Geschreven door Richard Williams voor Galleon Systems

Nauwkeurigheid in tijdregistratie wordt voor altijd belangrijker in de moderne wereldeconomie. Wereldwijd communiceren industrieën en bedrijven vaak met elkaar ondanks de verschillen in tijdsvlak.

Er was een tijd dat een paar minuten hier of daar zelden van belang waren, maar nu, precies wetend hoe laat het is, is steeds belangrijker geworden omdat conferentiegesprekken en internetinternet-webinars vaak gepland zijn als onderdeel van regulier zakendoen.

Wereldwijde tijdschaal

Gelukkig is er een wereldwijde tijdschaal die nu door de wereldwijde gemeenschap wordt aangenomen, om te voorkomen dat je hoofdpijn krijgt bij het uitwerken van alle verschillende tijdzones waar je mee te maken hebt. GMT (Coordinated Universal Time) is een atoomklok-gecontroleerde tijd die wereldwijd wordt gebruikt en nauwkeurig en nauwkeurig wordt bijgehouden door natuurkundige laboratoria over de hele wereld.

UTC maakt nauwkeurige communicatie en formulieren mogelijk en wordt door veel hoogwaardige technologieën gebruikt om nauwkeurigheid te garanderen, zoals de netwerktijdserver (NTP-server - Network Time Protocol). Vaak ontvangen deze apparaten de UTC-tijd rechtstreeks van atoomklokken dankzij radiouitzendingen van mensen zoals NIST (Nationaal Instituut voor normen en tijd van de VS) en NPL (UK's National Physical Laboratory)

Atomic Wall Clocks

En als het gaat om mensen die de tijd vertellen, kunnen dezelfde radiosignalen ook worden gebruikt door een atoomklok. Atomaire muurklokken, ondanks wat de naam doet vermoeden, zijn geen atoomklokken. In wezen bestaan ​​ze uit een standaard klokapparaat en een radioantenne en ontvangen ze. De atoomkloksignalen die door de natuurkundelaboratoria worden uitgezonden, kunnen worden ontvangen en de klok past zich regelmatig aan om ervoor te zorgen dat de klok nauwkeurig is tot UTC tot de tweede.

Tijdsynchronisatie is een cruciaal aspect van moderne computers, vooral wanneer computers zich in een netwerk bevinden of moeten communiceren met andere genetwerkte machines.

Tijdstempels zijn cruciaal voor computers om te bevestigen wanneer een gebeurtenis plaatsvond en het is de enige informatie die ze hebben om vast te stellen of een gebeurtenis heeft plaatsgevonden. Zonder nauwkeurige tijdstempels kunnen de gevolgen zijn:

• Verlies van gegevens
• Moeilijk om fouten te loggen
• Moeilijk te debuggen
• Niet opslaan
• Tijdgevoelige applicaties kunnen falen

Moderne besturingssystemen zoals Windows 7 hebben al automatische synchronisatiesoftware geïnstalleerd. W32Time maakt al geruime tijd deel uit van de verschillende generaties van Microsoft-besturingssystemen, maar in Windows 7 staat het automatisch op (in plaats van dat de gebruiker het moet instellen) - synchroniseert u uw pc rechtstreeks uit de verpakking.

Met zulke NTP (Network Time Protocol) gebaseerde synchronisatie die beschikbaar is via internettijdservers (normaal gesproken Microsoft en NIST), veel mensen vragen zich misschien af ​​of een dedicated tijdserver nog steeds vereist is.

Problemen met internettijdservers

Er zijn verschillende nadelen aan het gebruik van deze internettijd als bron van UTC (Coordinated Universal Time - de globale tijdschaal waarnaar vaak wordt verwezen als GMT).

Het eerste en belangrijkste nadeel van internettijdservers is hun locatie via de firewall. Het hebben van een beroep op een bron van tijd op internet betekent dat de TCP-poort open moet blijven - een cruciale zwakheid in de beveiliging die kan worden gebruikt door kwaadwillende gebruikers of bots.

Een ander nadeel van internettijdservers is hun gebrek aan gegarandeerde nauwkeurigheid. Hoewel NIST (National Institute for Standards and Time) en Microsoft betrouwbare en nauwkeurige tijdservers hebben, kan de nauwkeurigheid afhankelijk zijn van hoe ver je tuurt. En veel andere tijdservers die beschikbaar zijn als een bron van internettijd zijn minder betrouwbaar - en omdat NTP een tijdsignaal via internet niet kan verifiëren - kan het moeilijk zijn om te beoordelen.

Voordelen van een externe NTP-server

Toegewijd externe NTP-servers zijn veel veiliger. Ze ontvangen hun stropdas van GPS-satellieten van Long Wave-uitzendingen, zodat de signalen niet kunnen worden onderschept door computerhackers of schadelijke software. NTP kan de signalen ook verifiëren, zodat u weet waar ze vandaan komen en hoe nauwkeurig ze zijn.

Aangezien tijd zo belangrijk is op moderne netwerkcomputers, kost het nemen van een risico met internettijd veel meer dan elke kleine investering in een dedicated computer NTP tijdserver.

Geschreven door Richard N Williams voor Galleon Systems

Sinds de bevrijding van de burgerbevolking heeft het Global Positioning System (GPS) onze wereld sterk verbeterd en verbeterd. Van satellietnavigatie tot de precieze tijd gebruikt door NTP-servers (Network Time Protocol) en veel of onze moderne wereldtechnologie.

En GPS is al enkele jaren het enige wereldwijde navigatiesatellietsysteem (GNSS) en wordt over de hele wereld gebruikt, maar de tijden veranderen nu.

Er zijn nu drie andere GNSS-systemen aan de horizon die niet alleen zullen fungeren als concurrentie voor GPS, maar die ook de precisie en nauwkeurigheid zullen verhogen.

Glonass is een Russisch GNSS-systeem dat is ontwikkeld tijdens de Koude Oorlog. Na de val van de Sovjet-Unie raakte het systeem echter in verval, maar het is eindelijk vernieuwd en is nu weer operationeel.

Het Glonass-systeem wordt nu gebruikt als navigatiehulp door Russische luchtvaartmaatschappijen en hun hulpdiensten met in-car GNSS-ontvangers die ook worden uitgerold voor de bevolking in het algemeen. En het Glonass-systeem staat ook tijdsynchronisatie toe met behulp van NTP tijdservers omdat het dezelfde atoomkloktechnologie gebruikt als GPS.

En Glonass is ook niet de enige concurrentie voor GPS. Het Europese Galileo-systeem is op schema met de eerste satellieten die naar verwachting aan het einde van 2010 zullen worden gelanceerd en het Chinese kompassysteem zal naar verwachting ook binnenkort online zijn, wat vier volledig operationele GNSS-systemen zal maken die boven de baan van de aarde cirkelen.

En dit is goed nieuws voor diegenen die geïnteresseerd zijn in ultrasnelle synchronisatie omdat de systemen allemaal interoperabel moeten zijn, wat inhoudt dat iedereen die naar GNSS-satellieten kijkt meerdere systemen kan gebruiken om een ​​nog grotere nauwkeurigheid te garanderen.

Er wordt verwacht dat interoperabele GNSS NTP tijdservers zal binnenkort beschikbaar zijn om gebruik te maken van deze nieuwe technologieën.

Nauwkeurige tijd is zo belangrijk voor moderne computersystemen dat het nu ondenkbaar is voor welk netwerk dan ook om een ​​computersysteem te configureren zonder rekening te houden met synchronisatie.

Door ervoor te zorgen dat alle machines een nauwkeurige en precieze tijd draaien en dat het hele netwerk samen wordt gesynchroniseerd, worden problemen zoals gegevensverlies, uitval van tijdgevoelige transacties en foutopsporing en foutenbeheer voorkomen, wat bijna onmogelijk kan zijn op netwerken die geen synchroniciteit hebben .

Er zijn veel bronnen van nauwkeurige tijd voor gebruik NTP tijdservers (Network Time Protocol). NTP-servers hebben de neiging tijd te gebruiken die wordt bestuurd door atoomklokken om nauwkeurigheid te garanderen, en er zijn voordelen en nadelen voor elk systeem.

Idealiter als een bron van tijd wil je dat het een bron van UTC (Coordinated Universal Time) is, omdat dit de internationale tijdsstandaard is die wereldwijd door computersystemen wordt gebruikt. Maar UTC is niet altijd toegankelijk, maar er is een alternatief.

GPS-tijd

GPS-tijd is de tijd die wordt doorgegeven door de atoomklokken aan boord van GPS-satellieten. Deze klokken vormen de basistechnologie voor het Global Positioning System en hun signalen zijn wat gebruikt wordt om positing informatie uit te werken.

Maar GPS-tijdsignalen kunnen ook een nauwkeurige bron van tijd voor computernetwerken bieden, hoewel strikt genomen GPS-tijd verschilt van UTC.

Geen sprongen

GPS-tijd wordt uitgezonden als een geheel getal. Het signaal bevat het aantal seconden vanaf het moment waarop de GPS-klokken voor het eerst werden ingeschakeld (januari 1980).

Oorspronkelijk was de GPS-tijd ingesteld op UTC, maar aangezien de GPS-satelliet de afgelopen dertig jaar in de ruimte is geweest, is er, in tegenstelling tot UTC, geen toename om rekening te houden met schrikkelseconden - dus momenteel loopt GPS precies 17 seconden achter UTC.

Conversie

Hoewel GPS-tijd en UTC niet exact dezelfde zijn als die oorspronkelijk waren gebaseerd op dezelfde tijd en alleen het ontbreken van schrikkelseconden niet toegevoegd aan GPS maakt het verschil, en aangezien dit exact is in seconden, is de conversie van GPS-tijd eenvoudig.

Veel GPS NTP-servers converteert GPS-tijd naar UTC-tijd (en lokale tijd als u dat wilt), zodat u altijd een nauwkeurige, stabiele, veilige en betrouwbare bron van atoomklok-gebaseerde tijd kunt hebben.

U hoeft me niet te vertellen hoe belangrijk de synchronisatie van computernetwerken is. Als u dit leest, weet u waarschijnlijk goed hoe belangrijk het is om ervoor te zorgen dat al uw computers, routers en apparaten in uw netwerk op hetzelfde moment werken.

Het niet synchroniseren van een netwerk kan allerlei problemen veroorzaken, hoewel met een gebrek aan synchroniciteit de problemen onopgemerkt blijven, aangezien het vinden van fouten en het debuggen van een netwerk vrijwel onmogelijk is zonder een bron van gesynchroniseerde tijd.

Er zijn meerdere opties om een ​​bron van accurate tijd te vinden. De meeste tijdbronnen die worden gebruikt voor synchronisatie zijn een bron van GMT (Coordinated Universal Time) wat de internationale tijdschaal is.
Er zijn echter voor alle bronnen voor- en nadelen:

Internet tijd

Er zijn bijna een eindeloos aantal bronnen van UTC-tijd op internet. Sommige van deze tijdbronnen zijn volledig onnauwkeurig en onbetrouwbaar, maar er zijn enkele vertrouwde bronnen die door mensen worden uitgezonden NIST (National Institute for Standards and Time) en Microsoft.

Ongeacht hoe vertrouwd de tijdbron is, zijn er twee problemen met internettijdbronnen. Ten eerste is een internettijdserver eigenlijk een stratum 2-apparaat. Met andere woorden, een internettijdserver is verbonden met een andere tijdserver die zijn tijd krijgt van een atoomklok, meestal vanuit een van de onderstaande bronnen. Dus een internetbron van tijd zal nooit zo nauwkeurig of precies zijn als het gebruik van een stratum 1 tijdserver zelf.

Ten tweede, en wat belangrijker is, werken internetbronnen via de firewall, zodat een potentiële inbreuk op de beveiliging mogelijk is voor elke kwaadwillende gebruiker die gebruik wil maken van de open poorten.

GPS-tijd

GPS-tijd is veel veiliger. Niet alleen is een GPS-tijdsignaal overal beschikbaar met een zichtlijn van de lucht, maar ook GPS-tijdsignalen kunnen extern van het netwerk worden ontvangen. Door een GPS-tijd-server de GPS-tijdsignalen kunnen worden ontvangen en met behulp van NTP (Network Time Protocol) kan deze tijd worden geconverteerd naar UTC (GPS-tijd is momenteel 17 seconden precies achter GPS-tijd) en vervolgens rond het netwerk worden gedistribueerd.

MSF / WWVB-tijd

Radio-uitzendingen in lange golf worden uitgezonden door verschillende nationale fysicalabs. NIST en de UK's NPL zijn twee van dergelijke organisaties en verzenden de UTC-signalen MSF (VK) en WWVB (VS) die kunnen worden ontvangen en gebruikt door een radio waarnaar wordt verwezen NTP-server.

"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.

De langverwachte Europese rivaal van de VS Global Positioning System, Galileo, is een stap vooruit gezet naar de realisatie met de levering van de lading voor de eerste satelliet.

De lading, die het "brein" van het Galileo-satelliet bevat, omvat de atoomklokken die de basis voor alle wereldwijde satellietnavigatiesystemen (GNSS) en bieden zowel de poneren informatie en de GPS-tijd signaal dat wordt gebruikt door zo veel GPS NTP tijdservers voor netwerk synchronisatie.

Galileo is ingesteld om niet alleen concurreren met de huidige Amerikaanse run GPS-systeem, maar voor tijdsynchronisatie toepassingen wordt verwacht om te werken in tandem zorgen nog grotere nauwkeurigheid voor diegenen die een bron van UTC-tijd.

Galileo is veel onzekerheid ondergaan sinds de multi-miljard Euro project voor het eerst werd ontworpen meer dan een decennium geleden, maar de levering van payload de eerste satelliet naar Rome, waar de apparatuur wordt in de voorbereiding is afgerond voor de lancering begin volgend jaar, is een echte zegen aan het project, die vaak is gevallen in twijfel.

Net als GPS, zal Galileo een volledig operatie navigatie-satelliet-systeem, maar zal nog grotere nauwkeurigheid bieden dat de vergrijzing van voorganger en geven Europa met hun eigen navigatie-systeem dat niet is eigendom van en gecontroleerd door het Amerikaanse leger.

Naast het poneren informatie die wordt gebruikt door automobilisten, piloten het leeg Galileo zal ook een veilige en nauwkeurige bron van tijd dat de wereld computernetwerken en technologieën synchroniciteit waarborgen.

Momenteel is GPS alleen leveren deze veilige diensten, hoewel radioverbindingen in sommige landen een alternatief voor de GPS-tijd-server signalen, hoewel ze niet zo wijd als GPS.

De eerste Galileo satelliet zal naar verwachting baan te bereiken in het begin van 2011, met het hele netwerk gepland voor operatie in 2014 - maar als eerdere ervaringen met het project zijn iets te gaan - je moet minstens een paar vertragingen verwacht.

Nauwkeurige tijd is essentieel in de moderne wereld van internetbankieren, online veilingen en wereldwijde financiering. Elk computernetwerk dat betrokken is bij wereldwijde communicatie moet een nauwkeurige bron van de UTC-tijdschaal voor de globale tijdschaal hebben (Coordinated Universal Time) om met andere netwerken te kunnen praten.

UTC ontvangen is eenvoudig genoeg. Het is verkrijgbaar bij meerdere bronnen, maar sommige zijn betrouwbaarder dan andere:

Internettijdbronnen

Het internet is overspoeld met tijdbronnen. Deze variëren in betrouwbaarheid en nauwkeurigheid, maar sommige vertrouwde organisaties zoals NIST (National Institute of Standards and Time) en Microsoft. Er zijn echter nadelen met internettijdbronnen:

Betrouwbaarheid - De vraag naar internetbronnen van UTC betekent vaak dat het moeilijk kan zijn om ze te benaderen

Nauwkeurigheid - de meeste internettijdservers zijn stratum 2-apparaten, wat inhoudt dat ze zelf op een bron van tijd vertrouwen. Vaak kunnen fouten optreden en veel bronnen van tijd kunnen zeer onnauwkeurig zijn.

Veiligheid - Misschien is het grootste probleem met internettijdbronnen het risico dat ze vormen voor de veiligheid. Om een ​​tijdstempel van over het internet te ontvangen, moet de firewall een opening hebben om de signalen door te laten; dit kan ertoe leiden dat kwaadwillende gebruikers misbruik maken.

Tijdgestuurde radio-naslagwerken.

Een veilige methode om UTC-tijdstempels te ontvangen is beschikbaar met behulp van a NTP tijdserver die radiosignalen van labs kan ontvangen NIST en NPL (National Physical Laboratory.) Veel landen hebben deze uitgezonden tijdsignalen die zeer nauwkeurig, betrouwbaar en veilig zijn.

GPS-tijdservers

Een andere bron voor dedicated tijdservers is GPS. Het grote voordeel van een GPS NTP tijdserver is dat de tijdbron overal ter wereld beschikbaar is met een duidelijk zicht op de hemel. GPS-tijdservers zijn ook zeer nauwkeurig, betrouwbaar en net zo veilig als tijdservers met radio waarnaar wordt verwezen.

Houden van de klok op een PC-systeem gesynchroniseerd is belangrijk voor veel systemen, netwerken en gebruikers die tijd nauwkeurigheid voor toepassingen en transacties nodig. Bijna alles op een moderne computer-systeem is tijd afhankelijk dus wanneer de synchronisatie mislukt allerlei problemen kunnen ontstaan ​​door data te verdwalen en debuggen steeds bijna onmogelijk.

Er zijn verschillende methoden voor het synchroniseren van de klok van een computer systeem, maar het merendeel daarvan afhankelijk de tijdsynchronisatie protocol NTP (Network Time Protocol).

Verreweg de meest gebruikte methode om het gebruik van de talloze online NTP tijdservers dat relais de UTC-tijd (Coordinated Universal Time). Echter, er zijn veel voorkomende problemen bij het gebruik van internet gebaseerde tijd servers - hier zijn enkele van hen:

Kan geen toegang tot internet tijdserver

Een gemeenschappelijk optreden met Internet tijd bronnen is het onvermogen om ze te openen. Dit kan worden veroorzaakt door verschillende redenen:

• Te veel verkeer proberen om toegang tot de server
• Website is down
• Uw verbinding is down

De tijd vanaf het moment dat de server is innacuurate

De meeste online bronnen van tijd zijn zogenaamde stratum 2 tijd servers. Dit betekent dat ze krijgen hun tijd uit een andere tijd server (stratum 1) dat verbonden is met een atoomklok (stratum 0). Als er een fout met de stratum 1 apparaat het stratum 2 apparaat verkeerd (en elk apparaat dat probeert om de tijd uit te halen) zijn.

De tijdserver leidt tot veiligheidsproblemen met de firewall

Een ander veel voorkomend probleem veroorzaakt door het feit dat alle online tijd servers toegang via uw firewall nodig. Helaas is dit geeft de mogelijkheid voor kwaadwillende gebruikers om gebruik te maken van deze achterdeur te maken in uw systeem.

Het wegwerken van Time Server Issues

Internet tijd bronnen zijn niet gegarandeerd accuraat, betrouwbaar te zijn of te beveiligen, zodat voor elke serieuze tijdsynchronisatie eisen een externe bron van de tijd moeten worden gebruikt. NTP tijdservers die stekker in een netwerk en ontvangt de tijd van GPS of radio bronnen zijn veel meer veilig en betrouwbaar alternatief. Deze NTP-servers zijn ook zeer veilig als ze niet actief zijn over het Internet.

Wanneer u uw horloge instelt op misschien de spreekklok of de tijd op internet, heeft u zich ooit afgevraagd wie het is dat die klokken instelt en controleert of deze kloppen?

Er is geen enkele meesterklok die wordt gebruikt voor de timing van de wereld, maar er is een constellatie van klokken die worden gebruikt als basis voor een universeel timingsysteem dat bekend staat als UTC (Coordinated Universal Time).

UTC stelt alle computernetwerken en andere technologie ter wereld in staat om met elkaar te praten in perfecte synchroniciteit, wat van vitaal belang is in de moderne wereld van internethandel en wereldwijde communicatie.

Maar zoals gezegd is het beheersen van UTC niet één meesterklok, maar een serie uiterst nauwkeurige atoomklokken die in verschillende landen zijn gebaseerd, werken allemaal samen om een ​​timingbron te produceren die gebaseerd is op de tijd die ze allemaal vertellen.

Deze UTC-tijdwaarnemers omvatten dergelijke opmerkelijke organisaties als het National Institute of Standards and Time (VS)NIST) en het nationale fysische laboratorium van het VK (NPL) onder anderen.

Deze organisaties helpen niet alleen om UTC zo nauwkeurig mogelijk te houden, maar bieden ook een bron van UTC-tijd die beschikbaar is voor 's werelds computernetwerken en -technologieën.

Om de tijd van deze organisaties te ontvangen, NTP tijdserver (Network Time Server) is vereist. Deze apparaten ontvangen de uitzendingen vanuit plaatsen zoals NIST en NPL via langegolfradiostations. De NTP-server verdeelt vervolgens het timingsignaal over een netwerk en past individuele systeemklokken aan om ervoor te zorgen dat ze zo nauwkeurig mogelijk zijn voor UTC.

Een enkele speciale NTP-server kan een computernetwerk van honderden en zelfs duizenden machines synchroniseren en de nauwkeurigheid van een netwerk dat in UTC-tijd vertrouwt op de uitzendingen van NIST en NPL is ook zeer nauwkeurig.

Het NIST-timingsignaal is bekend als wwvb en wordt uitgezonden vanuit Boulder Colorado in het hart van de VS terwijl het UK's NPL-signaal wordt uitgezonden in Cumbria in het noorden van Engeland en bekend staat als Artsen Zonder Grenzen - andere landen hebben vergelijkbare systemen, waaronder de DSF-signaal uitgezonden vanuit Frankfurt, Duitsland.