Synkronisering er noe vi er kjent med hverdagen i våre liv. Fra kjøring ned motorveien til å gå overfylt gate; Vi tilpasser vår oppførsel automatisk for å synkronisere med dem rundt oss. Vi kjører i samme retning eller går samme veier som andre pendlere, da det ikke blir vanskeligere (og farlig) å unnlate å gjøre det.

Når det kommer til timing, er synkronisering enda viktigere. Selv i våre daglige omganger forventer vi en rimelig mengde synkronisering fra folk. Når et møte starter på 10am, forventer vi at alle skal være der om noen få minutter.

Når det gjelder datatransaksjoner over et nettverk, blir nøyaktighet i synkronisering enda viktigere, der nøyaktigheten til noen få sekunder er for utilstrekkelig, og synkronisering til millisekundet blir viktig.

Datamaskiner bruker tid for hver transaksjon og prosess de gjør, og du trenger bare å tenke tilbake til furore forårsaket av årtusens bug for å sette pris på viktigheten til datamaskinens plass til tiden. Når det ikke er presis nok synkronisering, kan alle typer feil og problemer oppstå, spesielt med tidsfølsomme transaksjoner.

Det er ikke bare transaksjoner som kan mislykkes uten tilstrekkelig synkronisering, men tidsstemmer brukes i dataloggfiler, så hvis noe går galt eller hvis en ondsinnet bruker har invadert (noe som er veldig lett å gjøre uten tilstrekkelig synkronisering), kan det ta lang tid å oppdage Hva gikk galt og enda lenger for å fikse problemene.

En mangel på synkronisering kan også ha andre effekter som tap av data eller feilsøking. Det kan også gi et selskap forsvarsløs i et eventuelt lovlig argument, fordi et dårlig eller usynkronisert nettverk kan være umulig å revidere.

Millisekund synkronisering er imidlertid ikke hodepine mange administratorer antar at det kommer til å bli. Mange velger å dra nytte av mange av de online timeservers som er tilgjengelige på internett, men ved å gjøre det kan det generere flere problemer enn det løser, for eksempel å måtte forlate UDP-porten i brannmuren (for å tillate tidspunktet for informasjon gjennom) å nevne ingen garantert nivå av nøyaktighet fra offentlig tidsserver.

En bedre og enklere løsning er å bruke en dedikert nettverkstidsserver som bruker protokollen NTP (Network Time Protocol). EN Ntp tid vil koble rett inn i et nettverk og bruke GPS (Global Positioning System) eller spesialiserte radiosendinger for å motta tiden direkte fra en atomur og distribuere den mellom nettverket.

Network Time Protocol er en Internett-protokoll som brukes til å synkronisere datamaskinen klokker til en stabil og presis tidsreferanse. NTP ble opprinnelig utviklet av professor David L. Mills ved Universitetet i Delaware i 1985 og er en internett standard protokoll og brukes i de fleste nettverk tidsservere, derav navnet NTP server.

NTP ble utviklet for å løse problemet med flere datamaskiner som arbeider sammen og har den forskjellige tiden. Mens tiden som regel bare går videre, hvis programmer kjører på forskjellige datamaskiner, bør tiden gå videre selv om du bytter fra en datamaskin til en annen. Men hvis ett system ligger foran den andre, vil bytte mellom disse systemene føre til at tiden hopper frem og tilbake.

Som en konsekvens kan nettverkene kjøre sin egen tid, men så snart du kobler deg til Internett, blir effekter synlige. Bare e-postmeldinger kommer før de ble sendt, og svarer til og med før de ble sendt!

Selv om denne typen problemer kan virke uskyldige når det gjelder å motta e-post, kan imidlertid i noen miljøer mangel på synkronisering ha katastrofale resultater. Derfor var flytrafikk en av de første applikasjonene for NTP.

NTP bruker en enkeltkilde og distribuerer den blant alle enheter på et nettverk som den gjør ved hjelp av en algoritme som utgjør hvor mye som skal justeres til systemklokke for å sikre synkronisering.

NTP fungerer på hierarkisk basis for å sikre at det ikke er problemer med nettverkstrafikk og båndbredde. Den bruker en enkeltkilde, normalt UTC (koordinert universeltid) og mottar tidsforespørsler fra maskinene på toppen av hierarket, som deretter går tiden videre langs kjeden.

De fleste nettverk som bruker NTP vil bruke en dedikert Ntp tid å motta UTC-tidssignalet. Disse kan motta tiden fra GPS-nettverket eller radiotransmisjonene som sendes av nasjonale fysikklaboratorier. Disse dedikert NTP-servere tid er ideelle da de mottar tid direkte fra en atomurkilde, de er også sikre da de ligger eksternt og derfor ikke krever avbrudd i nettverksbrannmuren.

NTP har vært en astronomisk suksess og brukes nå i nesten 99 prosent av tidssynkroniseringsenheter, og en versjon av den er inkludert i de fleste operativsystempakker.

NTP skylder mye av suksessen til utviklingen og støtten den fortsetter å motta nesten tre tiår etter oppstarten, og derfor er t nå brukt over hele verden i NTP-servere.

De Ntp tid har revolusjonert synkroniseringen av datanettverk de siste tjue årene. NTP (Network Time Protocol) er programvaren som er ansvarlig for å distribuere tid fra tidsserveren til hele nettverket, justere maskiner for drift og sikre nøyaktighet.

NTP kan pålitelig opprettholde systemklokker til innenfor noen få millimeter UTC (Samordnet Universal Time) eller hvilken tidskala den er lei av.

Men NTP kan bare være like pålitelig som tidskilden den mottar og som UTC er den globale sivile tidsskalaen, det avhenger av hvor UTC-kilden kommer fra.

Nasjonale tids- og frekvensoverføringer fra fysikklaboratorier som NIST i USA eller NPL i Storbritannia er ekstremt pålitelige kilder til UTC og NTP-servere tid er designet spesielt for dem. Tidssignalene er imidlertid ikke garantert, de kan slippe av hele dagen og er utsatt for forstyrrelser; De blir også regelmessig slått av for vedlikehold.

For de fleste applikasjoner vil noen få timer av nettverket som er avhengig av krystalloscillatorer, sannsynligvis ikke føre til for mye problemer i synkronisering. Derimot, GPS (Global Positioning System) er langt mer pålitelig kilde for UTC-tid ved at en GPS-satellitt alltid er overhead. De krever en synspunktmottak, som betyr at en antenne må gå på taket eller utenfor et åpent vindu.

For applikasjoner der nøyaktighet og pålitelighet er avgjørende, er den tryggeste løsningen å investere i et dobbelt system Ntp tid, kan denne enheten motta både radiotransmisjonene som MSF, DCF-77 eller WWVB og GPS-signalet.

På et dobbelt system NTP server, Vil NTP ta både tidskilder og synkronisere et nettverk for å sikre økt nøyaktighet og pålitelighet.

UTC (Coordinated Universal Time) er verdens globale tidsskala og erstattet den gamle tiden GMT (Greenwich Meantime) i 1970s.

Mens GMT var basert på solens bevegelse, er UTC basert på tiden som ble fortalt av atomklokkene selv om det holdes inline med GMT ved tillegg av "Leap Seconds" som kompenserer for bremsing av jordens rotasjon slik at både UTC og GMT kan kjøre side om side (GMT er ofte feilaktig referert til som UTC - selv om det ikke er noen aktuell forskjell det spiller ingen rolle).

Ved beregning gjør UTC-datanettverk over hele verden til å synkronisere til samme tid som muliggjør tidsfølsomme transaksjoner fra hele verden. De fleste datanettverk som brukes dedikert nettverk tidsservere å synkronisere til en UTC-tidskilde. Disse enhetene bruker protokollen NTP (Network Time Protocol) for å distribuere tiden over nettverkene og kontrollerer kontinuerlig for å sikre at det ikke er drift.

Den eneste kvinnen i å bruke en dedikert Ntp tid er å velge hvor tidskilden kommer fra hvilken vil styre typen av NTP server du trenger. Det er virkelig tre steder som en kilde til UTC-tid kan enkelt plasseres.

Den første er internett. Ved bruk av en Internett-tidskilde som time.nist.gov eller time.windows.com en dedikert NTP server er ikke nødvendigvis nødvendig fordi de fleste operativsystemer har en versjon av NTP allerede installert (i Windows bare dobbeltklikk på klokkeikonet for å se alternativene for Internett-tid).

*Merk at det må bemerkes at Microsoft, Novell og andre sterkt anbefaler at du bruker Internett-tidskilder hvis sikkerhet er et problem. Internettkilder kan ikke godkjennes av NTP og er utenfor brannmuren som kan føre til sikkerhetstrusler.

Den andre metoden er å bruke en GPS NTP server; disse enhetene bruker GPS-signalet (oftest brukt for satellittnavigasjon), som faktisk er en tidskode generert av en atomur (fra ombord på satellitten). Mens dette signalet er tilgjengelig hvor som helst på kloden, trenger en GPS-antenne et klart syn på himmelen, som er den eneste ulempen ved bruk av GPS.

Alternativt kan mange landes nasjonale fysikklaboratorier som NIST i USA og NPL i Storbritannia, overføre et tidssignal fra deres atomur. Disse signalene kan hentes med en radio som er referert til NTP server selv om disse signalene er begrensede og sårbare for lokal forstyrrelse og topografi.

For tiden er det bare ett Global Navigation Satellite System (GNSS) NAVSTAR GPS som har vært åpen for sivil bruk siden sen 1980.

Mest vanlig, den GPS-systemet er ment å gi navigasjonsinformasjon slik at sjåfører, sjømenn og piloter kan finne frem til posisjonen deres hvor som helst i verden.

Faktisk er den eneste informasjonen som er strålet fra en GPS-satellitt, den tiden som genereres av satellittets interne atomur. Dette timingsignalet er så nøyaktig at en GPS-mottaker kan bruke signalet fra tre satellitter og finne plasseringen til innen få meter ved å finne ut hvor lenge hvert presis signal tok for å ankomme.

Foreløpig en GPS NTP server kan bruke denne timinginformasjonen til å synkronisere hele datanettverk for å gi nøyaktighet innen noen få millisekunder.

EU arbeider imidlertid for tiden med Europas eget globale navigasjonssatellittssystem, kalt Galileo, som vil konkurrere med GPS-nettverket ved å gi sin egen timing og posisjoneringsinformasjon.

Imidlertid er Galileo designet for å være interoperabel med GPS som betyr at en nåværende GPS NTP server vil kunne motta begge signaler, selv om enkelte programvarejusteringer måtte bli gjort.

Denne interoperabiliteten vil gi økt nøyaktighet og kan gjøre nasjonale tids- og frekvensradiosendinger utelatt, da de ikke vil kunne produsere en sammenlignbar nøyaktighet.

Videre planlegger Russland, Kina og India for tiden sine egne GNSS-systemer som kan gi enda mer nøyaktighet. GPS har allerede revolusjonert måten verden fungerer ikke bare ved å tillate nøyaktig posisjonering, men også gjøre det mulig for hele verden å synkronisere til samme tidsskala ved hjelp av en GPS NTP server. Det forventes at enda flere fremskritt innen teknologi vil oppstå når neste generasjon av GNSS begynner sine overføringer.

Datanettsynkronisering er viktig i den moderne verden. Mange av verdens datanettverk er synkronisert til samme globale tidsskala UTC (Koordinert universell tid).

For å styre synkronisering protokollen NTP (Network Time Protocol) brukes i de fleste tilfeller, da det er i stand til å synkronisere et nettverk pålitelig på noen få millisekunder uten UTC-tid.

Imidlertid er nøyaktigheten av tidssynkronisering bare avhengig av nøyaktigheten av hvilken tid referanse er valgt for NTP å distribuere og her ligger en av de grunnleggende feilene som er gjort i synkroniseringsnettverk.

Mange nettverksadministratorer stole på tidsreferanser på Internett som en kilde til UTC-tid, men bortsett fra sikkerhetsrisikoen de utgjør (som de er på feil side av en nettverksbrannmur), men også deres nøyaktighet kan ikke garanteres, og nyere studier har funnet mindre enn halvparten av dem som gir noen nyttige nøyaktigheter i det hele tatt.

For en sikker, nøyaktig og pålitelig metode for UTC er det egentlig bare to valg. Bruk tidssignalet fra GPS-nettverket eller stole på de lange bølgeoverføringene som sendes av nasjonale fysikklaboratorier som NPL og NIST.

For å velge hvilken metode som er best, er den eneste faktoren som skal vurderes, plasseringen av NTP server det er å motta tidssignalet.

GPS er den mest fleksible fordi signalet er tilgjengelig bokstavelig talt overalt på planeten, men den eneste ulempen til signalet er at en GPS-antenne må ligge på taket ettersom den trenger en klar utsikt over himmelen. Dette kan vise seg å være problematisk hvis tidsserver ligger i de nederste etasjene av en skyskraper, men i det hele tatt de fleste brukere av GPS-tid signaler finner ut at de er veldig pålitelige og utrolig nøyaktige.

Hvis GPS er upraktisk, gir den nasjonale tiden og frekvensene en like nøyaktig og sikker metode for UTC-tid. Disse longwave-signalene sendes ikke av alle land, selv om det amerikanske WWVB-signalet som sendes av NIST i Colorado, er tilgjengelig i det meste av Nord-Amerika, inkludert Canada.

Det er forskjellige versjoner av dette signalet som sendes over hele Europa, inkludert tysk DCF og Storbritannia Leger Uten Grenser som viser seg å være den mest pålitelige og populære. Disse signalene kan ofte hentes utenfor landets grenser, selv om det må bemerkes at langbølgeoverføringer er sårbare for lokal forstyrrelse og topografi.

For fullstendig sjelefred, dobbelt system NTP-servere som mottar signaler fra både GPS- og nasjonalfysikklaboratoriene, er tilgjengelige, selv om de pleier å være litt dyrere enn enkle systemer, selv om bruk av mer enn ett tidssignal gjør dem dobbelt pålitelige.

Er et atomklok radioaktivt?

An atomur holder tiden bedre enn noen annen klokke. De holder selv tid bedre enn rotasjonen av jorden og bevegelsen av stjernene. Uten atomuret ville GPS-navigasjon være umulig, Internett ville ikke synkronisere, og planets posisjon ville ikke være kjent med nok nøyaktighet for romprober og landingspersoner som skulle lanseres og overvåkes.

En atomur er ikke radioaktiv, den stole ikke på atomavfall. I stedet har en atomur en oscillerende masse og en vår, akkurat som vanlige klokker.

Den store forskjellen mellom en standard klokke i hjemmet ditt og en atomur er at oscillasjonen i en atomur er mellom kjernen til et atom og de omkringliggende elektronene. Denne svingningen er ikke akkurat parallell med balansehjulet og hårspringen til et urverksklokke, men faktum er at begge bruker svingninger for å holde oversikt over forbigående tid. Oscillasjonsfrekvensene i atomet bestemmes av massen av kjernen og tyngdekraften og elektrostatisk "fjær" mellom den positive ladningen på kjernen og elektronmolen som omgir den.

Hva er Typer Atomic Clock?

I dag, selv om det finnes forskjellige typer atomur, forblir prinsippet bak dem alle de samme. Den største forskjellen er knyttet til elementet som brukes og måten å oppdage når energinivået endres. De forskjellige typer atomur omfatter:

Cesium-atomuret benytter en stråle av cesiumatomer. Klokken separerer cesiumatomer med forskjellige energinivåer ved magnetfelt.

Hydrogen-atomuret opprettholder hydrogenatomer på det nødvendige energinivået i en beholder med vegger av et spesielt materiale slik at atomene ikke mister sin høyere energitilstand for fort.

Rubidium atomuren, den enkleste og mest kompakte av alle, bruker en glasscell av rubidiumgass som endrer lysopptaket ved den optiske rubidiumfrekvensen når den omkringliggende mikrobølgefrekvensen er helt riktig.

Den mest nøyaktige kommersielle atomur som er tilgjengelig i dag, bruker cesiumatomet og de normale magnetfelter og detektorer. I tillegg stoppes cesiumatomer fra å zippe frem og tilbake av laserstråler, og reduserer små endringer i frekvens på grunn av Doppler-effekten.

Når var Atomic Clock oppfunnet? atomur

I 1945 foreslo professor Isidor Rabi, professor i Columbia University, at en klokke kunne bli laget av en teknikk han utviklet i 1930s kalt atomstrålemagnetisk resonans. Ved 1949, National Bureau of Standards (NBS, nå National Institute of Standards and Technology, NIST) kunngjorde verdens første atomur ved bruk av ammoniakkmolekylet som kilde til vibrasjoner, og ved 1952 annonserte den den første atomur med cesiumatomer som vibrasjonskilden, NBS-1.

I 1955, National Physical Laboratory (NPL) i England bygde den første cesium-stråle atomur som ble brukt som kalibreringskilde. I løpet av det neste tiåret ble mer avanserte former for atomurene opprettet. I 1967 definerte 13th General Conference on Weights and Measures SI andre på grunnlag av vibrasjoner av cesium-atom; verdens tidsbesparende system hadde ikke lenger et astronomisk grunnlag på det tidspunktet! NBS-4, verdens mest stabile cesium-atomur, ble fullført i 1968, og ble brukt i 1990s som en del av NPL-tidssystemet.

I 1999 begynte NPL-F1 å operere med en usikkerhet om 1.7-delene i 10 til 15th-strømmen, eller nøyaktighet i omtrent ett sekund i 20 millioner år, noe som gjør den til den mest nøyaktige atomur noensinne laget (et skillet som deles med en lignende standard i Paris).

Hvordan måles Atomic Clock Time?

Den riktige frekvensen for den spesifikke cesiumresonansen er nå definert av internasjonal avtale som 9,192,631,770 Hz, slik at når delt med dette nummeret, er utgangen nøyaktig 1 Hz eller 1-syklus per sekund.

Den langsiktige nøyaktigheten som oppnås av moderne cesium atomur (den vanligste typen) er bedre enn ett sekund per en million år. Hydrogen atomuret viser en bedre kortsiktig (en uke) nøyaktighet, omtrent 10 ganger nøyaktigheten av en cesium atomur. Derfor har atomuret økt nøyaktigheten av tidsmåling om en million ganger i forhold til målingene utført ved hjelp av astronomiske teknikker.

Synkronisere til et atomur

Den enkleste måten å synkronisere med en atomur er å bruke a dedikert NTP-server. Disse enhetene vil motta enten det GPS-ataome klokke signalet eller radiobølger fra steder som NIST eller NPL.

NTP er avhengig av en referanse klokke og alle klokker på NTP-nettverk er synkronisert til den tiden. Det er derfor avgjørende at referanseklokken er så nøyaktig som mulig. De mest nøyaktige timepieces er atomklokker. Disse store fysikklaboratoriene kan opprettholde nøyaktig tid over millioner av år uten å miste et sekund.

An NTP server vil motta tiden fra en atomur enten fra over Internett, GPS-nettverket eller radiotransmisjonene. Ved bruk av en atomur som referanse vil et NTP-nettverk være nøyaktig til innen noen få millisekunder av verdens globale tidsskala UTC (Koordinert universell tid).

NTP er et hierarkisk system. Jo nærmere en enhet er til referanseklokken jo høyere på NTP-strata er den. En atomur klokke referanse klokke er en stratum 0 enhet og a NTP server som mottar tiden fra den, er en stratum 1-enhet, klienter på NTP-serveren er lag 2-enheter og så videre.

På grunn av dette hierarkiske systemet kan enheter som ligger nedover strata også brukes som en referanse som tillater store nettverk å operere mens de er koblet til bare en Ntp tid.

NTP er en protokoll som er feiltolerant. NTP ser ut til feil og kan behandle flere tidskilder og protokollen vil automatisk velge det beste. Selv når en referanse klokke er midlertidig utilgjengelig, kan NTP bruke tidligere mål for å estimere gjeldende tid ..

Så du har bestemt deg for å synkronisere nettverket ditt til UTC (Samordnet universell tid), har du en tidsserver som bruker NTP (Network Time Protocol) nå er det bare å bestemme hvor er å motta tiden fra.

NTP-servere ikke generere tid de bare mottar et sikkert signal fra en atomur, men det er denne konstante kontrollen av tiden som holder NTP server nøyaktig og igjen nettverket som det synkroniserer.

Motta en atomur klokke tid signal er der NTP-serveren kommer i sin egen. Det er mange kilder til UTC-tid over Internett, men disse anbefales ikke for bedriftens bruk eller for når sikkerhet er et problem, da Internett-kilder til UTC er eksterne for brannmuren og kan kompromittere sikkerheten. Vi vil diskutere dette nærmere i fremtiden innlegg.

Vanligvis er det to typer tidsserver. Det er de som mottar en atomurkilde for UTC-tid fra langbølge-radiosendinger eller de som bruker GPS-nettverket (Global Positioning System) som kilde.

De langbølgende radiotransmisjonene sendes av flere nasjonale fysikklaboratorier. De vanligste signalene er USAs WWVB (kringkastet av NIST - Nasjonalt institutt for standarder og tid), Storbritannias MSF (kringkasting av Storbritannia National Physical Laboratory) og tysk DCF-signal (kringkastet av tysk nasjonalfysikklaboratorium).

Ikke alle land produserer disse tidssignalene, og signalene er sårbare for interferens fra topografi. I USA er imidlertid WWVB-signalet mottatt i de fleste områder i Nord-Amerika (inkludert Canada), selv om signalstyrken vil variere avhengig av lokal geografi som fjell etc.

GPS-signalet derimot er tilgjengelig bokstavelig talt overalt på planeten så lenge som GPS-antennen festet til GPS NTP server kan ha et klart syn på himmelen.

Begge systemene er en virkelig pålitelig og nøyaktig metode for UTC-tid, og bruker enten å tillate synkronisering av et datanettverk innen noen få millisekunder av UTC.

Presisjonen i å fortelle tiden har aldri vært så viktig som den er nå. Ultra presis atomklokkene er grunnlaget for mange av teknologiene og innovasjonene i det tjuende århundre. Internett, satellittnavigasjon, flytrafikkontroll og global banktjeneste er bare noen få av programmene som er avhengige av spesielt nøyaktig tidshåndtering.

Problemet vi har møtt i moderne tidsalder er at vår forståelse nøyaktig hvilken tid har endret seg enormt i løpet av det siste århundre. Tidligere ble det antatt at tiden var konstant, uendret og at vi reiste fremover i tid med samme hastighet.

Måling av tidsforsinkelsen var også rett frem. Hver dag, styrt av Jordens revolusjon ble delt inn i 24 like mengder - timen. Men etter Einsteins funn i løpet av forrige århundre, ble det snart oppdaget, at tiden ikke var konstant, og kan variere for ulike observatører som hastighet og gravitasjon kan redusere det.

Ettersom vår tidstidning ble mer presis, ble et annet problem tydelig, og det var den gamle metoden for å holde rede på tiden, ved å bruke jordens rotasjon, var ikke en nøyaktig metode.

På grunn av månens gravitasjonspåvirkning på våre hav, er jordens rotasjon sporadisk, noen ganger mangler 24-timedagen og noen ganger kjører lenger.

Atomklokker ble utviklet for å forsøke å holde tiden så presis som mulig. De arbeider ved å bruke de uendelige svingninger av et atoms elektron når de skifter omløp. Denne tikkingen av et atom skjer over ni milliarder ganger i seksten i cesium-atomer som gjør dem til et ideelt utgangspunkt for en klokke.

Denne ultra presise atomklokketiden (kjent som International Atomic Time - TAI) er grunnlaget for verdens offisielle tidsskala, men på grunn av behovet for å holde tidsskala parallelt med jordens rotasjon (viktig når det gjelder ekstra jordbaserte legemer for eksempel astronomiske objekter eller til og med satellitter) tilleggs sekunder, kjent som sprang andre, legges til TAI, er denne endrede tidsskala kjent som UTC - Coordinated Universal Time.

UTC er tidsskala brukt av bedrifter, industri og regjeringer over hele verden. Som det styres av atomur, betyr det at hele verden kan kommunisere ved hjelp av samme tidsskala, styrt av de ultra-presise atomklokka. Datanettverk over hele verden mottar denne gangen med NTP-servere (Network Time Protocol) som sikrer at alle har samme tid til noen få millisekunder.