Tijdregistratie en nauwkeurigheid zijn belangrijk in het dagelijks leven. We moeten weten hoe laat de gebeurtenissen zich voordoen om ervoor te zorgen dat we ze niet missen, we moeten ook een bron van nauwkeurige tijd hebben om te voorkomen dat we te laat komen; en computers en andere technologie zijn net zo afhankelijk van de tand als wij.

Voor veel computers en technische systemen is de tijd in de vorm van een tijdstempel het enige tastbare dat een machine moet identificeren wanneer gebeurtenissen moeten plaatsvinden en in welke volgorde. Zonder een tijdstempel kan een computer geen enkele taak uitvoeren - zelfs het opslaan van gegevens is onmogelijk zonder dat de machine weet hoe laat het is.

Vanwege deze afhankelijkheid van tijd, hebben alle computersystemen ingebouwde klokken op hun printplaten. Gewoonlijk zijn dit op kwarts gebaseerde oscillatoren, vergelijkbaar met de elektronische klokken die worden gebruikt in digitale polshorloges.

Het probleem met deze systeemklokken is dat ze niet erg nauwkeurig zijn. Zeker, voor het vertellen van de tijd voor menselijke doeleinden zijn ze precies genoeg; machines vereisen echter vaak een hogere mate van nauwkeurigheid, vooral wanneer apparaten worden gesynchroniseerd.

Voor computernetwerken is synchronisatie van cruciaal belang omdat verschillende machines die verschillende tijden uitspreken kunnen leiden tot fouten en het uitvallen van het netwerk om zelfs maar eenvoudige taken uit te voeren. Het moeilijke met netwerksynchronisatie is dat het systeem klokken gebruikt door computers om de tijd te laten afnemen. En wanneer verschillende klokken met verschillende hoeveelheden afwijken, kan een netwerk snel in de war raken omdat verschillende machines verschillende tijden hebben.

Om deze reden worden deze systeemklokken niet gebruikt om synchronisatie te bieden. In plaats daarvan wordt een veel nauwkeuriger type klok gebruikt: de atoomklok.

Atoomklokken drijven niet weg (althans niet met meer dan een seconde in een miljoen jaar) en zijn dus ook ideaal om computernetwerken te synchroniseren. De meeste computers gebruiken het softwareprotocol NTP (Network Time Protocol) dat een single gebruikt atoomkloktijdbron, via internet, of veiliger, extern via GPS of radiosignalen, waarbij elke machine op een netwerk wordt gesynchroniseerd met.

Omdat NTP ervoor zorgt dat elk apparaat nauwkeurig op deze brontijd wordt gehouden en de onbetrouwbare systeemklokken negeert, kan het gehele netwerk binnen fracties van een seconde van elkaar worden gesynchroniseerd met elke machine.

Hoewel velen van ons op de hoogte zijn van GPS (Global Positioning System) als een navigatiehulpmiddel en velen van ons hebben 'navigatiesystemen' in onze auto's, maar het GPS-netwerk heeft een ander gebruik dat ook belangrijk is voor ons dagelijks leven, maar slechts weinigen realiseren het zich.

GPS-satellieten bevatten atoomklokken die een nauwkeurig tijdsignaal naar de aarde verzenden; het is deze uitzending die satellietnavigatieapparaten gebruiken om de globale positie te berekenen. Er zijn echter nog andere toepassingen voor dit tijdsignaal naast navigatie.

Bijna alle computernetwerken worden nauwkeurig op een atoomklok gehouden. Dit komt omdat miniscule nauwkeurigheid in een netwerk kan leiden tot problemen, van beveiligingsproblemen tot gegevensverlies. De meeste netwerken gebruiken een vorm van NTP (Network Time Protocol) om hun netwerken te synchroniseren, maar NTP vereist een hoofdtijdbron om mee te synchroniseren.

GPS is hier ideaal voor, het is niet alleen een bron met atoomklokken, die NTP UTC (Coordinated Universal Time) kan berekenen, wat betekent dat het netwerk zal worden gesynchroniseerd met elk ander UTC-netwerk op de hele wereld.

GPS is een ideale bron van tijd omdat het letterlijk overal op de planeet beschikbaar is, zolang de GPS-antenne een duidelijk zicht op de lucht heeft. En het zijn niet alleen computernetwerken die atoomkloktijd nodig hebben, allerlei technologieën vereisen nauwkeurige synchronisatie: verkeerslichten, CCTV-camera's, luchtverkeersleiding, internetservers, inderdaad veel moderne toepassingen en technologie zonder dat we ons realiseren dat het waar blijft door GPS-tijd .

Top gebruikt GPS als een bron van tijd, a GPS NTP-server Is benodigd. Deze maken verbinding met routers, switches of andere technologie en ontvangen een regulier tijdsignaal van de GPS-satellieten. De NTP-server verdeelt deze tijd vervolgens over het netwerk, waarbij het protocol NTP voortdurend controleert of elk apparaat niet afdrijft.

GPS NTP-servers zijn niet alleen nauwkeurig, ze zijn ook zeer veilig. Sommige netwerkbeheerders gebruiken internettijdservers als een bron van tijd, maar dit kan tot problemen leiden. Niet alleen is de nauwkeurigheid van veel van deze bronnen twijfelachtig, maar de signalen kunnen ook worden gekaapt door kwaadaardige software die de netwerkfirewall kan doorbreken en chaos kan veroorzaken.

Veel moderne computernetwerken hebben nu Microsoft's nieuwste besturingssysteem Windows 7, dat veel nieuwe en verbeterde functies heeft, waaronder de mogelijkheid om de tijd te synchroniseren.

Wanneer een Windows 7-machine wordt opgestart, probeert het besturingssysteem, in tegenstelling tot eerdere versies van Windows, automatisch te synchroniseren met een tijdserver via internet om ervoor te zorgen dat het netwerk op de juiste tijd werkt. Hoewel deze voorziening vaak nuttig is voor particuliere gebruikers, kan dit voor zakelijke netwerken veel problemen veroorzaken.

Ten eerste, om dit synchronisatieproces mogelijk te maken, moet de firewall van het bedrijf een open poort (UDP 123) hebben om de reguliere tijdoverdracht toe te staan. Dit kan beveiligingsproblemen veroorzaken, omdat kwaadwillende gebruikers en bots kunnen profiteren van de open poort om door te dringen in het bedrijfsnetwerk.

Ten tweede, terwijl internet tijdservers zijn vaak behoorlijk nauwkeurig, dit kan vaak afhangen van uw afstand tot de host, en eventuele latentie veroorzaakt door een netwerk- of internetverbinding kan verder onnauwkeurigheden veroorzaken, wat betekent dat uw systeem vaak meer dan enkele seconden verwijderd is van de gewenste UTC-tijd (Coordinated Universal Time ).

Ten slotte, omdat internettijdbronnen stratum 2-apparaten zijn, dat wil zeggen dat ze servers zijn die geen tijdcode uit de eerste hand ontvangen, maar in plaats daarvan een tweedehands tijdbron ontvangen van een stratum 1-apparaat (gewijd NTP tijdserver - Network Time Protocol), wat ook tot onnauwkeurigheid kan leiden - deze stratum 2-verbindingen kunnen ook erg druk zijn om te voorkomen dat uw netwerk gedurende langere perioden de tijd kan nemen om af te vallen.

Om een ​​accurate, betrouwbare en veilige tijd te garanderen voor een Windows 7-netwerk, is er echt geen alternatief dan om uw eigen stratum 1 NTP tijdserver te gebruiken. Deze zijn gemakkelijk verkrijgbaar bij vele bronnen en zijn niet erg duur, maar de gemoedsrust die ze bieden is van onschatbare waarde.

Stratum 1 NTP tijdservers ontvang een veilig tijdsignaal direct van een atoomklokbron. Het tijdsignaal is extern van het netwerk, dus er is geen gevaar dat het wordt gekaapt of dat er open poorten in de firewall nodig zijn.

Verder zijn, aangezien de tijdsignalen afkomstig zijn van een directe atoomklokbron, deze zeer nauwkeurig en ondervinden geen latentieproblemen. De gebruikte signalen kunnen zijn via GPS (Global Positioning System-satellieten hebben atoomklokken aan boord) of van radio-uitzendingen uitgezonden door nationale fysica laboratoria zoals NIST in de VS (uitgezonden vanuit Colorado), NPL in het VK (uitgezonden vorm Cumbria) of hun Duitse equivalent (uit Frankfurt).

We gaan er van uit dat een dag vierentwintig uur is. Inderdaad, het circadiane ritme van ons lichaam is eindelijk afgestemd om het hoofd te bieden aan een 24-urinedag. Echter, een dag op aarde was niet altijd 24 uren lang.

In de beginjaren van de aarde was een dag ongelooflijk kort - slechts vijf uur lang, maar tegen de tijd van de Jura-periode, toen dinosaurussen over de aarde zwierven, was een dag verlengd tot ongeveer 22.5 uur.

Natuurlijk is een dag nu 24-uren en is het sinds mensen geëvolueerd, maar wat heeft deze geleidelijke verlenging veroorzaakt. Het antwoord ligt bij de maan.

De maan was vroeger een stuk dichter bij de aarde en het effect van de zwaartekracht was daarom veel sterker. Omdat de maan getijsystemen aandrijft, waren deze veel sterker in de vroege dagen van de aarde, en het gevolg was dat de rotatie van de aarde vertraagde, het trekken van de zwaartekracht van de maan en de getijdenkrachten op de aarde, als een rem op de rotatie van de planeet.

Nu is de maan verder weg en blijft hij nog verder weggaan, maar het effect van de maan wordt nog steeds op aarde gevoeld, met als gevolg dat de dag van de aarde nog steeds vertraagt, zij het minutieus.

Met modern atoomklokken, het is nu mogelijk om rekening te houden met deze vertraging en de globale tijdschaal die door de meeste technologieën wordt gebruikt om tijdsynchronisatie te garanderen, GMT (Coordinated Universal Time), moet rekening houden met deze geleidelijke vertraging, anders zou de dag vanwege de extreme nauwkeurigheid van atoomklokken uiteindelijk de nacht in glijden terwijl de aarde vertraagde en we onze klokken niet aanpasten.

Hierdoor wordt een of twee keer per jaar een extra seconde toegevoegd aan de globale tijdschaal. Deze schrikkelseconden, zoals ze bekend zijn, zijn toegevoegd sinds de 1970's toen UTC voor het eerst werd ontwikkeld.

Voor veel moderne technologieën waarbij milliseconde nauwkeurigheid vereist is, kan dit problemen veroorzaken. Gelukkig met NTP tijdservers (Network Time Protocol) deze schrikkelseconden worden automatisch verwerkt, dus alle technologieën zijn aangesloten op een NTP-server hoeft u zich geen zorgen te maken over deze discrepantie.

NTP-servers worden gebruikt door tijdgevoelige technologie en computernetwerken over de hele wereld om nauwkeurige en nauwkeurige tijd te garanderen, de hele tijd, ongeacht wat de hemelse lichamen aan het doen zijn.

Wordt vervolgd ...

De meeste steden zouden een hoofdklok hebben, zoals de Big Ben in Londen, en voor omwonenden was het vrij eenvoudig om uit het raam te kijken en de kantoor- of fabrieksklok aan te passen om synchroniciteit te garanderen; voor degenen die niet in het zicht zijn van deze torenklokken, werden echter andere systemen gebruikt.

Gewoonlijk zou iemand met een zakhorloge 's morgens de tijd nemen bij de torenklok en dan rond bedrijven gaan en tegen een kleine vergoeding mensen laten weten hoe laat het was, waardoor ze het kantoor of de fabrieksklok konden aanpassen .

Toen echter de spoorwegen begonnen en tijdschema's belangrijk werden, was het duidelijk dat er een nauwkeuriger methode voor het bijhouden van tijd nodig was, en het was toen dat de eerste officiële tijdschaal werd ontwikkeld.

Omdat de klokken nog mechanisch waren, en daarom onnauwkeurig en gevoelig voor drift, wendde de maatschappij zich weer tot die nauwkeuriger chronometer, de zon.

Er werd besloten dat wanneer de zon direct boven een bepaalde locatie was, dat op deze nieuwe tijdschaal middag zou zijn. De locatie: Greenwich, in Londen, en de tijdschaal, oorspronkelijk spoorwegtijd genoemd, werd uiteindelijk Greenwich Meantime (GMT), een tijdsschaal die werd gebruikt tot de 1970's.

Met atoomklokken is de tijd natuurlijk gebaseerd op een internationale tijdschaal UTC (Coordinated Universal Time), hoewel de oorsprong ervan nog steeds gebaseerd is op GMT en vaak wordt UTC nog steeds GMT genoemd.

Nu met de komst van internationale handel en wereldwijde computernetwerken, GMT wordt gebruikt als basis voor bijna alle internationale tijden. Computernetwerken inzetten NTP-servers om ervoor te zorgen dat de tijd op hun netwerken nauwkeurig is, vaak tot een duizendste van een seconde naar UTC, wat betekent dat overal ter wereld computers tikken met dezelfde nauwkeurige tijd - of het nu in Londen, Parijs of New York is, UTC is wordt gebruikt om ervoor te zorgen dat computers overal nauwkeurig met elkaar kunnen communiceren, waardoor fouten worden voorkomen die slecht zijn tijdsynchronisatie kan veroorzaken.

De moderne wereld is klein. Tegenwoordig zul je in het bedrijfsleven even waarschijnlijk over de Atlantische Oceaan communiceren als je met je buurman handelt, maar dit kan moeilijkheden veroorzaken - zoals iedereen die probeert iemand te bereiken aan de andere kant van de wereld zal weten.

Het probleem is natuurlijk tijd. Er zijn 24 tijdzones op aarde, wat betekent dat mensen met wie je misschien tegenover de andere kant van de wereld wilt praten, in bed liggen als je wakker bent - en omgekeerd.

Communicatie is ook geen probleem voor ons mensen; veel van onze communicatie verloopt via computers en andere technologieën die nog meer problemen kunnen veroorzaken. Niet alleen omdat tijdzones anders zijn, maar klokken, of ze nu een computer voeden of een klok op een kantoormuur, kunnen afdrijven.

Tijdsynchronisatie is daarom belangrijk om ervoor te zorgen dat het apparaat waarmee u communiceert, tegelijkertijd heeft, ongeacht welke transactie u uitvoert, dit kan leiden tot fouten, zoals het falen van de toepassing, gegevens die verloren raken of de machines die geloven dat een actie heeft plaatsgevonden terwijl dat niet het geval is.

Coordinated Universal Time

Coordinated Universal Time (UTC) is een internationale tijdschaal. Het besteedt geen aandacht aan tijdzones en wordt trouw gehouden door een constellatie van atoomklokken - nauwkeurige uurwerken die geen last hebben van drift.

GMT compenseert ook voor het vertragen van de draaiing van de aarde door het toevoegen van schrikkelseconden om te zorgen dat er geen drift is die er uiteindelijk voor zou zorgen dat de middag naar de nacht afdrijft (zij het in vele millennia, dus traag is het vertragen van de aarde).

De meeste technologieën en computernetwerken over de hele wereld gebruiken UTC als hun bron van tijd, waardoor wereldwijde communicatie haalbaarder wordt.

Network Time Protocol en NTP Time Servers

Het ontvangen van UTC-tijd voor een computernetwerk is de taak van de NTP tijdserver. Deze apparaten gebruiken Network Time Protocol om de tijd te verdelen over alle technologieën op het NTP-netwerk. NTP tijdservers ontvang de bron van tijd uit een aantal verschillende bronnen.

• Het internet - hoewel internettijdbronnen onveilig en onbetrouwbaar kunnen zijn
• De GPS (Global Positioning System) - met behulp van de ingebouwde atomaire klokken van navigatiesatellieten.
• Radiosignalen - uitgezonden door nationale fysica laboratoria zoals NPL en NIST.

De nieuwe Britse regering moet opnieuw kijken naar de meerjarig debat over het veranderen van de klokken tijdens de zomermaanden van GMT (Greenwich Mean Time) naar British Summer Time (BST).

Hoewel de verhuizing controversieel is, met velen in Schotland in het noorden van het VK, die niet bereid zijn om de verandering over te nemen vanwege de langere donkere dagen van de winter die ze ervaren in de rest van het land, zou de stap helpen Groot-Brittannië te synchroniseren met de rest van Europa. .

Ondanks zijn positie in de Europese Unie, heeft Groot-Brittannië een ander tijdschema voor de rest van Europa. Mensen uit het Verenigd Koninkrijk die naar het buitenland reizen, moeten hun horloges elke dag een uur vooruitsturen als ze naar het vasteland van Europa reizen.

In de nieuwe voorstellen gaat de zomertijd gewoon door, maar wordt de standaard wintertijd een uur vooruitgeschoven en een verdere verbetering van een uur voor de zomer - bekend als dubbele Britse zomertijd - waardoor het VK dezelfde tijd heeft als Europa.

Echter, ondanks de problemen die een dergelijke verandering zou hebben voor mensen; technologie zal niet beïnvloed worden door enige verandering in zomertijd.

UTC-tijd

Technologie, zoals computernetwerken, gebruiken allemaal een universele tijd - UTC (Coordinated Universal Time). UTC is een wereldwijde tijdschaal, waar gehouden door een internationale conglomeraat van atoomklokken. Dit betekent of u een in het VK gebaseerd computernetwerk heeft, of een aan de andere kant van de wereld, met de technologieën - de tijd is hetzelfde.

De meeste technologieën ontvangen deze tijd van een atoomklokbron met apparaten die bekend staan ​​als NTP-servers (na het tijdsprotocol: Network Time Protocol). NTP-servers profiteer van de atoomklokken aan boord van GPS-satellieten zodat ze niet alleen een nauwkeurige bron van tijd kunnen leveren, maar ze kunnen ook verzekeren dat de tijdsbron nooit afdrijft.

Andere methoden om een ​​atoomklokbron van tijd te krijgen, zijn onder meer het gebruik van middengolf-uitzendingen die worden uitgezonden door plaatsen zoals het National Physical Laboratory (NPL) in het Verenigd Koninkrijk of het Amerikaanse National Institute for Standards and Time.

NTP-servers zorg ervoor dat waar je ook bent in de wereld, de tijd die je computers en technologie gebruiken altijd de Coordinated Universal Time is, ongeacht de tijd van het jaar.

Tijdsynchronisatie wordt steeds relevanter naarmate we afhankelijker worden van internet. Met zoveel tijdgevoelige transacties die wereldwijd worden uitgevoerd, van bankieren en commercie tot het verzenden van e-mails, is de juiste en nauwkeurige tijd essentieel om fouten te voorkomen en de veiligheid te waarborgen.

Steeds meer mensen vertrouwen op bronnen van internettijd, vooral met veel van de moderne smaken van Microsoft Windows zoals Windows 7 met NTP en tijdsynchronisatie vaardigheden die al zijn geïnstalleerd.

Windows 7 en tijdsynchronisatie

Windows 7 probeert direct uit de doos een bron van internettijd te vinden; voor een netwerkmachine betekent dit echter niet noodzakelijk dat de computer nauwkeurig of veilig wordt gesynchroniseerd.

Internettijdbronnen kunnen volledig onbetrouwbaar en onveilig zijn voor een modern computernetwerk. Internettijd moet door de firewall komen en omdat er een gat overblijft voor deze tijdcodes om door te komen, kan kwaadwillende software ook misbruik maken van dit firewall-gat.

Niet alleen kan de nauwkeurigheid van deze apparaten variëren, afhankelijk van de afstand tot uw netwerk, maar ook van een internettijdbron die zeer zelden rechtstreeks van een atoomklok komt.

In feite zijn de meeste internettijdbronnen bekend als stratum 2-apparaten. Dit betekent dat ze verbinding maken met een ander apparaat - een stratum 1-apparaat - namelijk a NTP tijdserver waarmee de tijd direct vanaf de klok wordt opgehaald en naar het stratum 2-apparaat wordt verzonden.

Stratum 1 NTP tijdservers

Voor echte nauwkeurigheid en veiligheid is er geen vervanging voor het eigen netwerk stratum 1 NTP-server. Deze apparaten zijn niet alleen veilig, ze ontvangen een tijdsbron extern van de firewall (vaak met behulp van GPS) maar ze ontvangen deze signalen ook rechtstreeks van atoomklokken (de GPS-satelliet die dit signaal verzendt heeft een ingebouwde atoomklok die de tijd genereert.

Het Britse tijd- en frequentiesignaal MSF, verstrekt door de National Physical Laboratory uit Cumbria, zal niet beschikbaar zijn voor essentieel onderhoud op 26 en 27 juli.

De ongeplande downtime moet toestaan ​​dat essentieel onderhoud in veiligheid wordt uitgevoerd. De MSF-zender stopt met het uitzenden van het MSF-signaal op 26 en 27 juli tussen 08.00 en 20.00 (BST - 07: 00 GMT / UTC) hoewel het mogelijk is dat het onderhoud eerder dan gepland wordt voltooid, in welk geval het signaal eerder wordt ingeschakeld .

Toekomstig onderhoud is gepland voor de volgende tijden wanneer het signaal ook zal worden uitgeschakeld:

• 9 September 2010 van 10: 00 BST tot 14: 00 BST
• 9 december 2010 van 10: 00 UTC tot 14: 00 UTC
• 10 maart 2011 van 10: 00 UTC naar 14: 00 UTC

Problemen met tijdsynchronisatie

Over het algemeen de meesten NTP tijdservers moet in staat zijn om een ​​stabiele tijd te behouden tijdens deze korte uitval en gebruikers van MSF-tijdsynchronisatie-apparaten zouden geen problemen mogen ondervinden met het ontbreken van een MSF-signaal.

Echter, gebruikers die een hoge mate van nauwkeurigheid en betrouwbaarheid nodig hebben en de uitval van MSF vinden, zouden er misschien naar moeten kijken GPS NTP-server.

GPS-tijd-servers hun tijdsignalen ontvangen van het GPS-netwerk dat 24-uren per dag beschikbaar is, 365 dagen per jaar en nooit storingen ondervindt.

"Tijd is wat alles weerhoudt om tegelijkertijd te gebeuren," zei eminente fysicus John Wheeler. En als het op computers aankomt, kunnen zijn woorden niet relevanter zijn.

Tijdstempels zijn de enige methode die een computer moet vaststellen als een gebeurtenis is opgetreden, bedoeld is om te gebeuren of niet zou moeten plaatsvinden. Voor een thuis-pc is de computer afhankelijk van de ingebouwde klok die de tijd op de hoek van uw besturingssysteem aangeeft en voor de meeste thuisgebruiken is dit voldoende.

Voor computernetwerken die met elkaar moeten communiceren, kan het vertrouwen in individuele systeemklokken voor onoverkomelijke problemen zorgen:

Alle klokken drijven af ​​en computerklokken zijn niet anders en er doen zich problemen voor wanneer twee machines met verschillende snelheden drijven, omdat de tijd niet overeenkomt. Dit vormt een raadsel voor een computer, omdat het niet zeker is welke tijd om te geloven en tijdkritieke gebeurtenissen kunnen mislukken en zelfs eenvoudige taken zoals het verzenden van een e-mail kunnen verwarring over de tijd in een netwerk veroorzaken.

Om deze redenen, tijdservers worden vaak gebruikt om de tijd van een externe bron te ontvangen en deze rond het netwerk te verspreiden. De meeste van deze apparaten gebruiken het protocol NTP (Network Time Protocol) dat is ontworpen om een ​​methode te bieden voor het synchroniseren van tijd op een netwerk.

Tijdservers zijn echter slechts zo goed als de tijdbron waarop ze vertrouwen en wanneer er een probleem is met die bron, mislukt de synchronisatie en kunnen de bovengenoemde problemen optreden.

De meest voorkomende oorzaak voor tijdsserverstoringen of -onnauwkeurigheden is de afhankelijkheid van internetgebaseerde bronnen van tijd. Deze kunnen noch door NTP worden geverifieerd, noch gegarandeerd accuraat zijn en ze kunnen ook leiden tot beveiligingsproblemen met firewallintrusie en andere kwaadwillende aanvallen.

Zorgen voor het NTP tijdserver blijft een bron van zeer nauwkeurige tijd krijgen is vrij eenvoudig en het is allemaal een kwestie van een accurate, betrouwbare en veilige tijdsbron kiezen.

In de meeste delen van de wereld zijn er twee methoden die een veilige en betrouwbare bron van tijd kunnen bieden:

• GPS-tijd signalen
• Radio-referentiesignalen

GPS-signalen zijn overal ter wereld beschikbaar en zijn gebaseerd op GPS-tijd die wordt gegenereerd door atoomklokken aan boord van de satellieten.

Radio waarnaar wordt verwezen signalen zoals MSF en WWVB worden uitgezonden op lange golf van fysica laboratoria zoals NIST en NPL.