Atoomklokken hebben een enorme invloed gehad op onze moderne levens met veel van de technologieën die een revolutie teweeg hebben gebracht in de manier waarop we onze levens leiden, afhankelijk van hun uiterst precieze tijdwaardigheid.

Atoomklokken zijn heel anders dan andere chronometers; een normaal horloge of klok houdt de tijd vrij nauwkeurig, maar verliest elke dag twee of twee seconden. Een atoomklok aan de andere kant zal geen seconde verliezen in miljoenen jaren.

In feite is het eerlijk om te zeggen dat een atoomklok de tijd niet meet, maar de basis waarop we onze percepties van tijd baseren. Laat me uitleggen dat de tijd, zoals Einstein aantoonde, relatief is en de enige constante in het universum de snelheid van het licht is (hoewel een vacuüm).

Tijd meten met enige echte precisie is daarom moeilijk omdat zelfs de zwaartekracht op aarde de tijd scheef trekt en vertraagt. Het is ook bijna onmogelijk om tijd te baseren op een referentiepunt. Historisch gezien hebben we altijd de revolutie van de aarde en verwijzing naar de hemellichamen als basis gebruikt voor onze tijdvertelling (24-uren per dag = één omwenteling van de aarde, 365-dagen = één omwenteling van de aarde rond de zon enz.).

Helaas is de rotatie van de aarde geen nauwkeurig referentiekader om onze tijd te baseren. De aarde vertraagt ​​en versnelt in haar revolutie, wat betekent dat sommige dagen langer zijn dan andere.

Atoomklokken gebruikte echter de resonantie van atomen (normaal cesium) bij bepaalde energietoestanden. Aangezien deze atomen op exacte frequenties (of een exact aantal keren) trillen, kan dit worden gebruikt als basis voor het vertellen van de tijd. Dus na de ontwikkeling van de atoomklok is de tweede gedefinieerd als over 9 miljard resonantie 'teken "van het cesiumatoom.

De ultra precieze aard van atoomklokken is de basis voor technologieën zoals satellietnavigatie (GPS), luchtverkeersleiding en internethandel. Het is mogelijk om de precieze aard van atoomklokken te gebruiken om ook computernetwerken te synchroniseren. Het enige dat nodig is, is een NTP tijdserver (Network Time Protocol).
NTP-servers de tijd ontvangen van atoomklokken via een uitzendsignaal of het GPS-netwerk, dan distribueren ze het over een netwerk, waardoor alle apparaten exact dezelfde, ultra precieze tijd hebben.

Er zijn nu naar verluidt evenveel auto's op de weg als er huishoudens zijn en het duurt slechts een korte reis tijdens het spitsuur om te beseffen dat deze bewering heel waar is.

Congestie is een groot probleem in onze steden en het controleren en beheren van dit verkeer is een van de meest essentiële aspecten van het verminderen van congestie. Veiligheid is ook een punt van zorg op onze wegen, omdat de kans dat al die voertuigen die rondrijden zonder elkaar af en toe te raken bijna nul is, maar het probleem kan worden geïllustreerd door slecht verkeersbeheer.

Als het gaat om het beheersen van de verkeersstromen van onze steden is er geen groter wapen dan het bescheiden verkeerslicht. In sommige steden zijn deze apparaten eenvoudige getimede lichten die het verkeer op de ene manier stoppen en het andere toestaan ​​en vice versa.

Het potentieel van hoe verkeerslichten congestie kunnen verminderen, wordt nu echter gerealiseerd en dankzij de milliseconde synchronisatie die mogelijk is gemaakt met NTP-servers is nu drastisch verminderen van congestie is een aantal van 's werelds grootste steden.

In plaats van eenvoudig getimede segmenten van groen, oranje en rood, kunnen verkeerslichten reageren op de behoeften van de weg, waardoor meer auto's door de ene richting kunnen rijden terwijl ze in andere worden beperkt. Ze kunnen ook in combinatie met elkaar worden gebruikt, waardoor groene lichtdoorgangen voor auto's op hoofdroutes mogelijk zijn.

Dit alles is echter alleen mogelijk als het verkeerslichtsysteem door de hele stad wordt gesynchroniseerd en dat alleen kan worden bereikt met een NTP tijdserver.

NTP (Network Time Protocol) is gewoon een algoritme dat op grote schaal wordt gebruikt voor synchronisatie. EEN NTP-server ontvangt een tijdsignaal van een nauwkeurige bron (normaal gesproken een atoomklok) en de NTP-software verdeelt het vervolgens over alle apparaten in een netwerk (in dit geval de verkeerslichten).

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. NTP-server controleert continu de tijd op elk apparaat en zorgt ervoor dat het overeenkomt met het tijdsignaal, zodat alle apparaten (verkeerslichten) perfect op elkaar worden afgestemd, waardoor het volledige verkeerslichtsysteem kan worden beheerd als een enkelvoudig, flexibel verkeersbeheersysteem in plaats van individuele willekeurige lichten .

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. NTP tijdserver (Network Time Protocol) is een essentiële tool voor het gesynchroniseerd houden van netwerken. Zonder adequate synchronisatie kunnen computernetwerken kwetsbaar blijven voor beveiligingsbedreigingen, gegevensverlies, fraude en kunnen het onmogelijk worden om te communiceren met andere netwerken over de hele wereld.

Computernetwerken worden normaal gesproken gesynchroniseerd met de globale tijdschaal GMT (Coordinated Universal Time) waarmee ze efficiënt kunnen communiceren met andere netwerken die ook UTC draaien.

Hoewel UTC-tijdbronnen beschikbaar zijn via internet, zijn deze niet beveiligd (buiten de firewall) en veel bronnen zijn ofwel te ver weg om voldoende nauwkeurigheid te bieden of zijn te onnauwkeurig om mee te beginnen.

De veiligste methoden voor het ontvangen van een UTC-tijdbron zijn het gebruik van een speciale NTP Time Server. Deze apparaten kunnen een veilig en nauwkeurig tijdsignaal ontvangen, ofwel het GPS-netwerk (Global Positioning System) dat overal ter wereld beschikbaar is met een goed zicht op de lucht of via gespecialiseerde radiotransmissie uitgezonden door nationale fysicalaboratoria.

In de VS is het Nationaal Instituut voor normen en tijd (NIST) zendt een tijdsignaal uit van nabij Fort Collins, Colorado. Het signaal, bekend als wwvb kan overal in Noord-Amerika worden ontvangen (inclusief veel delen van Canada) en biedt een nauwkeurige en veilige methode om UTC te ontvangen.

Omdat het signaal is afgeleid van atoomklokken die zich op de Fort Collins-site bevinden, is WWVB een zeer nauwkeurige methode voor het synchroniseren van de tijd en is het ook veilig omdat een speciale NTP-tijdserver als een externe bron fungeert.

Beveiliging is vaak het meest bezorgd over het uitvoeren van een computernetwerk. Ongewenste gebruikers buitensluiten en gebruikers vrijheid geven om toegang te krijgen tot netwerkapplicaties is een fulltime baan. Toch houden veel netwerkbeheerders geen rekening met een van de meest cruciale aspecten van het veilig houden van een netwerk - tijdsynchronisatie.

Tijdsynchronisatie is niet alleen belangrijk, maar het is ook van vitaal belang voor de netwerkbeveiliging en toch is het verbluffend hoeveel netwerkbeheerders het negeren of hun systemen niet goed synchroniseren.

Zorgen voor dezelfde en correcte tijd (idealiter UTC - Coordinated Universal Time) is op elk netwerkapparaat van essentieel belang, want vertragingen kunnen op elk moment een open deur zijn voor hackers om onopgemerkt binnen te glippen en wat erger is als machines gehackt worden, draait niet tegelijkertijd, het kan bijna onmogelijk zijn om het te detecteren, te repareren en de netwerk back-uppen.

Toch is tijdsynchronisatie een van de eenvoudigste taken om te gebruiken, vooral omdat de meeste besturingssystemen een versie van het tijdprotocol NTP hebben (Network Time Protocol).

Het vinden van een nauwkeurige tijdserver kan soms problematisch zijn, vooral als het netwerk over het internet wordt gesynchroniseerd, omdat dit andere beveiligingsproblemen kan veroorzaken, zoals het hebben van een open poort in de firewall en een gebrek aan mogelijke authenticatie door NTP om te zorgen dat het signaal wordt vertrouwd.

Een eenvoudigere methode voor tijdssynchronisatie, die zowel accuraat als veilig is, is echter om een ​​speciaal daartoe bestemd systeem te gebruiken NTP tijdserver (ook bekend als netwerktijdserver). Een NTP-server zal een tijdsignaal nemen direct van GPS of van de nationale tijd en frequentie radio-uitzendingen uitgestuurd door organisaties zoals NIST or NPL.

Door een toegewijde te gebruiken NTP-server het netwerk zal een stuk veiliger worden en als het ergste gebeurt en het systeem het slachtoffer wordt van kwaadwillende gebruikers, dan zal het hebben van een gesynchroniseerd netwerk ervoor zorgen dat het gemakkelijk oplosbaar is.

UTC (Coordinated Universal Time) is de wereldwijde tijdschaal van de wereld en vervangt de oude tijdstandaard GMT (Greenwich Meantime) in de 1970's.

Hoewel GMT was gebaseerd op de beweging van de zon, is UTC gebaseerd op de tijd die wordt verteld door atoomklokken hoewel het in lijn met GMT wordt gehouden door de toevoeging van 'Leap Seconds' die de vertraging van de rotatie van de aarde compenseert, waardoor zowel UTC als GMT naast elkaar kunnen lopen (GMT wordt vaak ten onrechte aangeduid als UTC - hoewel er geen echte verschil maakt het niet echt uit).

Bij computers kan UTC computernetwerken over de hele wereld synchroniseren om tijdgevoelige transacties van over de hele wereld mogelijk te maken. De meeste computernetwerken worden gebruikt netwerk tijdservers om te synchroniseren met een UTC-tijdbron. Deze apparaten gebruiken het protocol NTP (Network Time Protocol) om de tijd over de netwerken te verdelen en controleren voortdurend of er geen afwijking is.

Het enige dilemma in het gebruik van een toegewijde NTP tijdserver is het selecteren waar de tijdbron vandaan komt die het type regelen NTP-server u heeft nodig. Er zijn echt drie plaatsen waar een bron van UTC-tijd gemakkelijk kan worden gevonden.

De eerste is internet. Bij het gebruik van een internettijdbron zoals time.nist.gov of time.windows.com een ​​speciale NTP-server is niet noodzakelijk vereist omdat op de meeste besturingssystemen al een versie van NTP is geïnstalleerd (dubbelklik in Windows op het klokpictogram om de internettijdopties te zien).

*NB: Microsoft, Novell en anderen raden ten sterkste af om internettijdbronnen te gebruiken als beveiliging een probleem is. Internettijdbronnen kunnen niet worden geverifieerd door NTP en bevinden zich buiten de firewall, wat kan leiden tot beveiligingsrisico's.

De tweede methode is om een ​​te gebruiken GPS NTP-server; deze apparaten maken gebruik van het GPS-signaal (meestal gebruikt voor satellietnavigatie), wat eigenlijk een tijdcode is die wordt gegenereerd door een atoomklok (vanaf de satelliet). Terwijl dit signaal overal ter wereld beschikbaar is, heeft een GPS-antenne een duidelijk zicht op de hemel nodig, wat het enige nadeel is van het gebruik van GPS.

Als alternatief kunnen de nationale natuurkundige laboratoria van veel landen, zoals NIST in de VS en NPL in het Verenigd Koninkrijk, verzendt u een tijdsignaal van hun atoomklokken. Deze signalen kunnen worden opgevraagd met een radio waarnaar wordt verwezen NTP-server hoewel deze signalen eindig en kwetsbaar zijn voor lokale interferentie en topografie.

Het GPS-netwerk (Global Positioning System) is algemeen bekend als een satellietnavigatiesysteem. Het geeft echter een ultra-nauwkeurig tijdsignaal door van een ingebouwde atoomklok.

Die chronologische pioniers bij NIST hebben samengewerkt met de University of Colorado en hebben 's werelds meest nauwkeurige atoomklok tot nu toe ontwikkeld. De op strontium gebaseerde klok is bijna twee keer zo nauwkeurig als de huidige cesiumklokken die worden gebruikt om te regeren GMT (Coordinated Universal Time) omdat het elke 300 miljoen jaar slechts een seconde verliest.

Strontium gebaseerd atoomklokken worden nu gezien als de weg vooruit in de tijdwaarneming omdat hogere niveaus van nauwkeurigheid haalbaar zijn die gewoon niet mogelijk zijn met het cesiumatoom. Strontium klokken, zoals hun voorgangers, werken door de natuurlijke maar zeer consistente vibratie van atomen te benutten.

Deze nieuwe generaties klokken gebruiken echter laserstralen en extreem lage temperaturen in de buurt van het absolute nulpunt om de atomen te regelen en het is te hopen dat het een stap voorwaarts is om een ​​perfect precieze klok te creëren.

Deze extreme nauwkeurigheid lijkt misschien een stap te ver en overbodig, maar de toepassingen voor dergelijke precisie zijn veelomvattend en wanneer u nadenkt over de technologieën die zijn ontwikkeld die zijn gebaseerd op de eerste generatie atoomklokken zoals GPS-navigatie, NTP-server synchronisatie en digitale uitzendingen een nieuwe wereld van opwindende technologie op basis van deze nieuwe klokken zou net om de hoek kunnen zijn.

Hoewel het wereldwijde tijdsschema van de wereld, UTC, gebaseerd is op de tijd die een constellatie van cesiumklokken vertelt (en overigens is de definitie van een seconde net iets meer dan 9 miljard cesiumtikken), wordt aangenomen dat wanneer het raadgevend comité voor Tijd en frequentie bij het Bureau International des Poids et Mesures (BIPM) volgende ontmoet het zal bespreken of om deze volgende generatie van te maken atoomklokken de nieuwe standaard.

Strontiumklokken zijn echter niet de enige methode van zeer precieze tijd. Vorig jaar zorgde een quantumklok, die ook bij NIST werd ontwikkeld, voor een nauwkeurigheid van 1 seconde in 1 miljard jaar. Dit type klok kan echter niet direct worden gecontroleerd en vereist een complexer schema om de tijd te bewaken.

A netwerktijdserver kan een van de meest cruciale apparaten op een computernetwerk zijn, omdat tijdstempels van vitaal belang zijn voor de meeste computertoepassingen: van verzenden en e-mail tot het debuggen van een netwerk.

Kleine onnauwkeurigheden in een tijdstempel kunnen grote schade aanrichten aan een netwerk, van e-mails die binnenkomen voordat ze technisch zijn verzonden, tot het achterlaten van een volledig systeem dat kwetsbaar is voor beveiligingsbedreigingen en zelfs fraude.

Een netwerktijdserver is echter slechts zo goed als de tijdbron waarmee deze wordt gesynchroniseerd. Veel netwerkbeheerders kiezen ervoor om een ​​tijdcode van internet te ontvangen, maar veel internettijdbronnen zijn volledig onnauwkeurig en vaak te ver weg van een klant om enige echte nauwkeurigheid te bieden.

Bovendien kunnen op internet gebaseerde tijdbronnen niet worden geverifieerd. Verificatie is een beveiligingsmaatregel die wordt gebruikt door NTP (Network Time Protocol dat de netwerktijdserver bestuurt) om te zorgen dat de tijdserver precies is zoals hij zegt).

Om ervoor te zorgen dat de juiste tijd wordt bewaard, is het essentieel om een ​​tijdbron te selecteren die zowel veilig als nauwkeurig is. Er zijn twee methoden die een milliseconde nauwkeurigheid kunnen garanderen totUTC (gecoördineerde universele tijd - een globale tijdschaal gebaseerd op de tijd die door atoomklokken wordt verteld).

De eerste is om een ​​gespecialiseerde nationale tijd- en frequentie-uitzending uit te zenden in verschillende landen, waaronder het Verenigd Koninkrijk, de VS, Duitsland, Frankrijk en Japan. Helaas kunnen deze uitzendingen niet overal worden opgepikt, maar de tweede methode is om het door het GPS-netwerk uitgezonden tijdsignaal te gebruiken dat letterlijk overal op de planeet beschikbaar is.

A netwerktijdserver zal deze timingcode gebruiken en een volledig netwerk synchroniseren met NTP, vandaar dat ze vaak worden aangeduid als a NTP-server or NTP tijdserver. NTP past continu de klokken van het netwerk aan, zodat er geen drift is.

Op dit moment is er slechts één Global Navigation Satellite System (GNSS) de NAVSTAR GPS die sinds de late 1980's open is voor civiel gebruik.

Meestal, de GPS-systeem wordt verondersteld om navigatie-informatie te verschaffen waarmee bestuurders, matrozen en piloten hun positie waar ook ter wereld kunnen bepalen.

In feite is de enige informatie die wordt gestraald door een GPS-satelliet de tijd die wordt gegenereerd door de interne atoomklok van de satellieten. Dit tijdsignaal is zo nauwkeurig dat een GPS-ontvanger het signaal van drie satellieten kan gebruiken en de locatie binnen een paar meter kan lokaliseren door uit te zoeken hoe lang elk precies signaal moest aankomen.

Momenteel a GPS NTP-server kan deze timinginformatie gebruiken om volledige computernetwerken te synchroniseren tot een nauwkeurigheid van enkele milliseconden.

De Europese Unie werkt momenteel echter aan het eigen wereldwijde satellietnavigatiesysteem Galileo, dat het GPS-netwerk zal evenaren door zijn eigen timing- en plaatsingsinformatie te verstrekken.

De Galileo is echter ontworpen om samen te werken met GPS, wat betekent dat een huidige GPS NTP-server zal beide signalen kunnen ontvangen, hoewel sommige softwareaanpassingen mogelijk moeten worden doorgevoerd.

Deze interoperabiliteit zorgt voor meer nauwkeurigheid en kan nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen overbodig maken omdat ze niet in staat zullen zijn om een ​​vergelijkbare nauwkeurigheid te produceren.

Verder zijn Rusland, China en India momenteel hun eigen GNSS-systemen aan het plannen, wat misschien nog meer nauwkeurigheid oplevert. GPS heeft al een revolutie teweeggebracht in de manier waarop de wereld werkt, niet alleen door een nauwkeurige positionering toe te staan, maar ook de hele wereld in staat te stellen om met dezelfde tijdschaal te synchroniseren met behulp van een GPS NTP-server. De verwachting is dat er nog meer technologische vooruitgang zal zijn als de volgende generatie GNSS met hun transmissies begint.

Computersynchronisatie is essentieel in de moderne wereld. Veel van de computernetwerken van de wereld zijn allemaal gesynchroniseerd met dezelfde wereldwijde tijdschaal GMT (Coordinated Universal Time).

Om de synchronisatie van het protocol te regelen NTP (Network Time Protocol) wordt in de meeste gevallen gebruikt omdat het in staat is om een ​​netwerk betrouwbaar tot enkele milliseconden uit UTC-tijd te synchroniseren.

De nauwkeurigheid van tijdssynchronisatie is echter alleen afhankelijk van de nauwkeurigheid van de tijdreferentie die wordt geselecteerd voor NTP om te distribueren en hier ligt een van de fundamentele fouten die zijn gemaakt bij het synchroniseren van computernetwerken.

Veel netwerkbeheerders vertrouwen op internettijdreferenties als een bron van UTC-tijd, behalve de beveiligingsrisico's die ze opleveren (omdat ze aan de verkeerde kant van een netwerkfirewall staan), maar ook de juistheid ervan kan niet worden gegarandeerd en recente studies hebben vond minder dan de helft van hen enige nuttige nauwkeurigheid helemaal.

Voor een veilige, nauwkeurige en betrouwbare methode van UTC zijn er echt maar twee keuzes. Gebruik het tijdsignaal van het GPS-netwerk of vertrouw op de langegolftransmissies die worden uitgezonden door nationale fysicalaboratoria zoals NPL en NIST.

Om te selecteren welke methode het beste is, is de enige factor waarmee rekening moet worden gehouden de locatie van het NTP-server dat is om het tijdsignaal te ontvangen.

GPS is het meest flexibel omdat het signaal letterlijk overal op de planeet beschikbaar is, maar het enige nadeel van het signaal is dat er een GPS-antenne op het dak moet liggen, omdat het een duidelijk zicht op de lucht nodig heeft. Dit kan problematisch blijken als het tijdserver bevindt zich op de lagere verdiepingen van een wolkenkrabber maar over het algemeen gebruiken de meeste gebruikers GPS-tijd signalen vinden dat ze zeer betrouwbaar en ongelooflijk nauwkeurig zijn.

Als GPS onpraktisch is, bieden de nationale tijd en frequenties een even nauwkeurige als veilige methode voor UTC-tijd. Deze langegolf signalen worden echter niet door elk land uitgezonden, hoewel het Amerikaanse WWVB-signaal dat door NIST in Colorado wordt uitgezonden, beschikbaar is in het grootste deel van Noord-Amerika, inclusief Canada.

Er zijn verschillende versies van dit signaal uitgezonden in heel Europa, inclusief de Duitse DCF en het VK Artsen Zonder Grenzen die het meest betrouwbaar en populair blijken te zijn. Deze signalen kunnen vaak ook buiten de grenzen van het land worden opgepikt, hoewel opgemerkt moet worden dat langegolftransmissies kwetsbaar zijn voor lokale interferentie en topografie.

Voor volledige gemoedsrust, duaal systeem NTP-servers die signalen van zowel de GPS- als de nationale fysica-laboratoria ontvangen, zijn beschikbaar hoewel ze meestal iets duurder zijn dan afzonderlijke systemen, hoewel het gebruik van meer dan één tijdsignaal hen dubbel betrouwbaar maakt.