Alle pc's en netwerkapparaten gebruiken klokken om een ​​interne systeemtijd te behouden. Deze klokken, Real Time Clock-chips (RTC) genoemd, geven informatie over tijd en datum. De chips zijn voorzien van een batterij, zodat ze zelfs tijdens stroomuitval tijd kunnen besparen.

Computernetwerken vertrouwen op tijdregistratie voor bijna al hun toepassingen, van het verzenden van een e-mail naar het opslaan van gegevens, een tijdstempel is noodzakelijk voor de computer om bij te houden. Alle routers en switches moeten met dezelfde snelheid worden uitgevoerd, niet-gesynchroniseerde apparaten kunnen ertoe leiden dat gegevens verloren gaan en zelfs hele verbindingen.

Voor sommige transacties is het noodzakelijk dat computers perfect gesynchroniseerd zijn, zelfs een paar seconden verschil tussen machines kan ernstige gevolgen hebben, zoals het vinden van een vliegticket dat u had geboekt, kort na de aankoop aan een andere klant of u kon uw spaargeld uittrekken een geldautomaat en wanneer uw account leeg is, kunt u snel naar een andere machine gaan en alles weer intrekken.

Personal computers zijn echter niet ontworpen om perfecte klokken te zijn, hun ontwerp is geoptimaliseerd voor massaproductie en lage kosten in plaats van een nauwkeurige tijd te behouden. Deze interne klokken zijn echter gevoelig voor afwijkingen en hoewel dit voor veel toepassingen behoorlijk kan zijn, moeten machines vaak samenwerken op een netwerk en als de computers met verschillende snelheden afwijken, raken de computers niet meer synchroon met elkaar en kunnen problemen zich voordoen. ontstaan ​​vooral met tijdgevoelige transacties.

Tijdservers zijn zoals andere computerservers in de zin dat ze zich meestal op een netwerk bevinden. Een tijdserver verzamelt timinginformatie, gewoonlijk van een externe hardwarebron en synchroniseert vervolgens het netwerk met die tijd.

De meeste tijdservers gebruiken NTP (Network Time Protocol), een van de oudste nog gebruikte protocollen van het internet, uitgevonden door dr. David Mills van de Universiteit van Delaware, die sinds 1985 in gebruik is. NTP is een protocol dat is ontworpen om de klokken op computers en netwerken via internet of Local Area Networks (LAN's) te synchroniseren.

NTP gebruikt een externe timingreferentie en synchroniseert vervolgens alle apparaten in het netwerk tot die tijd.

Er zijn verschillende bronnen die een NTP tijdserver kan gebruiken als een timingreferentie. Het internet is een voor de hand liggende bron, echter internettijdreferenties van internet zoals nist.gov en windows.time kunnen niet worden geverifieerd, waardoor de tijdserver en daarmee het netwerk kwetsbaar blijft voor beveiligingsbedreigingen.

Vaak worden tijdservers gesynchroniseerd met een UTC (Coordinated Universal time) -bron, de wereldwijde standaardtijdschaal waarmee computers over de hele wereld exact op hetzelfde moment kunnen worden gesynchroniseerd. Dit is van evident belang in sectoren waar exacte timing cruciaal is, zoals de beurs of de luchtvaartindustrie.

Coordinated Universal Time (UTC - van de Franse Temps Universel Coordonné) is een internationale tijdschaal gebaseerd op de tijd die wordt verteld door atoomklokken. Atoomklokken nauwkeurig zijn binnen een seconde in enkele miljoenen jaren. Ze zijn zo nauwkeurig dat International Atomic Time, de tijd die door deze apparaten wordt doorgegeven, nog nauwkeuriger is dan de spin van de aarde.

De rotatie van de aarde wordt beïnvloed door de zwaartekracht van de maan en kan daarom vertragen of versnellen. Om deze reden moet International Atomic Time (TAI van het Franse Temps Atomique International) 'Schrikkelseconden' hebben toegevoegd om het in overeenstemming te houden met het oorspronkelijke tijdsschema GMT (ondertussen Greenwich) ook wel UT1 genoemd, dat is gebaseerd op zonnetijd .

Deze nieuwe tijdschaal, bekend als UTC, wordt nu over de hele wereld gebruikt, waardoor computernetwerken en communicatie aan weerszijden van de wereld kunnen worden uitgevoerd.

UTC wordt niet door een land of een bestuur bestuurd, maar een samenwerking van atoomklokken over de hele wereld die politieke neutraliteit en ook nauwkeurigheid waarborgt.

UTC wordt op tal van manieren over de hele wereld verzonden en wordt gebruikt door computernetwerken, luchtvaartmaatschappijen en satellieten om nauwkeurige synchronisatie te garanderen, ongeacht de locatie op aarde.

In de VS zond NIST (National Institute of Standards and Technology) UTC uit vanaf hun atoomklok in Fort Collins, Colorado. De National Physics Laboratories van het VK en Duitsland hebben soortgelijke systemen in Europa.

Het internet is ook een andere bron van UTC-tijd. Meer dan duizend tijdservers op het web kan worden gebruikt om een ​​UTC-tijdbron te ontvangen, hoewel veel niet nauwkeurig genoeg zijn voor de meeste netwerkbehoeften.

Een andere, veilige en nauwkeurigere methode om UTC te ontvangen, is om de signalen te gebruiken die worden verzonden door het Global Positioning System van de VS. De satellieten van het GPS-netwerk bevatten allemaal atoomklokken die worden gebruikt om positionering mogelijk te maken. Deze klokken verzenden de tijd die kan worden ontvangen met behulp van een GPS-ontvanger.

Veel toegewijd tijdservers zijn beschikbaar die een UTC-tijdbron kunnen ontvangen van het GPS-netwerk of de uitzendingen van het National Physics Laboratory (die allemaal worden uitgezonden op 60 kHz longwave).

De meeste tijdservers gebruiken NTP (Network Time Protocol) om computernetwerken naar UTC-tijd te verdelen en te synchroniseren.

Network Time Protocol lijkt er altijd al geweest te zijn. In feite is het inderdaad een van de oudste protocollen van internet die in de 1980's zijn ontwikkeld door professor David Mills en zijn team van Delaware University.

In een ontspannen wereld maakt het misschien niet uit of computernetwerken niet gesynchroniseerd zijn. De enige gevolgen van tijdfouten kunnen zijn dat een e-mail aankomt voordat deze is verzonden, maar in sectoren zoals reservering van een vliegtuigstoel, de beurs of satellietcommunicatie, fracties van een seconde kunnen ernstige fouten veroorzaken, zoals het meer dan eens verkopen van stoelen, het verlies van miljoenen dollars of zelfs fraude.

Computers zijn logische machines en omdat de tijd lineair is ten opzichte van een computer, moet elke gebeurtenis op één machine plaatsvinden voordat het nieuws van die gebeurtenis een andere bereikt. Wanneer netwerken geen gesynchroniseerde computers zijn die moeite hebben om om te gaan met gebeurtenissen die duidelijk hebben plaatsgevonden (zoals een e-mail die wordt verzonden) maar die volgens hun klok en tijdstempel nog niet hebben, denk gewoon terug aan de millenniumkwestie waar men vreesde dat klokken zouden spring terug naar 1900!

Om deze reden is NTP ontwikkeld. NTP maakt gebruik van een algoritme (het algoritme van Marzullo) om de tijd te synchroniseren met de huidige versie van NTP kan de tijd over het openbare internet tot binnen 10 milliseconden bijhouden en kan zelfs beter presteren via LAN's. NTP-tijdservers werken binnen de TCP / IP-suite en zijn afhankelijk van UDP (User Datagram Protocol).

NTP-servers zijn normaal toegewijde NTP-apparaten die een enkele referentie gebruiken om een ​​netwerk mee te synchroniseren. Deze tijdreferentie is meestal een UTC-bron (Coordinated Universal Time). UTC is een wereldwijde tijdschaal die wordt gedistribueerd door atoomklokken via internet, gespecialiseerde lange golf radio-uitzendingen of via het GPS (Global Positioning System) -netwerk.

Het NTP-algoritme gebruikt deze tijdreferentie om de hoeveelheid te bepalen om het systeem of de netwerkklok vooruit te gaan of terug te trekken. NTP analyseert de waarden van de tijdstempel inclusief de frequentie van fouten en de stabiliteit ervan. Een NTP-server houdt een schatting bij van de kwaliteit van zowel de referentieklokken als zichzelf.

NTP is hiërarchisch. De afstand tot de timingreferentie is verdeeld in strata. Stratum 0 is de atoomklokreferentie; Stratum 1 is de NTP-server, terwijl Stratum 2 een server is die timinginformatie van de NTP-server ontvangt. NTP kan bijna onbeperkte strata ondersteunen, hoewel hoe verder weg van de timingreferentie je gaat hoe minder nauwkeurig het zal zijn.

Aangezien elk laagniveau zowel tijdsignalen kan ontvangen als verzenden, is het voordeel van dit hiërarchische systeem dat duizenden machines kunnen worden gesynchroniseerd met alleen de behoefte aan één NTP-server.

NTP bevat een beveiligingsmaatregel genaamd authenticatie. Met verificatie wordt gecontroleerd of elk tijdstempel afkomstig is van de beoogde tijdreferentie door een set coderingssleutels te analyseren die met de tijdreferentie worden verzonden. NTP analyseert het en bevestigt of het afkomstig is van de tijdbron door het te verifiëren aan de hand van een set vertrouwde sleutels in de configuratiebestanden.

Authenticatie is echter niet beschikbaar via timingbronnen via internet. Daarom bevelen Microsoft en Novell onder andere sterk aan dat alleen externe tijdreferenties worden gebruikt, zoals een speciale GPS NTP-server of een die de nationale tijd en frequentie lange golf uitzendingen ontvangt.

Artsen zonder Grenzen is de naam die wordt gegeven aan de speciale tijduitzending door het National Physical Laboratory in het Verenigd Koninkrijk. Het is een accurate en betrouwbare bron van Britse civiele tijd, gebaseerd op de tijdsschaal UTC (Coordinated Universal Time).

AZG wordt overal in het VK en zelfs in andere delen van Europa gebruikt om een ​​UTC-tijdbron te ontvangen die door radioklokken kan worden gebruikt en om computernetwerken te synchroniseren door een NTP tijdserver.

Het is 24 uur per dag beschikbaar in heel Groot-Brittannië, hoewel in sommige gebieden het signaal zwakker kan zijn en gevoelig voor interferentie en lokale topografie. Het signaal werkt op een frequentie van 60 kHz en heeft een tijd- en datumcode die de volgende informatie in binair formaat doorgeeft: Jaar, maand, dag van de maand, dag van de week, uur, minuut, Britse zomertijd (in werking of dreigend) en DUT1 (het verschil tussen UTC en UT1 dat is gebaseerd op de rotatie van de aarde)

Het MSF-signaal wordt verzonden vanuit Anthorn Radio Station in Cumbria, maar is daar pas recentelijk verplaatst nadat hij in Rugby, Warwickshire woonde sinds het werd gestart in de 1960's. De draaggolffrequentie van het signaal is 60 kHz, bestuurd door cesium-atoomklokken op het radiostation.

Cesium-atoomklokken zijn overal de betrouwbaarste atoomklokken, die in enkele miljoenen jaren niet verliezen of een seconde aan het winnen zijn.

Om het MSF-signaal eenvoudig te ontvangen radioklokken kan worden gebruikt om de exacte UTC-tijd weer te geven of als alternatief kunnen tijdsservers met MSF-verwijzingen de langegolftransmissie ontvangen en de timinginformatie rond computernetwerken verspreiden met behulp van NTP (Network Time Protocol).

Het enige echte alternatief voor het MSF-signaal in het VK is om de cesiumklokken aan boord van het GPS-netwerk (Global Positioning System) te gebruiken die nauwkeurige tijdinformatie doorgeven die kan worden gebruikt als een UTC tijdbron.

Veiligheid
Het hebben van een onjuiste tijd of het uitvoeren van een netwerk dat niet is gesynchroniseerd, kan een computersysteem kwetsbaar maken voor beveiligingsrisico's en zelfs fraude. Tijdstempels zijn het enige referentiepunt voor een computer om toepassingen en gebeurtenissen bij te houden. Als deze onnauwkeurig zijn, kunnen allerlei problemen optreden, zoals e-mails die binnenkomen voordat ze zijn verzonden. Het maakt het ook mogelijk tijdgevoelige transacties zoals e-commerce, online reserveren en handelen in aandelen en delen waar exacte timing met een netwerktijdserver is essentieel en de prijzen kunnen binnen een seconde dalen of stijgen met miljoenen.

Bescherming:
Als een computernetwerk niet wordt gesynchroniseerd, kunnen hackers en kwaadwillende gebruikers de kans krijgen om op uw systeem te komen, zelfs fraudeurs kunnen hiervan profiteren. Zelfs de machines die zijn gesynchroniseerd, kunnen het slachtoffer worden, vooral wanneer het internet wordt gebruikt als een timingreferentie die een open deur voor kwaadwillende gebruikers is om een ​​virus in uw netwerk te injecteren. Radio gebruiken of GPS-atoomklokken zorg voor nauwkeurige tijd achter uw firewall en behoud uw veiligheid.

Nauwkeurigheid:
NTP Time Servers ervoor te zorgen dat alle computers in een netwerk automatisch worden gesynchroniseerd met de juiste tijd en datum, nu en in de toekomst, waarbij het netwerk automatisch wordt bijgewerkt tijdens zomertijd en schrikkelseconden.

Wettigheid:
Als computergegevens ooit voor een rechtbank moeten worden gebruikt, is het essentieel dat de informatie afkomstig is van een gesynchroniseerd netwerk. Als het systeem dat niet is, kan het bewijsmateriaal niet-ontvankelijk zijn.

Gelukkige gebruikers:
Stop gebruikers die klagen over een verkeerde tijd op hun werkstations

Controle:
U hebt controle over de configuratie. U kunt bijvoorbeeld automatisch de tijd voor en na elke lente en herfst voor zomertijd wijzigen of instellen dat uw servertijd alleen wordt vergrendeld voor UTC-tijd of voor elke tijdzone die u kiest.

De meeste mensen hebben van gehoord atoomklokken, hun nauwkeurigheid en precisie zijn bekend. Een atoXUMUMMIC klok heeft het potentieel om honderden miljoenen jaren lang te blijven en geen seconde te verliezen in drift. Drift is het proces waarbij klokken verliezen of tijd winnen vanwege de onnauwkeurigheden in de mechanismen waardoor ze werken.

Mechanische klokken, bijvoorbeeld, bestaan ​​al honderden jaren, maar zelfs de duurste en goed ontworpen zal minstens een seconde per dag meegaan. Hoewel elektronische klokken nauwkeuriger zijn, zullen ze ook met ongeveer een seconde per week afdrijven.

Atoomklokken hebben geen vergelijking als het gaat om het bijhouden van de tijd. Omdat een atoomklok gebaseerd is op de oscillatie van een atoom (in de meeste gevallen het cesium 133-atoom) dat een exacte en eindige resonantie heeft (cesium is 9,192,631,770 per seconde), dit maakt ze nauwkeurig tot binnen een miljardste van een seconde (een nanoseconde) .

Hoewel dit soort nauwkeurigheid ongeëvenaard is, heeft het technologieën en innovaties mogelijk gemaakt die de wereld hebben veranderd. Satellietcommunicatie is alleen mogelijk dankzij de tijdwaardigheid van atoomklokken, net als satellietnavigatie. Naarmate de snelheid van het licht (en dus radiogolven) met meer dan 300,000km toeneemt, kan een tweede onnauwkeurigheid van een seconde een navigatiesysteem honderdduizenden kilometers ver achter zich laten.

Nauwkeurige nauwkeurigheid is ook essentieel in veel moderne computertoepassingen. Wereldwijde communicatie, met name financiële transacties, moet precies worden uitgevoerd. In Wall Street of de Londense effectenbeurs kan een seconde de waarde van aandelen zien stijgen of dalen met miljoenen. Online reserveren vereist ook de nauwkeurigheid en perfecte synchronisatie die alleen atoomklokken kunnen bieden, anders kunnen tickets meer dan eens worden verkocht en kunnen geldautomaten uiteindelijk uw lonen tweemaal uitbetalen als u een geldautomaat met een langzame klok vindt.

Hoewel dit misschien wenselijk is voor de meer oneerlijke mensen, heeft het niet veel verbeeldingskracht nodig om te begrijpen welke problemen een gebrek aan nauwkeurigheid en synchronisatie kan veroorzaken. Om deze reden is een internationale tijdschaal ontwikkeld gebaseerd op de tijd die door atoomklokken wordt verteld.

UTC (Coordinated Universal Time) is overal hetzelfde en kan verantwoordelijk zijn voor het vertragen van de rotatie van de aarde door het toevoegen van schrikkelseconden om UTC op één lijn te houden met GMT (Greenwich Meantime). Alle computernetwerken die deelnemen aan wereldwijde communicatie moeten worden gesynchroniseerd met UTC. Omdat UTC gebaseerd is op de tijd die atoomklokken ons vertellen, is dit de meest precieze tijdschaal die mogelijk is. Om een ​​computernetwerk te ontvangen en te houden gesynchroniseerd met UTC heeft het eerst toegang nodig tot een atoomklok. Dit zijn dure en grote apparaten en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysicalaboratoria.

Gelukkig kan de tijd van deze klokken nog steeds worden ontvangen door een netwerktijdserver verdorren door gebruik te maken van tijd- en frequentie lange golf uitzendingen uitgezonden door nationale fysica laboratoria of van de GPS (Global Positioning System). NTP (netwerktijd protocol) kan vervolgens deze UTC-tijd naar het netwerk distribueren en het tijdsignaal gebruiken om alle apparaten in het netwerk perfect gesynchroniseerd te houden met UTC.

De ontwikkeling van atoomklokken gedurende de twintigste eeuw is fundamenteel geweest voor veel van de technologieën die we elke dag gebruiken. Zonder atoomklokken zouden veel van de innovaties van de twintigste eeuw gewoonweg niet bestaan.

Satellietcommunicatie, wereldwijde positionering, computernetwerken en zelfs internet zouden niet kunnen functioneren zoals we gewend zijn als het niet voor atoomklokken was en hun uiterste precisie in tijdregistratie.

Atoomklokken zijn ongelooflijk nauwkeurige chronometers die geen seconde verliezen in miljoenen jaren. Ter vergelijking: digitale klokken kunnen elke week een seconde verliezen en de meest ingewikkeld nauwkeurige mechanische klokken verliezen nog meer tijd.

De reden voor de ongelooflijke precisie van een atoomklok is dat deze gebaseerd is op een oscillatie van een enkel atoom. Een oscillatie is slechts een trilling op een bepaald energieniveau. In het geval van de meeste atoomklokken zijn ze gebaseerd op de resonantie van het cesiumatoom dat exact 9,192,631,770 keer per seconde oscilleert.

Veel technologieën vertrouwen nu op atomaire klokken vanwege hun ongebreidelde nauwkeurigheid. Het globale positiesysteem is een goed voorbeeld. GPS-satellieten hebben allemaal een atoomklok aan boord en het is deze timinginformatie die wordt gebruikt om de positionering uit te werken. Omdat GPS-satellieten communiceren met behulp van radiogolven en ze reizen met de snelheid van het licht (180,000-mijlen per seconde in een vacuüm), kunnen kleine onnauwkeurigheden in de tijd de positie onnauwkeurig maken met honderden mijlen.

Een andere toepassing die het gebruik van atoomklokken vereist, bevindt zich in computernetwerken. Wanneer computers over de hele wereld met elkaar praten, is het noodzakelijk dat ze allemaal dezelfde timingbron gebruiken. Als dat niet het geval was, zouden tijdgevoelige transacties zoals winkelen op het internet, online reserveringen, de beurs en zelfs het verzenden van een e-mail bijna onmogelijk zijn. E-mails zouden arriveren voordat ze werden verzonden en hetzelfde artikel op een internetsite kon aan meer dan één persoon worden verkocht.

Om deze reden is een globale tijdschaal ontwikkeld, UTC (Coordinated Universal Time) genoemd, gebaseerd op de tijd die door atoomklokken wordt verteld. UTC wordt via timeservers aan computernetwerken geleverd. De meeste tijdservers maken gebruik van NTP (netwerktijd protocol) om de netwerken te verdelen en te synchroniseren.

NTP tijdservers kan UTC-tijd ontvangen van een aantal bronnen, meestal kunnen de ingebouwde atoomklokken van het GPS-systeem worden gebruikt als een UTC-bron door een tijdserver die is verbonden met een GPS-antenne.

Een andere methode die vrij algemeen wordt gebruikt door NTP tijdservers is om gebruik te maken van de langegolfradiostraling die wordt uitgezonden door de nationale fysicalaboratoria van verschillende landen. Hoewel ze niet overal beschikbaar zijn en vrij gevoelig voor lokale topografie, bieden de uitzendingen wel een veilige methode om de timingbron te ontvangen.

Als geen van deze methoden beschikbaar is, kan een UTC-timingbron van internet worden ontvangen, hoewel nauwkeurigheid en beveiliging niet worden gegarandeerd.

Q. Wat is NTP?
A. NTP - Network Time Protocol is een internetprotocol voor tijdsynchronisatie, terwijl andere tijdssynchronisatieprotocollen beschikbaar zijn NTP is verreweg het meest gebruikt sinds de mid 1980's toen het internet nog in de kinderschoenen stond.

V. Wat is UTC?
A. UTC - Coordinated Universal Time is een wereldwijde tijdschaal gebaseerd op de tijd die wordt verteld door atoomklokken. Omdat deze klokken elk jaar zo nauwkeurig zijn, moeten 'schrikkelseconden' worden toegevoegd, omdat UTC zelfs nauwkeuriger is dan de rotatie van de aarde die vertraagt ​​en versnelt dankzij de zwaartekracht van de maan.

V. Wat is a Network Time Server?
A. Een netwerktijdserver die ook wel een NTP-tijdserver wordt genoemd, is een netwerkapparaat dat een UTC-tijdsignaal ontvangt en dit vervolgens distribueert tussen de andere apparaten in een netwerk. Het tijdprotocol NTP zorgt er vervolgens voor dat alle machines op dat moment gesynchroniseerd blijven.

V. Waar doet een netwerktijdserver ontvangt u een UTC-tijd van?
A. Er zijn verschillende bronnen waar een UTC-tijdreferentie kan worden gebruikt. Het internet is het meest voor de hand liggend met honderden verschillende tijdservers die hun UTC-tijdsignalen doorgeven. Deze zijn echter notoir onnauwkeurig, afhankelijk van vele variabelen. Het internet is ook geen veilige bron en niet geschikt voor een computernetwerk waar beveiligingsproblemen een probleem vormen. De andere methoden die een nauwkeurigere, veiligere en betrouwbaardere bron van UTC-tijd bieden, zijn ofwel de uitzendingen van het GPS-netwerk (global positioning system) of de nationale tijd- en frequentie-uitzendingen die op lange golf worden uitgezonden gebruiken.

V. Kan ik van elke plaats een radiotijdsignaal ontvangen?
A. Helaas niet. Alleen bepaalde landen hebben een tijdsignaal uitgezonden vanuit hun nationale fysica laboratoria en deze signalen zijn eindig en kwetsbaar voor interferentie. In de VS wordt het signaal vanuit Colorado uitgezonden en staat het bekend als WWVB, in het Verenigd Koninkrijk wordt het uit Cumbria uitgezonden en heet het Artsen Zonder Grenzen. Gelijkaardige systemen bestaan ​​in Duitsland, Japan, Frankrijk en Zwitserland.

V. Hoe zit het met het GPS-signaal?
A. Een satellietnavigatiesysteem vertrouwt op de tijdsignalen van de ingebouwde atoomklokken in de GPS-satellieten. Het is dit tijdsignaal dat wordt gebruikt om de positie te trianguleren en het kan ook worden ontvangen door een netwerktijdserver die is uitgerust met een GPS-antenne. GPS is overal ter wereld beschikbaar, maar een antenne moet wel een duidelijk zicht op de lucht hebben.

V. Als ik een groot netwerk heb, heb ik meerdere netwerktijdservers nodig?
A. Niet noodzakelijk. NTP is hiërarchisch en verdeeld in 'stratum' een atoomklok is een stratum 0-apparaat, een tijdserver die het kloksignaal ontvangt, is een stratum 1-apparaat en een netwerkapparaat dat een signaal van een tijdserver ontvangt, is een stratum 2-apparaat. NTP kan 12-stratum ondersteunen (realistisch gezien, hoewel meer mogelijk is) en elke strata kan worden gebruikt als een apparaat om mee te synchroniseren. Daarom kan een stratum 2-apparaat een andere machine lager in de lagen enzovoort synchroniseren. Dit betekent dat, hoe groot een netwerk ook is, er maar één netwerktijdserver nodig is.

NTP (netwerktijd protocol) is een internetprotocol. Protocollen zijn eenvoudigweg een reeks instructies die een computer zal volgen en NTP is ontworpen en ontwikkeld om computernetwerken te synchroniseren.

Het werd ontwikkeld in de 1985 door Professor David Mills van de Universiteit van Delaware toen het internet nog in de kinderschoenen stond. Professor Mills besefte de behoefte aan synchronisatie tussen computers wanneer ze met elkaar praatten.

NTP gebruikt het algoritme van Marzullo, een overeenkomstalgoritme dat wordt gebruikt om bronnen te selecteren voor het schatten van de juiste tijd uit een aantal bronnen met ruis. NTP werkt door een enkele tijdbron te distribueren. Hoewel deze tijdreferentie van alles kan zijn, zoals een polshorloge, heeft het weinig zin een netwerk te synchroniseren met iets anders dan UTC-tijd.

UTC (Coordinated Universal Time) is een globale tijdschaal gebaseerd op de tijd die door atoomklokken wordt verteld. Atoomklokken hebben zo'n hoge nauwkeurigheid dat ze niet verliezen of een seconde winnen in meer dan een miljoen jaar.

Door te synchroniseren met een UTC-tijdbron kan een netwerk in feite worden gesynchroniseerd met elk ander netwerk dat UTC-tijd gebruikt.

Nadat een tijdbron is geselecteerd, distribueert de NTP-daemon (of service op Windows) niet alleen de tijdreferentie, maar controleert deze ook voortdurend op nauwkeurigheid en fouten.

NTP is een hiërarchisch systeem. De afstand tot een tijdserver wordt een stratum-niveau genoemd. Een stratum 0-server is een tijdbron zelf, zoals een atoomklok, een stratum 1-server is de NTP-tijdserver terwijl een stratum 2-server een apparaat is dat de tijd van de tijdserver ontvangt en stratum 3-servers ontvangen het tijdsignaal via een stratum 2-server.

Het netwerk in lagen rangschikken betekent dat een NTP tijdserver kan tijd verdelen over honderden of zelfs duizenden machines zonder dat het netwerk of de tijdserver zelf vol zit met verkeer. Hoewel het moet worden opgemerkt dat de lager in het stratum niveau een apparaat een daling in nauwkeurigheid kan worden verwacht.

Het actuele UTC-tijdsignaal kan op een aantal manieren worden ontvangen. Via internet, hoewel dit beveiligingsproblemen kan veroorzaken omdat het tijdsignaal niet kan worden geverifieerd, wat de ingebouwde beveiligingsmaatregel van NTP is. Het is veel veiliger om een ​​tijdsignaal te ontvangen van een radiosignaal uitgezonden door verschillende nationale fysica laboratoria of zelfs het GPS-netwerk waarvan de ingebouwde atomaire klokken kunnen worden gebruikt als een timingbron als de NTP tijdserver is uitgerust met een GPS-ontvanger.

Computernetwerken vertrouwen op tijdregistratie voor bijna al hun toepassingen, van het verzenden van een e-mail naar het opslaan van gegevens, een tijdstempel is noodzakelijk voor de computer om bij te houden. Alle routers en switches moeten met dezelfde snelheid worden uitgevoerd, niet-gesynchroniseerde apparaten kunnen ertoe leiden dat gegevens verloren gaan en zelfs hele verbindingen.

Alle pc's en netwerkapparaten gebruiken klokken om een ​​interne systeemtijd te behouden. Deze klokken, Real Time Clock-chips (RTC) genoemd, geven informatie over tijd en datum. De chips zijn voorzien van een batterij, zodat ze zelfs tijdens stroomuitval tijd kunnen besparen.

Personal computers zijn echter niet ontworpen om perfecte klokken te zijn, hun ontwerp is geoptimaliseerd voor massaproductie en lage kosten in plaats van een nauwkeurige tijd te behouden. Deze interne klokken zijn echter gevoelig voor afwijkingen en hoewel dit voor veel toepassingen behoorlijk kan zijn, moeten machines vaak samenwerken op een netwerk en als de computers met verschillende snelheden afwijken, raken de computers niet meer synchroon met elkaar en kunnen problemen zich voordoen. ontstaan ​​met name bij tijdgevoelige transacties.

Voor sommige transacties is het noodzakelijk dat computers perfect gesynchroniseerd zijn, zelfs een paar seconden verschil tussen machines kan ernstige gevolgen hebben, zoals het vinden van een vliegticket dat u had geboekt, kort na de aankoop aan een andere klant of u kon uw spaargeld uittrekken een geldautomaat en wanneer uw account leeg is, kunt u snel naar een andere machine gaan en alles weer intrekken.

Tijdservers zijn zoals andere computerservers in de zin dat ze zich meestal op een netwerk bevinden. Een tijdserver verzamelt timinginformatie, gewoonlijk van een externe hardwarebron en synchroniseert vervolgens het netwerk met die tijd.

De meeste tijdservers gebruiken NTP (Network Time Protocol) dat een van de oudste nog gebruikte protocollen van het internet is, bedacht door Dr David Mills van de Universiteit van Delaware, is het sinds 1985 in gebruik. NTP is een protocol dat is ontworpen om de klokken op computers en netwerken via internet of Local Area Networks (LAN's) te synchroniseren.

NTP gebruikt een externe timingreferentie en synchroniseert vervolgens alle apparaten in het netwerk tot die tijd.

Vaak worden tijdservers gesynchroniseerd met een UTC (Coordinated Universal time) -bron, de wereldwijde standaardtijdschaal waarmee computers over de hele wereld exact op hetzelfde moment kunnen worden gesynchroniseerd. Dit is van evident belang in sectoren waar exacte timing cruciaal is, zoals de beurs of de luchtvaartindustrie.

Er zijn verschillende bronnen die een tijdserver kan gebruiken als een tijdreferentie. Het internet is een voor de hand liggende bron, maar internettijdreferenties van internet zoals nist.gov en windows.time kunnen niet worden geverifieerd, waardoor de tijdserver en daarmee het netwerk kwetsbaar blijft voor beveiligingsbedreigingen.