Dit artikel beschrijft wat er gebeurde toen Europa de Gregoriaanse kalender overnam en de problemen waarmee we vandaag de dag nog steeds worden geconfronteerd, proberen te synchroniseren met beweging van de aarde.

Ben je ooit op een avond naar bed gegaan en vroeg je je af waar de dag precies was? Kun je je voorstellen wakker te worden om te ontdekken dat elf dagen volledig verdwenen waren? Dat is precies wat er gebeurde in 1752 toen de hele inwoners van Groot-Brittannië en Amerika woensdag 2 september naar bed gingen en pas donderdag 14 september wakker werden.

Het was echter geen epidemie van slaperige ziekten of zelfs een massale dosis luiheid die de hele bevolking in bed hield, maar alleen de autoriteiten die trachtten zich te synchroniseren met de rest van de wereld door de Gregoriaanse kalender aan te nemen.

De Juliaanse kalender (vernoemd naar Julius Caesar) was al sinds bijbelse tijden in gebruik, maar werd uiteindelijk in heel Europa in de 1582 uitgefaseerd, maar de resolute Britten en Amerikanen moesten nog eens tweehonderd jaar volgen.

En als de schilder Hogarth geloofd moet worden, heeft de bevolking het ook niet te vriendelijk gevonden, met mensen die de straat op gaan en de terugkeer eisen van hun ontbrekende 11-dagen en zelfs verslagen van relletjes.

Waarom veranderen? Dat was wat de Britse autoriteiten al tweehonderd jaar zeiden sinds paus Gregorius XIII de Juliaanse kalender in Europa tweehonderd jaar eerder had vervangen.

De reden voor de oorspronkelijke verandering was echter dat de Juliaanse kalender niet genoeg schrikkeljaren toeliet (ze werden weggelaten in jaren deelbaar door 100 maar niet deelbaar door 400 - wat waren de Romeinen aan het denken?) En de seizoenen werden langzaam uit van synchronisatie met de kalender. In Groot-Brittannië werd de situatie nu nog ondragelijker, door boeren te verwoesten, die niet wisten wanneer ze hun gewassen moesten planten. Eindelijk moesten de autoriteiten overschakelen en het hele land 11-dagen versnellen.

Dit synchronisatieprobleem is echter altijd bij ons geweest. We hebben van oudsher geprobeerd onze kalenders te baseren op de beweging van de aarde om ons in staat te stellen seizoenen te voorspellen en te weten wanneer de zomer en de winter zullen vallen. We hebben misschien wel de schrikkeljaren opgelost (veroorzaakt door het feit dat de aarde 365 en een kwart dagen nodig heeft om rond de zon te reizen), maar proberen om een ​​kalender te baseren op de beweging van de aarde zal altijd tot problemen leiden.

De Gregoriaanse kalender werkte prima tot de 1950's toen de atoomklok werd ontwikkeld. De atoomklok werkte zo goed - met timing-informatie tot op een seconde nauwkeurig in enkele miljoenen jaren - dat we ons snel realiseerden dat onze klokken nu veel nauwkeuriger waren dan de aarde zelf.

De aarde vertraagt ​​eigenlijk in rotatie en als er niets werd gedaan, zou de middag uiteindelijk 's nachts vallen en vice versa (hoewel niet voor meerdere millennia), maar maak je geen zorgen, je staat midden volgende week niet op het punt om wakker te worden. De oplossing is het toevoegen van schrikkelseconden en 33 zijn sinds het einde van onze jaren sinds de 1970's gescand.

De beslissing om een ​​seconde in te voegen wordt meestal genomen zes maanden vóór na zorgvuldige monitoring van de rotatie van de aarde. Een kalender gebaseerd op de beweging van de aarde lijkt vandaag misschien minder relevant, maar met een Global Positioning System (GPS), een globale tijdschaal (Coordinated Universal Time) en computers die allemaal wereldwijd met elkaar zijn gesynchroniseerd met behulp van NTP-servers (Network Time Protocol ) het is absoluut noodzakelijk dat we allemaal op het juiste moment kunnen vertellen.

Hoe laat is het? Een van de meest voorkomende vragen over de hele wereld, maar wat vragen we precies? Je vraagt ​​iemand in China hoe laat het is dan zal je zeker een ander antwoord krijgen als je een Amerikaan vraagt, natuurlijk zijn hun tijdzones aan de andere kant van de wereld.

Maar wat als je twee mensen in dezelfde kamer als jij vraagt? U kunt hetzelfde antwoord van beiden krijgen, maar dan kan het horloge van een persoon een minuut of twee sneller zijn.

Wanneer we de tijd vragen, is het wat we echt vragen, een ruwe schatting voor de tijdzone waarin we zijn. Sommige horloges zijn nauwkeuriger dan anderen, maar het is vaak genoeg voor onze dagelijkse behoeften.

Maar wat als je de exacte tijd moet weten en wat als je moet weten wat die tijd ook een ander land is. Misschien heb je een vliegticket gekocht; Het zou teleurstellend zijn om alleen op het vliegveld op te doen om te vertellen dat je ticket aan iemand anders werd verkocht omdat de klok bij hun reisagent langzamer was dan degene waar je je ticket kocht.

Dus hoe houdt de wereldindustrie nauwkeurige tijd met elkaar? Het antwoord is vrij simpel en het heet Coordinated Universal Time of UTC.

Het Internationale Bureau voor Gewichten en Maatregelen (BIPM) fungeert als de officiële tijdhouder voor de wereld en startte UTC in 1972 na de ontwikkeling van atoomklokken.

De atoomklok werd voor het eerst ontwikkeld in de late 50's toen ontdekt werd dat het atoom cesium-133 elke seconde resoneert met een exacte frequentie van 9,192,631,770. Deze frequentie was zo nauwkeurig dat atoomklokken een nauwkeurigheid van één seconde ontwikkelden in 1.4 miljoen jaar en het internationale systeem van eenheden definieerde de tweede als de frequentie van het cesium-133-atoom en een internationale eenheid voor het meten van tijd was geboren.

Atoomklokken zijn echter nog nauwkeuriger dan de aarde zelf, die in feite haar rotatie vertraagt. Deze vertraging is slechts klein, maar als het standaardsysteem van de tijd, UTC, dit niet compenseerde, zou middernacht op het midden van de dag vallen (hoewel dat een millennia of twee zou duren), dus om de paar jaar worden schrikkelseconden toegevoegd compenseren.

Het enige probleem met UTC-uurwerken is dat atoomklokken enorm zijn in zowel grootte als kosten. In feite zijn ze meestal alleen te vinden in grootschalige fysica laboratoria zoals NPL (National Physics Laboratory, UK) of MIT (Massachusetts Institute of Technology, VS).

Hoe houdt de rest van de wereld dan de UTC-tijd bij? De tijd die op deze enorme atoomklokken wordt verteld, wordt uitgezonden via radio-uitzendingen of het GPS-satellietsysteem (satellietnavigatie is afhankelijk van UTC, want zonder dit kan een satelliet niet precies aangeven waar een ontvanger zich bevindt).

De meeste computernetwerken zijn gestructureerd naar UTC-tijd, hetzij via internet (wat niet veilig is en alleen wordt aanbevolen voor thuisgebruikers) of via gespecialiseerde gps- of radiotijdservers. Deze tijdservers maken gebruik van NTP (Network Time Protocol) dat in de afgelopen 25-jaren is ontwikkeld om computernetwerken gesynchroniseerd te houden, zodat ze niet hoeven te vertrouwen op hun onnauwkeurige interne klokken.

NTP-servers en UTC hebben de industrie in staat gesteld echt globaal te worden en hebben technologieën mogelijk gemaakt zoals communicatiesatellieten, mobiele telefoons, satellietnavigatie en geldautomaten die we allemaal als vanzelfsprekend beschouwen.

Network Time Protocol (NTP) is een van de oudste protocollen van internet en is nog steeds de standaard voor tijdsynchronisatie. Het succes van NTP komt voort uit de constante ontwikkeling (versie 4 is momenteel in uitvoering) en de nauwkeurigheid die een NTP-tijdserver kan bogen op de synchronisatie van netwerken.

Hoewel een nauwkeurigheid van 1 / 5000th van een seconde op een netwerk onder de juiste omstandigheden kan worden verkregen, is deze nauwkeurigheid alleen afhankelijk van de tijd waarop referentie NTP gebruikt om te synchroniseren. Deze bron kan natuurlijk onbetrouwbaar zijn, zoals een werkstationklok, aangezien real-time chips in de meeste computers gevoelig zijn om te drijven en veel minder nauwkeurig zijn dan het gemiddelde digitale horloge.

Het alternatief is een betrouwbare UTC (gecoördineerde universele tijd) bron te gebruiken. UTC is de standaard voor tijdsynchronisatie. Het werd begonnen in 1972 na de ontwikkeling van atoomklokken en laat de hele wereld synchroniseren tot dezelfde absolute tijd. Dit heeft niet alleen technologieën zoals internet-, GPS- en communicatiesatellieten mogelijk gemaakt, maar heeft ook de industrieën als luchtvaartmaatschappijen en de beurs wereldwijd mogelijk gemaakt.

De eenvoudigste manier om een ​​netwerk te synchroniseren naar UTC is altijd een internettijdreferentie gebruikt. Er zijn honderden beschikbaar zoals nist.gov en de meeste Windows-software heeft een ingebouwd hulpprogramma, Windows Time (win32.exe) om de systeemklok te synchroniseren met een referentieklok via internet.

Microsoft waarschuwt echter tegen het gebruik van een internetbron als een tijdreferentie, omdat authenticatie van deze bronnen niet mogelijk is.

Authenticatie is de beveiligingsmaatregel die NTP gebruikt om ervoor te zorgen dat een tijdreferentie vertrouwd is. Zonder authenticatie systemen zijn kwetsbaar voor kwaadaardige aanvallen, zoals hackers die een tijdstempel kunnen aanpassen om fraude of een DDoS-aanval te plegen (Distributed Denial of Service meestal veroorzaakt door kwaadaardige software die het systeem overspilt).

Niet alleen niet-geverifieerde internettijdbronnen, maar ook een enquête door Nelson Minar van MIT over meer dan 900-internettijdreferenties, ontdekt dat bijna de helft meer dan tien seconden gecompenseerd werd (één door maar liefst 6-jaren - maar gelukkig waren er niet veel peers) en minder dat een derde wordt beschreven als "nuttig".

Het rapport ontdekte ook dat veel Internet-tijdreferentie hosts te ver weg waren van hun collega's om nauwkeurige tijdsynchronisatie mogelijk te maken.

Er zijn echter verschillende manieren om te zorgen dat een NTP-server wordt gesynchroniseerd met een betrouwbare en stabiele UTC-tijdbron die zowel nauwkeurig als geverifieerd is.

Er zijn twee systemen beschikbaar en beide gebruiken relatief lage kosten apparatuur. De eerste optie en vaak het makkelijkst is om verbinding te maken met een GPS-antenne en speciale GPS-tijdserver naar het netwerk. Dit maakt gebruik van de UTC-tijdcode die door de GPS-satellieten wordt verzonden, zolang de antenne goed zicht heeft op de lucht.

Als alternatief verzonden gespecialiseerde uitzendingen een tijdstempel in verschillende landen. In Groot-Brittannië heet het MSF en wordt uitgezonden vanuit Cumbria door het National Physics Laboratory bij 60 kHz, maar kan ze zo ver verwijderd worden als 1000 km, hoewel soortgelijke systemen in Duitsland, Frankrijk en de VS opereren. Deze NTP-servers die door de radio worden verwezen, zijn kwetsbaar voor storingen, maar hebben traditioneel lagere kosten dan GPS-ontvangers, maar vooruitgang in technologie betekent dat het verschil nu minimaal is.

De integriteit van een tijdbron die door een NTP-tijdserver wordt gebruikt, is daarom zeer belangrijk en hoewel systeembeheerders maar al te graag willen investeren in dure firewalls en antivirale software om hun netwerken te beschermen, verwaarlozen ze de beveiliging van hun tijdsserver, die tenslotte niet vertel hen hoe dan ook het juiste moment!

Network Time Protocol (NTP) is een van de oudste nog gebruikte protocollen van het internet, uitgevonden door dr. David Mills van de Universiteit van Delaware en 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 (versie 4) kan de tijd via het openbare internet te behouden om binnen 10 milliseconden (1 / 100th van een seconde) en kan zelfs beter dan LAN's uit te voeren met een nauwkeurigheid van 200 microseconden (1 / 5000th van een seconde) onder ideale omstandigheden.

NTP werkt binnen de TCP / IP-suite en vertrouwt op UDP, een minder complexe vorm van NTP bestaat genaamd Simple Network Time Protocol (SNTP) die de opslag van informatie over eerdere mededelingen, die nodig zijn door NTP vereist. Het wordt gebruikt in sommige apparaten en toepassingen waar hoge nauwkeurigheid timing niet belangrijk.

Tijdsynchronisatie met NTP is relatief eenvoudig, het synchroniseert de tijd met verwijzing naar een betrouwbare klokbron. Deze bron kan relatief zijn (de interne klok van een computer of de tijd op een polshorloge) of absoluut (A UTC - Universal Coordinated Time-clock-bron die accuraat is zoals menselijkerwijs mogelijk is).

Atoomklokken zijn de meest absolute tijdsinrichtingen; ze zijn echter extreem duur en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysicalaboratoria. NTP kan netwerken echter synchroniseren met een atoomklok door gebruik te maken van het Global Positioning System (GPS) -netwerk, een gespecialiseerde radiotransmissie of via internet. Er moet echter worden opgemerkt dat Microsoft sterk aanbeveelt om een ​​externe gebaseerde timing te gebruiken in plaats van op internet, omdat deze niet kunnen worden geverifieerd.

GPS is een ideale tijd- en frequentiebron omdat het overal in de wereld zeer nauwkeurige tijd kan bieden met behulp van relatief goedkope componenten. Elke GPS-satelliet verzendt in twee frequenties L2 voor militair gebruik en L1 voor gebruik door burgers verzonden met 1575 MHz, goedkoop GPS-antennes en ontvangers zijn nu overal verkrijgbaar.

Het signaal dat door de satelliet wordt uitgezonden, kan door vensters gaan maar kan worden geblokkeerd door gebouwen, dus de ideale locatie voor een GPS-antenne is op een dak met een goed zicht op de lucht. Hoe meer satellieten het kan ontvangen, hoe beter het signaal. Op het dak gemonteerde antennes kunnen echter gevoelig zijn voor blikseminslag of andere spanningspieken, dus de installatie van een op de GPS-kabel aangesloten suppressor wordt sterk aanbevolen.

De kabel tussen de GPS antenne en ontvanger is ook kritisch. De maximale afstand die een kabel kan draaien normaal slechts 20 30-meter, maar een hoge kwaliteit coaxkabel combinatie met een GPS versterker geplaatst in lijn met de versterking van de antenne boost kan toestaan ​​dan 100 meter kabel loopt.

Een GPS-ontvanger decodeert dan het GPS-signaal dat van de antenne wordt verzonden naar een computer leesbaar protocol dat gebruikt kan worden door de meeste tijdservers en besturingssystemen, waaronder Windows, LINUX en UNIX.

De GPS-ontvanger voert ook elke seconde een nauwkeurige puls uit die GPS Network Time Protocol (NTP) -servers en computertijdservers kunnen gebruiken om ultra-precieze timing te bieden. De puls per seconde timing op de meeste ontvangers is binnen 0.001 nauwkeurig tot een seconde van UTC.

GPS is ideaal om NTP-tijdsservers of stand-alone computers te voorzien van een zeer nauwkeurige externe referentie voor synchronisatie. Zelfs bij relatief lage kosten apparatuur kan de nauwkeurigheid van honderd nanoseconden (een nanoseconde = een miljardste seconde) redelijkerwijs worden bereikt met behulp van GPS als externe referentie.

Alle computers moeten weten hoe laat het is. Veel toepassingen, van het verzenden van een e-mail tot het opslaan van informatie, zijn afhankelijk van de pc, wetende wanneer het evenement plaatsvond. In sommige omgevingen is timing nog belangrijker, omdat een seconde het verschil tussen winst en verlies kan maken - denk maar aan de beurs.

De meeste computers hebben interne klokken die op batterijen zijn gemonteerd, zodat de computer nog steeds tijd kan houden wanneer de machine uit staat. Echter, zijn deze klokken echt zo betrouwbaar? Het antwoord is natuurlijk nee.

Computers worden massaal op de markt gebracht en ontworpen voor meerdere functies, waarbij de timing niet zo hoog op de agenda van de fabrikant staat. De interne klokken (RTC real time chips genoemd) zijn normaal gesproken voldoende voor thuiscomputergebruik of wanneer werkstations alleen werken. Wanneer computers echter in een netwerk worden uitgevoerd, kan een gebrek aan synchronisatie problemen veroorzaken.

Het kan een klein ding zijn zoals een e-mail die ergens voor het verstuurd is (volgens een PC-klok), maar met een aantal tijdgevoelige transacties en toepassingen, kan een gebrek aan synchronisatie denkbare problemen veroorzaken: Stel je voor dat je alleen op een luchthaven komt om te vinden De vliegtuigstoel die u weken eerder had gekocht, werd in feite aan iemand anders verkocht omdat hun boekingsagent een langzamer klok op hun computer had!

Om deze problemen te omzeilen, worden de meeste computers in een netwerk met behulp van NTP (netwerktijdprotocol) gesynchroniseerd met een enkele tijdbron. Deze bron kan relatief zijn (een computerklok of een polshorloge) of een absolute tijdsbron zoals UTC.

UTC (gecoördineerde universele tijd) is ontwikkeld na de opkomst van atoomklokken en is een standaard tijdschaal die wereldwijd gebruikt wordt, waardoor machines over de hele wereld een enkele tijdbron kunnen gebruiken.

Windows XP kan eenvoudig de systeemklok instellen om UTC te gebruiken door een internetbron voor UTC te openen (ofwel: time.windows.com of time.nist.gov). Om dit te bereiken moet een gebruiker alleen op de klok op hun bureaublad klikken en de instellingen aanpassen op het tabblad Internet Tijd.

Microsoft en andere fabrikanten van besturingssystemen adviseren echter ten zeerste dat externe tijdreferenties moeten worden gebruikt omdat internetbronnen niet kunnen worden geverifieerd, waardoor systemen kwetsbaar zijn voor een kwaadwillende aanval.

Als u een netwerktijdserver Windows XP wilt uitvoeren, zijn er gespecialiseerde NTP-servers beschikbaar die een tijdreferentie kunnen ontvangen via het GPS-satellietsysteem of gespecialiseerde nationale transmissies.

Om Windows XP als een netwerktijdserver te laten werken, moet de NTP-service zijn ingeschakeld. Om NTP te activeren, zoek je simpelweg de volgende subsleutel in de registereditor (regedit):
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Klik met de rechtermuisknop (in het rechtervenster) en vervolgens Modify. Bewerk de DWORD-waarde en typ 1. Klik met de rechtermuisknop op NtpServer, dan op Wijzigen en in de DWORD-waarde bewerken onder Type waardegegevens Peers en klik vervolgens op OK.

Sluit het register en start Windows Time-service door te klikken op Start / Uitvoeren en typ:
net stop w32time && net start w32time .; Vervolgens typt u op elke computer op het netwerk (anders dan de domeincontroller die niet met zichzelf kan worden gesynchroniseerd): W32tm / resync / herontdekking.

NTP (Network Time Protocol) synchroniseert netwerken met een enkele tijdbron met behulp van tijdstempels om de huidige tijd van de dag weer te geven, dit is essentieel voor tijdgevoelige transacties en veel systeemtoepassingen zoals e-mail.

NTP is daarom kwetsbaar voor beveiligingsbedreigingen, of het nu gaat om een ​​kwaadwillende hacker die het tijdstempel wil wijzigen om fraude of een DDoS-aanval te plegen (Distributed Denial of Service - normaal gesproken veroorzaakt door kwaadaardige malware die een server overstroomt met verkeer) die servertoegang blokkeert.

Omdat het een van de oudste protocollen van het internet is en gedurende meer dan 25-jaren is ontwikkeld, is NTP uitgerust met zijn eigen beveiligingsmaatregelen in de vorm van authenticatie.

Verificatie verifieert dat elke tijdstempel uit de beoogde tijdreferentie is gekomen door een reeks overeengekomen encryptiesleutels te analyseren die samen met de tijdinformatie worden verzonden. NTP, met Message Digest Encryption (MD5) om de sleutel te ontcijferen, analyseert het en bevestigt of het uit de vertrouwde tijdbron is gekomen door het te verifiëren tegen een set vertrouwde toetsen.

Vertrouwde authenticatiesleutels worden weergegeven in het NTP-serverconfiguratiebestand (ntp.conf) en worden normaal opgeslagen in het bestand ntp.keys. Het sleutelbestand is normaal gesproken erg groot, maar vertrouwde sleutels vertellen de NTP-server welke set van subset sleutels momenteel actief is en welke niet. Verschillende subsets kunnen worden geactiveerd zonder het bestand ntp.keys aan te passen met behulp van de opdracht trusted-keys config.

Authenticatie is daarom van groot belang bij het beschermen van een NTP-server tegen kwaadwillende aanvallen; er zijn echter veel tijdreferenties waar authenticatie niet vertrouwd kan worden.

Microsoft, die sinds Windows 2000 een versie van NTP in hun besturingssysteem heeft geïnstalleerd, beveelt ten zeerste aan dat een hardwarebron als timingreferentie wordt gebruikt, omdat internetbronnen niet kunnen worden geverifieerd.

NTP is essentieel voor het gesynchroniseerd houden van netwerken, maar minstens zo belangrijk is het beveiligen van systemen. Terwijl netwerkbeheerders duizenden in antivirale / malwaresoftware besteden, slagen velen er niet in om het lek in hun tijdservers te ontdekken.

Veel netwerkbeheerders vertrouwen internetbronnen nog steeds toe voor hun tijdreferentie. Hoewel velen een goede bron bieden voor UTC-tijd (Coordinated Universal Time - de internationale standaard van tijd), zoals nist.gov, betekent het gebrek aan authenticatie dat het netwerk openstaat voor misbruik.

Andere bronnen van UTC-tijd zijn veiliger en kunnen worden gebruikt met relatief goedkope apparatuur. De eenvoudigste methode is om een ​​gespecialiseerde NTP GPS-tijdserver te gebruiken die verbinding kan maken met een GPS-antenne en een geverifieerd tijdstempel per satelliet kan ontvangen.

GPS-tijdservers kunnen nauwkeurigheid tot UTC-tijd leveren tot binnen enkele nanoseconden, zolang de antenne een goed zicht op de lucht heeft. Ze zijn relatief goedkoop en het signaal is geauthenticeerd en biedt een veilige tijdsreferentie.

Als alternatief zijn er verschillende nationale uitzendingen die een tijdreferentie verzenden. In het Verenigd Koninkrijk wordt dit uitgezonden door het National Physics Laboratory (NPL) in Cumbria. Soortgelijke systemen zijn actief in Duitsland, Frankrijk en de VS. Terwijl dit signaal wordt geverifieerd, zijn deze radiosignalen gevoelig voor interferentie en hebben ze een eindig bereik.

Verificatie voor NTP is ontwikkeld om kwaadwillende manipulatie met systeemsynchronisatie te voorkomen, net zoals er firewalls zijn ontwikkeld om netwerken te beschermen tegen aanvallen, maar net als bij elk beveiligingssysteem werkt het alleen als het wordt gebruikt.

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 gevoelig voor drift en hoewel dit voor veel toepassingen behoorlijk kan zijn, moeten machines vaak samenwerken op een netwerk en als de computers met verschillende snelheden afwijken, zullen de computers niet meer synchroon lopen en kunnen problemen ontstaan met tijdgevoelige transacties.

Network Time Protocol (NTP) is een van de oudste nog gebruikte protocollen van het internet, uitgevonden door dr. David Mills van de Universiteit van Delaware en 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 (versie 4) kan de tijd via het openbare internet te behouden om binnen 10 milliseconden (1 / 100th van een seconde) en kan zelfs beter dan LAN's uit te voeren met een nauwkeurigheid van 200 microseconden (1 / 5000th van een seconde) onder ideale omstandigheden.

NTP werkt binnen de TCP / IP-suite en vertrouwt op UDP, een minder complexe vorm van NTP bestaat genaamd Simple Network Time Protocol (SNTP) die de opslag van informatie over eerdere mededelingen, die nodig zijn door NTP vereist. Het wordt gebruikt in sommige apparaten en toepassingen waar hoge nauwkeurigheid timing niet belangrijk.

Veel besturingssystemen, waaronder Windows, UNIX en LINUX, kunnen NTP en SNTP gebruiken en tijdsynchronisatie met NTP is relatief eenvoudig, het synchroniseert de tijd met verwijzing naar een betrouwbare klokbron. Deze bron kan relatief zijn (de interne klok van een computer of de tijd op een polshorloge) of absoluut (A UTC - Universal Coordinated Time-clock-bron die accuraat is zoals menselijkerwijs mogelijk is).
Alle Microsoft Windows-versies sinds 2000 bevatten de Windows Time Service (w32time.exe) die de computerklok kan synchroniseren met een NTP-server.
 
Er is een groot aantal door internet gehoste NTP-servers die worden gesynchroniseerd met externe UTC-referenties zoals time.nist.gov of ntp.my-inbox.co.uk maar er moet worden opgemerkt dat Microsoft en anderen aanbevelen dat een externe bron wordt gebruikt om synchroniseer uw machines, want op internet gebaseerde referenties kunnen niet worden geverifieerd. Er zijn gespecialiseerde NTP-tijdservers beschikbaar die de tijd op netwerken kunnen synchroniseren met behulp van het MSF (of equivalent) of GPS-signaal.

De meest gebruikte zijn de GPS-tijdservers die het GPS-systeem gebruiken om de juiste tijd door te geven. Het GPS-systeem bestaat uit een aantal satellieten die nauwkeurige positionerings- en locatie-informatie bieden. Elke GPS-satelliet kan dit alleen doen door gebruik te maken van een atoomklok die op zijn beurt kan worden gebruikt als een tijdreferentie.

Een typische GPS-ontvanger kan verschaffen tijdinformatie binnen enkele nanoseconden van UTC zolang er een antenne gelegen met een goed zicht op de lucht.

Er zijn een aantal nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen die kunnen worden gebruikt om een ​​NTP-server te synchroniseren. In Groot-Brittannië wordt het signaal (genaamd MSF) uitgezonden door het National Physics Laboratory in Cumbria, dat dienst doet als de nationale tijdreferentie van het Verenigd Koninkrijk, er zijn ook soortgelijke systemen in Colorado, VS (WWVB) en in Frankfurt, Duitsland (DCF-77). Deze signalen bieden UTC-tijd tot een nauwkeurigheid van 100-microseconden, maar het radiosignaal heeft een eindig bereik en is gevoelig voor interferentie.

Atoomklokken bestaan ​​al meer dan vijftig jaar of zo. Het zijn klokken die een atoomresonantiefrequentie gebruiken als tijdelement in plaats van conventionele oscillerende kristallen zoals kwarts.

De meeste atoomklokken maken gebruik van de resonantie van het atoom cesium-133 dat elke seconde resoneert met een exacte frequentie van 9,192,631,770. Sinds 1967 heeft het Internationale Systeem van Eenheden (SI) het tweede gedefinieerd als het aantal cycli van cesium -133 dat atoomklokken (soms cesiumoscillatoren genoemd), de standaard voor tijdmetingen maakt.

Omdat de resonantie van het cesium-133-atoom zo nauwkeurig is, maakt dit atoomklokken nauwkeurig tot minder dan 2 nanoseconden per dag, wat overeenkomt met ongeveer één seconde in 1.4 miljoen jaar.

Omdat atoomklokken zo nauwkeurig zijn en een continue en stabiele tijdschaal kunnen behouden, is een universele tijd, UTC (Coordinated Universal Time of Temps Universel Coordonné), ontwikkeld en ondersteunt deze functies zoals schrikkelseconden - toegevoegd ter compensatie van de vertraging van de Rotatie van de aarde.

Echter, atoomklokken zijn extreem duur en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysica laboratoria. NTP (Network Time Protocol), het standaardmiddel voor het bereiken van tijdsynchronisatie op computernetwerken, kan echter worden gesynchroniseerd met een atoomklok door gebruik te maken van het Global Positioning System (GPS) -netwerk of gespecialiseerde radiotransmissies.

De meest gebruikte is het GPS (Global Positioning System), ontwikkeld door het Amerikaanse leger. GPS bevat ten minste 24-communicatiesatellieten in een hoge baan, die nauwkeurige positionerings- en locatie-informatie bieden. Elke GPS-satelliet kan dit alleen doen door gebruik te maken van een atoomklok die op zijn beurt kan worden gebruikt als een tijdreferentie.

Een GPS-tijdserver is een ideale tijd- en frequentiebron, omdat deze overal ter wereld zeer nauwkeurige tijden kan bieden met behulp van relatief goedkope componenten. Elke GPS-satelliet verzendt in twee frequenties L2 voor militair gebruik en L1 voor gebruik door burgers verzonden met 1575 MHz, goedkoop GPS-antennes en ontvangers zijn nu overal verkrijgbaar.

Er zijn ook een aantal nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen die kunnen worden gebruikt om een ​​NTP-server te synchroniseren. In Groot-Brittannië wordt het signaal (genaamd MSF) uitgezonden door het National Physics Laboratory in Cumbria, dat dienst doet als de nationale tijdreferentie van het Verenigd Koninkrijk, er zijn ook vergelijkbare systemen in Colorado, VS (WWVB) en in Frankfurt, Duitsland (DCF-77). Deze signalen bieden UTC-tijd tot een nauwkeurigheid van 100-microseconden, maar het radiosignaal heeft een eindig bereik en is gevoelig voor interferentie.

Het gebruik van een GPS NTP-server of een op radio gebaseerde NTP-tijdserver, netwerktijdclients, kan binnen enkele milliseconden UTC worden gesynchroniseerd, afhankelijk van het netwerkverkeer.

Af en toe moeten we allemaal weten hoe laat het is en we hebben een groot aantal verschillende apparaten om ons dat te vertellen; van onze mobiele telefoons en polshorloges tot de klok op de kantoormuur of het klokkenspel op het radionieuws.

Maar hoe nauwkeurig zijn al deze klokken en maakt het uit of ze allemaal verschillende tijden vertellen? Voor onze dagelijkse zaken doet het er waarschijnlijk niet zoveel toe als de muurklok op kantoor sneller is dan je polshorloge, je baas zal je waarschijnlijk niet ontslaan omdat je een minuut te laat bent.

Maar in sommige omgevingen zijn nauwkeurigheid en synchronisatie van vitaal belang waar een minuut het verschil kan maken in iets dat wordt verkocht of niet, of zelfs dat iets wordt gestolen!

Tijdsynchronisatie in moderne computernetwerken is essentieel. Het biedt niet alleen het enige referentiekader tussen alle apparaten, het is van cruciaal belang in alles, van het beveiligen, plannen en debuggen van een netwerk tot het voorzien van een tijdstempel voor toepassingen zoals data-acquisitie of e-mail.

De meeste interne klokken van de pc's en netwerkapparaten, Real Time Clock-chips (RTC), die tijd- en datuminformatie bieden. 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.

Daarom zijn deze interne klokken gevoelig voor afwijkingen en hoewel dit voor veel toepassingen behoorlijk kan zijn, zullen machines die samenwerken op een netwerk niet synchroon lopen met elkaar en kunnen problemen ontstaan, met name bij tijdgevoelige transacties. Kun je je voorstellen een vliegtuigzetel te kopen, alleen om op het vliegveld te horen dat het ticket twee keer is verkocht, omdat het daarna is gekocht op een computer met een langzamere klok?

NTP-tijdservers (Network Time Protocol) gebruiken een enkele referentie om alle computers in het netwerk tot die tijd te synchroniseren. Deze tijdreferentie kan relatief zijn (de interne klok van een computer of de tijd op een polshorloge misschien) of absoluut, zoals een atoomklok die UTC-tijd (Universal Coordinated Time) doorgeeft en is zo nauwkeurig als menselijkerwijs mogelijk is.

Atoomklokken zijn de meest absolute tijdregistrerende apparaten die elke 1.4 miljoen jaar nauwkeurig zijn tot op een seconde nauwkeurig. Echter, atoomklokken zijn extreem duur en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysica laboratoria. NTP kan netwerken echter synchroniseren met UTC-tijd via een atoomklok door gebruik te maken van het Global Positioning System (GPS) -netwerk of gespecialiseerde radiotransmissies (MTF in het VK).

Hoewel sommige organisaties hun netwerken moeten synchroniseren met UTC, zoals luchtvaartmaatschappijen en de beurs, kan een netwerk op elk moment worden gesynchroniseerd en nog steeds functioneren, maar er is geen vervanging voor UTC-tijd. Niet alleen is het efficiënter om een ​​netwerk te synchroniseren met de rest van de wereld, een UTC-tijdbron is van vitaal belang voor het bieden van beveiliging tegen fraude, gegevensverlies en legale blootstelling en zonder dat kunnen organisaties kwetsbaar zijn en hun geloofwaardigheid verliezen.

NTP (versie 4) kan de tijd via het openbare internet te behouden om binnen 10 milliseconden (1 / 100th van een seconde) en kan zelfs beter dan LAN's uit te voeren met een nauwkeurigheid van 200 microseconden (1 / 5000th van een seconde) onder ideale omstandigheden.

Opmerking: het wordt ten zeerste aanbevolen door Microsoft en anderen, dat externe timing moet worden gebruikt in plaats van op internet, omdat deze niet kunnen worden geverifieerd. Er zijn gespecialiseerde NTP-servers beschikbaar die de tijd op netwerken kunnen synchroniseren met behulp van het MSF (of equivalent) of GPS-tijdserversignaal.

Alle pc's en netwerkapparaten gebruiken klokken om een ​​interne systeemtijd te behouden. Deze klokken, Real Time Clock-chips (RTC) genaamd, bieden informatie over tijd en datum. Ze zijn voorzien van batterijen zodat ze zelfs tijdens stroomuitval de tijd kunnen behouden. 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 gevoelig voor drift en hoewel dit voor veel toepassingen redelijk geschikt is voor sommige toepassingen, maar machines op een netwerk dat afwijkt van elkaar, niet synchroon lopen met elkaar en problemen kunnen optreden, met name met tijdsgevoelige transacties.

NTP-servers (Network Time Protocol) gebruiken een enkele referentie voor het synchroniseren van alle computers in het netwerk met een tijdreferentie. Deze tijdreferentie kan relatief zijn (de interne klok van een computer of de tijd op een polshorloge misschien) of absoluut zoals een UTC-klok (Universal Coordinated Time) zoals een atoomklok die zo nauwkeurig is als menselijkerwijs mogelijk is.

Voor sommige toepassingen is een relatieve tijd bron voldoende is, maar in veel omgevingen, zoals luchtvaartmaatschappijen en de beurs is het essentieel voor tijd om absoluut zijn. Stel je voor het kopen van een vliegtuigstoel alleen te horen op de luchthaven dat het ticket twee keer werd verkocht, omdat het daarna werd gekocht op een computer die een langzamere klok had!

Atoomklokken zijn de meest absolute-tijd houden apparaten. Zij werken volgens het principe dat het atoom, cesium-133 heeft een exact aantal cycli straling per seconde (9,192,631,770). Gebleken is dat dit zo nauwkeurig de Internationale Systeem van Eenheden (SI) is nu gedefinieerd tweede de duur van 9,192,631,770 cycli straling van caesium 133 voorstelt en de ontwikkeling van UTC (Coordinated Universal Time) betekent nu computers over de workld kan gesynchroniseerd worden op dezelfde tijd.

Echter, atoomklokken zijn extreem duur en zijn over het algemeen alleen te vinden in grootschalige fysica laboratoria. NTP-servers kunnen netwerken echter synchroniseren met een atoomklok door gebruik te maken van het Global Positioning System (GPS) -netwerk of gespecialiseerde radiotransmissies (MTF in het Verenigd Koninkrijk). Opgemerkt moet worden dat Microsoft en anderen ten zeerste aanbevelen dat externe op basis van timing moet worden gebruikt in plaats van op basis van internet, omdat deze niet kunnen worden geverifieerd. Er zijn gespecialiseerde NTP-servers beschikbaar die de tijd op netwerken kunnen synchroniseren met behulp van het MSF (of equivalent) of GPS-tijdserversignaal.

GPS is een ideale tijd- en frequentiebron omdat het overal in de wereld zeer nauwkeurige tijd kan bieden met behulp van relatief goedkope componenten. Elke GPS-satelliet verzendt in twee frequenties L2 voor militair gebruik en L1 voor gebruik door burgers verzonden met 1575 MHz, goedkoop GPS-antennes en ontvangers zijn nu overal verkrijgbaar.

Het radiosignaal uitgezonden door de satelliet kan door ramen, maar kan worden geblokkeerd door het gebouw, de ideale locatie voor een GPS-antenne op een dak met een goed zicht op de lucht. Hoe meer satellieten kan ontvangen van de beter het signaal. Echter, het dak gemonteerde antennes gevoelig voor blikseminslag of andere spanning overspanningen zodat een onderdrukker het aanbevelen inline wordt geïnstalleerd op de GPS kabel.

De kabel tussen de GPS antenne en ontvanger is ook kritisch. De maximale afstand die een kabel kan draaien normaal slechts 20 30-meter, maar een hoge kwaliteit coaxkabel combinatie met een GPS versterker geplaatst in lijn met de versterking van de antenne boost kan toestaan ​​dan 100 meter kabel loopt.

Er zijn ook een aantal nationale tijd- en frequentie radio-uitzendingen die kunnen worden gebruikt om een ​​NTP-server te synchroniseren. In Groot-Brittannië wordt het signaal (genaamd MSF) uitgezonden door het National Physics Laboratory in Cumbria, dat dienst doet als de nationale tijdreferentie van het Verenigd Koninkrijk, er zijn ook soortgelijke systemen in Colorado, VS (WWVB) en in Frankfurt, Duitsland (DCF-77).

Een radio gebaseerde NTP-server bestaat gewoonlijk uit een rack tijdserver en een antenne, die bestaat uit een ferrietstaaf in een plastic omhulsel, waarbij de radio tijd en frequentie uitzending ontvangt. Het moet altijd horizontaal in een rechte hoek naar de transmissie voor optimale signaalsterkte gemonteerd. De gegevens worden verzonden in pulsen, 60 een seconde. Deze signalen verschaft UTC tijd met een nauwkeurigheid van 100 microseconden echter het radiosignaal een eindige reeks en gevoelig is voor storingen.

Zowel een GPS NTP-server als een MSF-tijdserver kunnen een betaalbare en efficiënte manier bieden om computernetwerken nauwkeurig te synchroniseren met NTP.