Nauwkeurige synchronisatie van netwerktijd
Alle pc's en netwerkapparaten gebruiken klokken om een interne systeemtijd te behouden. Deze klokken, genaamd Real Time Clock chips (RTC), geven tijd en datum informatie. De chips zijn batterij backed zodat zelfs tijdens stroomuitval ze tijd kunnen behouden. Persoonlijke computers zijn echter niet ontworpen om perfecte klokken te zijn, hun ontwerp is geoptimaliseerd voor massaproductie en lage kosten in plaats van nauwkeurige tijd te behouden.
Deze interne klokken zijn gevoelig om te drijven en hoewel dit voor veel toepassingen wel voldoende kan zijn, moeten machines vaak samenwerken op een netwerk en als de computers op verschillende tarieven draaien, worden de computers uit elkaar gesynchroniseerd en kunnen problemen ontstaan Met name met tijdgevoelige transacties.
Een tijdserver gebruikt het Network Time Protocol (NTP) dat is ontwikkeld over 20 jaar geleden. Het gebruikt een algoritme (Marzullo's algoritme) om tijd op een netwerk te synchroniseren. NTP (versie 4) kan de tijd over het publieke internet behouden tot binnen 10 milliseconden (1 / 100th of a second) en kan onder ideale omstandigheden nog beter presteren over LAN's met nauwkeurigheden van 200 microseconden (1 / 5000th of a second).
NTP gebruikt een enkele tijdreferentie en synchroniseert alle computers op het netwerk tot die tijd. Deze tijdreferentie kan zowel relatief zijn (een interne klok van de computer of de tijd op een horloge misschien) of absoluut zoals een UTC (Universal Coordinated Time) klokbron zoals een atoomklok die zo accuraat is als menselijk mogelijk is.
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). Dit is zo accuraat is het internationale systeem van eenheden (SI) heeft nu de tweede gedefinieerd als de duur van 9,192,631,770 cycli van straling van de cesium-atomen 133.
Atoomklokken zijn echter extreem duur en zijn meestal alleen te vinden in grootschalige fysica laboratoria. NTP kan echter netwerken synchroniseren met een atoomklok door gebruik te maken van het Global Positioning System (GPS) netwerk of de speciale radio transmissie.
De meest gebruikte is het GPS systeem dat bestaat uit een aantal satellieten nauwkeurige positionering en plaatsinformatie. Elke GPS satelliet kan dit alleen door toepassing van een atoomklok dat weer kan worden kan worden gebruikt als tijdsreferentie.
Een typische GPS-tijd-server kan leveren tijdinformatie binnen enkele nanoseconden van UTC zolang er een antenne gelegen met een goed zicht op de lucht.
Er zijn ook een aantal nationale tijd- en frequentieradio's die kunnen worden gebruikt om een NTP-server te synchroniseren. In Groot-Brittannië wordt het signaal (genaamd MSF) uitgezonden door de National.
Physics Laboratory in Cumbria, die dienst doet als de nationale referentie van het Verenigd Koninkrijk, zijn er ook soortgelijke systemen in Colorado, VS (WWVB) en in Frankfurt, Duitsland (DCF-77). Deze signalen geven UTC-tijd een nauwkeurigheid van 100 microseconden, maar het radiosignaal heeft een eindige afstand en is kwetsbaar voor storingen.
Alle Microsoft Windows-versies sinds 2000 bevatten de Windows Time Service (w32time.exe) die de computerklok kan synchroniseren met een NTP-server.
