekomstige problemen te voorkomen die door deze chronologische fudge werden veroorzaakt.

De oplossing was om een ​​programma te schrijven dat tijdens de dag van een Sprong Tweede in wezen tegen hun computerservers gelogen had, waardoor de systemen geloofden dat de tijd enigszins vooruit was op wat de NTP-servers vertelden het.

Deze geleidelijke versnellingstijd betekende dat aan het einde van een dag, wanneer een Leap Second is toegevoegd, de tijdservers van Google de extra seconde niet hoeven te herhalen omdat de tijd op zijn servers dan al een seconde achterblijft.

Galleon GPS NTP-server

Hoewel Google's oplossing voor de Leap Second geniaal is, veroorzaken de meeste computersystemen Leap Seconds helemaal geen problemen. Met een computernetwerk dat is gesynchroniseerd met een NTP-server, worden sprongeneconden automatisch aan het einde van een dag aangepast en komen maar zelden voor, zodat de meeste computersystemen deze kleine storing op den duur nooit merken.

De meesten van ons denken dat we weten hoe laat het is. In één oogopslag van onze polshorloges of wandklokken, we kunnen zien hoe laat het is. We denken ook dat we een redelijk goed idee hebben van de snelheidsverplaatsingen naar voren, een seconde, een minuut, een uur of een dag zijn vrij goed gedefinieerd; deze tijdseenheden zijn echter volledig door mensen gemaakt en zijn niet zo constant als we misschien denken.

Tijd is een abstract concept, terwijl we kunnen denken dat het voor iedereen hetzelfde is, de tijd wordt beïnvloed door de interactie met het universum. De zwaartekracht heeft bijvoorbeeld, zoals Einstein opmerkte, het vermogen om ruimte-tijd te vervormen en de snelheid waarmee de tijd verstrijkt te veranderen, en terwijl we allemaal op dezelfde planeet leven, onder dezelfde zwaartekracht, zijn er subtiele verschillen in de snelheid waarmee tijd verstrijkt.

Met behulp van atoomklokken kunnen wetenschappers vaststellen welk effect de zwaartekracht van de aarde heeft op tijd. De hoogte boven zeeniveau waarop een atoomklok is geplaatst, des te sneller reist de tijd. Hoewel deze verschillen klein zijn, laten deze experimenten duidelijk zien dat de postulaties van Einstein correct waren.

Atoomklokken zijn gebruikt om enkele van Einstein's andere theorieën over tijd ook te demonstreren. In zijn relativiteitstheorieën beweerde Einstein dat snelheid een andere factor is die van invloed is op de snelheid waarmee de tijd verstrijkt. Door atoomklokken te plaatsen op een baan rond ruimtevaartuigen of vliegtuigen die met snelheid reizen, verschilt de tijd gemeten door deze klokken naar klokken die statisch op aarde achterblijven, een andere indicatie dat Einstein gelijk had.

Voor atoomklokken was het onmogelijk om de tijd te meten met dergelijke nauwkeurigheidsniveaus, maar sinds hun uitvinding in de 1950's hebben niet alleen de beweringen van Einstein gelijk, maar we hebben ook enkele andere ongebruikelijke aspecten ontdekt van hoe we de tijd beschouwen.

Terwijl de meesten van ons een dag als 24-uren beschouwen, met elke dag dezelfde lengte, hebben atoomklokken aangetoond dat elke dag varieert. Voorts atoomklokken hebben ook aangetoond dat de rotatie van de aarde geleidelijk vertraagt, wat betekent dat de dagen langzaam langer worden.

Vanwege deze veranderingen in tijd, de wereldwijde tijdschaal van de wereld, heeft UTC (Coordinated Universal Time) af en toe aanpassingen nodig. Om de zes maanden of zo worden er schrikkelseconden toegevoegd om ervoor te zorgen dat UTC op dezelfde snelheid loopt als een dag op aarde, rekening houdend met de geleidelijke vertraging van de draaiing van de planeet.

Voor technologieën die een hoge mate van nauwkeurigheid vereisen, worden deze regelmatige aanpassingen van de tijd verantwoord door het tijdprotocol NTP (Network Time Protocol), zodat een computernetwerk met een NTP tijdserver wordt altijd trouw gehouden aan UTC.

Onderzoekers hebben ontdekt dat de Britse atoomklok onder controle staat van het National Physical Laboratory van het VK (NPL) is de meest accurate ter wereld.

NPL's CsF2 cesiumfontein-atoomklok is zo nauwkeurig dat het niet een seconde lang zou afdrijven in 138 miljoen jaar, bijna twee keer zo nauwkeurig als eerst werd gedacht.

Onderzoekers hebben nu ontdekt dat de klok op één deel nauwkeurig is in 4,300,000,000,000,000, waardoor het de meest accurate atoomklok ter wereld is.

De CsF2-klok gebruikt de energietoestand van cesiumatomen om de tijd te houden. Met een frequentie van 9,192,631,770 pieken en dalen per seconde, regeert deze resonantie nu de internationale standaard voor een officiële seconde.

De internationale standaard van tijd-GMT-wordt bestuurd door zes atoomklokken, inclusief de CsF2, twee klokken in Frankrijk, één in Duitsland en één in de VS, dus deze onverwachte toename in nauwkeurigheid betekent dat de globale tijdschaal nog betrouwbaarder is dan eerst werd gedacht.

UTC is essentieel voor moderne technologieën, vooral met zoveel wereldwijde communicatie en handel via internet, grensoverschrijdend en via tijdzones.

UTC zorgt ervoor dat afzonderlijke computernetwerken in verschillende delen van de wereld op hetzelfde moment kunnen worden bewaard, en vanwege het belang ervan, zijn nauwkeurigheid en precisie van essentieel belang, vooral wanneer u kijkt naar de soorten transacties die nu online worden uitgevoerd, zoals het kopen van aandelen en aandelen en wereldwijd bankieren.

Voor het ontvangen van UTC is het gebruik van een tijdserver en het protocol vereist NTP (Network Time Protocol). Tijdservers ontvang een bron van UTC direct van atoomklokken bronnen zoals NPL, die een tijdsignaal over lange golfradio uitzendt, en het GPS-netwerk (GPS-satellieten verzenden alle atoomklok-tijdsignalen, dat is hoe satellietnavigatiesystemen de positie berekenen door het verschil in tijd tussen meerdere GPS-signalen uit te werken.)

NTP houdt alle computers nauwkeurig op UTC door continu elke systeemklok te controleren en aan te passen voor elke drift in vergelijking met het UTC-tijdsignaal. Door een NTP tijdserver, een netwerk van computers kan binnen enkele milliseconden van UTC blijven, waardoor fouten worden voorkomen, beveiliging wordt gewaarborgd en een betrouwbare bron van nauwkeurige tijd wordt geboden.

De meesten van ons herkennen hoe lang een uur, een minuut of een seconde is, en we zijn eraan gewend dat onze klokken voorbij deze stappen gaan, maar heb je ooit gedacht wat klokken, horloges en de tijd op onze computers bestuurt om ervoor te zorgen dat een de tweede is een seconde en een uur per uur?

Vroege klokken hadden een zeer zichtbare vorm van klokprecisie, de slinger. Galileo Galilei was de eerste die de effecten ontdekte van het gewicht dat aan een draaipunt was opgehangen. Bij het observeren van een zwaaiende kroonluchter realiseerde Galileo zich dat een slinger voortdurend boven zijn evenwicht oscilleerde en niet wankelde in de tijd tussen schommelingen (hoewel het effect zwakker wordt, de slinger minder ver slingert en uiteindelijk stopt) en dat een slinger een methode om tijd te houden.

Vroege mechanische klokken met gemonteerde pendels bleken zeer nauwkeurig in vergelijking met andere beproefde methoden, waarbij een tweede in staat was om te worden gekalibreerd door de lengte van een slinger.

Natuurlijk, kleine onnauwkeurigheden in de meting en effecten van temperatuur en vochtigheid betekenden dat slingers niet helemaal precies waren en slinger klokken zouden met maar liefst een half uur per dag afdrijven.

De volgende grote stap in het bijhouden van de tijd was de elektronische klok. Deze apparaten gebruikten een kristal, meestal kwarts, dat bij de introductie van elektriciteit resoneert. Deze resonantie is zeer nauwkeurig waardoor elektrische klokken veel nauwkeuriger zijn dan hun mechanische voorgangers.

Ware nauwkeurigheid werd echter pas bereikt na de ontwikkeling van de atoomklok. In plaats van een mechanische vorm te gebruiken, zoals bij een slinger, of een elektrische resonantie zoals bij kwarts, gebruiken atoomklokken de resonantie van atomen zelf, een resonantie die niet verandert, verandert, vertraagt ​​of wordt beïnvloed door de omgeving.

Het internationale systeem van eenheden dat wereldmetingen definieert, definieert nu een seconde als de 9,192,631,770 oscillaties van een cesiumatoom.

Vanwege de nauwkeurigheid en nauwkeurigheid van atoomklokken bieden ze de bron van tijd voor veel technologieën, waaronder computernetwerken. Hoewel atoomklokken alleen in laboratoria en satellieten bestaan, met apparaten als Galleon's NTS 6001 NTP tijdserver.

Een tijdserver zoals de NTS 6001 ontvangt een bron van atoomkloktijd van beide GPS-satellieten (die ze gebruiken om onze satellietnavigators een manier te bieden om positie te berekenen) of van radiosignalen uitgezonden door fysica laboratoria zoals NIST (National Institute of Standards and Time) of NPL (Nationaal Fysisch Laboratorium).

Nauwkeurige tijd is een van de belangrijkste aspecten om een ​​computernetwerk veilig en veilig te houden. Plaatsen zoals beurzen, banken en luchtverkeersleiding vertrouwen op veilige en nauwkeurige tijden. Aangezien computers afhankelijk zijn van tijd als enige referentie voor wanneer gebeurtenissen plaatsvinden, kan een kleine fout in een tijdcode leiden tot allerlei soorten fouten, van miljoenen die worden weggevaagd, zoals aandelenprijzen of onjuiste vluchtroutes van vliegtuigen.

En tijd moet niet alleen accuraat zijn voor deze organisaties, maar ook veilig zijn. Een kwaadwillende gebruiker die een tijdstempel verstoort, kan allerlei problemen veroorzaken, dus het is van vitaal belang ervoor te zorgen dat tijdbronnen veilig en nauwkeurig zijn.

Beveiliging wordt steeds belangrijker voor allerlei organisaties. Met zoveel handel en communicatie via internet, met behulp van een bron van accurate en veilige tijd is net zo'n belangrijk onderdeel van netwerkbeveiliging als antivirus- en firewallbeveiliging.

Ondanks de behoefte aan nauwkeurigheid en beveiliging, vertrouwen veel computernetwerken nog steeds op online tijdservers. Internetbronnen zijn niet alleen onbetrouwbaar, met onnauwkeurigheden die vaak voorkomen, en afstand en latency beïnvloeden de nauwkeurigheid, maar een internettijdserver is ook onveilig en kan worden gekaapt door kwaadwillende gebruikers.

Maar een accurate, betrouwbare en volledig veilige tijdsbron is overal beschikbaar, 365 dagen per jaar-GPS.

Hoewel het algemeen als een navigatiemiddel wordt beschouwd, levert GPS in feite een atoomkloktijdcode, rechtstreeks van de satellietsignalen. Het is deze tijdcode die navigatiesystemen gebruiken voor het berekenen van de positie, maar het is net zo effectief om een ​​veilige tijdstempel voor een computernetwerk te bieden.

Organisaties die vertrouwen op nauwkeurige tijd voor veiligheid en beveiliging maken allemaal gebruik van GPS, omdat het een continu signaal is dat nooit onderdrukt, altijd accuraat is en niet door derden kan worden gestoord.

Om GPS als een bron van tijd te gebruiken, is alles wat nodig is een GPS-tijd-server. Met behulp van een antenne ontvangt de tijdserver het GPS-signaal, terwijl NTP (Network Time Protocol) het rond het netwerk verdeelt.

Met een GPS-tijd-server, een computernetwerk kan de nauwkeurigheid handhaven tot op enkele milliseconden van het atoomkloksignaal, dat wordt vertaald naar UTC-tijd (Coordinated Universal Time) dankzij NTP, zorgen dat het netwerk dezelfde nauwkeurige tijd draait als andere netwerken die ook zijn gesynchroniseerd met een UTC-tijdbron.