Oscillatorer har vært avgjørende for utviklingen av klokker og kronologi. Oscillatorer er bare elektroniske kretser som produserer et repeterende elektronisk signal. Ofte blir krystaller som kvarts brukt til å stabilisere oscillasjonsfrekvensen,

Oscillatorer er den primære teknologien bak elektroniske klokker. Digitale klokker og batteridrevne analoge klokker styres av en oscillerende krets som vanligvis inneholder en kvartskrystall.

Og mens elektroniske klokker er mange ganger mer nøyaktige enn en mekanisk klokke, vil en kvartsoscillator fortsatt kjøre med et sekund eller to hver uke.

Atomklokkene selvfølgelig er det langt mer nøyaktig. De bruker likevel oscillatorer, vanligvis cesium eller rubidium, men de gjør det i en hyper fin tilstand ofte frosset i flytende nitrogen eller helium. Disse klokkene i forhold til elektroniske klokker vil ikke skyte med et sekund på enda en million år (og med de mer moderne atomklokkene 100 millioner år).

For å utnytte denne kronologiske nøyaktigheten en nettverkstidsserver som bruker NTP (Network Time Protocol) kan brukes til å synkronisere komplette datanettverk. NTP-servere bruk et tidssignal fra enten GPS eller langbølge-radio som kommer direkte fra en atomur (i tilfelle GPS genereres tiden i en klokke ombord på GPS-satellitten).

NTP-servere Kontroller denne kilden kontinuerlig og juster deretter enhetene på et nettverk for å matche den tiden. Mellom avstemninger (mottar tidskilden) brukes en standardoscillator av tidsserveren til å holde tid. Normalt er disse oscillatorene kvarts, men fordi tidsserveren er i jevn kommunikasjon med atomuren, sier hvert minutt eller to, er normal drift av en kvartsoscillator ikke et problem, da noen få minutter mellom avstemninger ikke ville føre til målbar drift.

To be continued ...

Selv om det finnes flere protokoller tilgjengelig for tidssynkronisering, blir mesteparten av nettverkstid synkronisert med enten NTP eller SNTP.

Nettverkstidsprotokoll (NTP) og Simple Network Time Protocol (SNTP) har eksistert siden starten av Internett (og i tilfelle NTP, flere år på forhånd) og er langt de mest populære og utbredte tidssynkroniseringsprotokollene.

Men forskjellen mellom de to er liten og bestemmer hvilken protokoll som er best for a ntp tid server eller et bestemt tidssynkroniseringsprogram kan være plagsomt.

Som navnet antyder, SNTP er en forenklet versjon av Network Time Protocol, men spørsmålet blir ofte spurt: 'Hva er forskjellen?'

Hovedforskjellen mellom de to versjonene av protokollen er i algoritmen som brukes. NTPs algoritme kan spørre flere referanse klokker en beregning som er den mest nøyaktige.

SNTP-bruk for lavprosesseringsenheter - den passer til mindre kraftige maskiner, krever ikke NTP høy nøyaktighet. NTP kan også overvåke eventuelle offset og jitter (små variasjoner i bølgeform som følge av spenningsforsyningsfluktuasjoner, mekaniske vibrasjoner eller andre kilder) mens SNTP ikke gjør det.

En annen stor forskjell er i måten de to protokollene justerer for drift i nettverksenheter. NTP vil øke hastigheten på eller senke en systemur for å matche tiden til referanse klokken kommer inn i NTP server (slewing) mens SNTP bare vil gå fremover eller bakover systemuret.

Denne trinnringen av systemtiden kan forårsake potensielle problemer med tidsfølsomme applikasjoner, spesielt i trinnet er det ganske stort.

NTP brukes når nøyaktighet er viktig, og når tiden kritiske applikasjoner er avhengige av nettverket. Den komplekse algoritmen er imidlertid ikke egnet til enkle maskiner eller de med mindre kraftige prosessorer. SNTP derimot passer best for disse enklere enhetene, da det tar opp mindre datamaskiner, men det er ikke egnet for en hvilken som helst enhet der nøyaktigheten er kritisk eller hvor tiden kritiske applikasjoner er avhengige av nettverket.

Å kjøpe riktig tid til nettverkssynkronisering er bare mulig takket være atomur. Sammenlignet med standard timing enheter og atomur er millioner av ganger mer nøyaktige med de nyeste designene som gir nøyaktig tid til innen et sekund i et 100,000-år.

Atomklokker bruker uendelig resonans av atomer under forskjellige energitilstander for å måle tiden som gir et atomfelt som forekommer nesten 9 milliarder ganger i sekundet når det gjelder cesiumatomet. Faktisk er resonansen av cesium nå den offisielle definisjonen av et sekund som har blitt vedtatt av det internasjonale enhetssystemet (SI).

Atomsklokker er baseklokker som brukes til den internasjonale tiden, UTC (Koordinert universell tid). Og de gir også grunnlag for NTP-servere å synkronisere datanettverk og tidssensitive teknologier som de som brukes av flytrafikkontroll og andre tidssensitive applikasjoner på høyt nivå.

Å finne en atomurkilde for UTC er en enkel prosedyre. Spesielt med tilstedeværelsen av online tidskilder som de som tilbys av Microsoft og National Institute for Standards og Tid (windows.time.com og nist.time.gov).

Men disse NTP-servere er det som er kjent som stratum 2-enheter som betyr at de er koblet til en annen enhet som igjen får tiden fra en atomur (med andre ord en brukt kilde til UTC).

Selv om nøyaktigheten av disse stratum-2-serverne er ubestridelig, kan det påvirkes av avstanden klienten er fra tidsserverne, de er også utenfor brannmuren, noe som betyr at enhver kommunikasjon med en online-tidsserver krever en åpen UDP (User Datagram Protocol) port for å tillate kommunikasjonen.

Dette kan forårsake sårbarheter i nettverket, og brukes ikke av denne grunnen i ethvert system som krever fullstendig sikkerhet. En sikrere (og pålitelig) metode for å motta UTC er å bruke en dedikert Ntp tid. Disse tidssynkroniseringsenhetene mottar tiden direkte fra atomklokker, enten sendes på langbølge av steder som NIST eller NPL (Nasjonalt fysisk laboratorium - Storbritannia). Alternativt kan UTC stammer fra GPS-signalet som sendes av satellittkonstellasjonen i GPS-nettverket (Global Positioning System).

En av verdens mest nøyaktige atomklokker skal lanseres i bane og knyttes til den internasjonale romstasjonen (ISS) takket være en avtale undertegnet av det franske rombyrået.

Den atomiske klokken PHARAO (Projet d'Horloge Atomique paret Refroidissement d'Atomes en Orbite) er festet til ISS i et forsøk på å teste Einsteins teori om forholdsvis nøyaktig, samt øke nøyaktigheten av koordinert universell tid (UTC) blant annet geodesi eksperimenter.

PHARAO er en neste generasjon cesium atomur med en nøyaktighet som tilsvarer mindre enn et sekunds drift hvert 300,000 år. PHARAO skal lanseres av European Space Agency (ESA) i 2013.

Atomsklokker er de mest nøyaktige tidevarselene som er tilgjengelig for menneskeheten, men de er mottakelige for endringer i gravitasjons-trekk, som forutsatt av Einsteins teori, da tiden selv er slewed av jordens trekk. Ved å plassere denne nøyaktige atomur i bane, blir virkningen av jordens tyngdekraft mindre, slik at PHARAO kan være mer nøyaktig enn jordbasert klokke.

Samtidig som atomklokkene er ikke nytt for bane, så mange satellitter; inkludert GPS-nettverket (Global Positioning System) inneholder atomklokker, vil PHARAO imidlertid være blant de mest nøyaktige klokkene som lanseres i rommet, slik at den kan brukes til langt mer detaljert analyse.

Atomklokker har eksistert siden 1960, men deres økende utvikling har banet vei for mer og mer avanserte teknologier. Atomklokker danner grunnlag for mange moderne teknologier fra satellittnavigasjon, slik at datanettverk kan kommunisere effektivt over hele verden.

Datanettverk motta tidssignaler fra atomur av NTP-servere tid (Network Time Protocol) som nøyaktig kan synkronisere et datanettverk innen noen få millisekunder av UTC.

Vi kunne ikke leve våre liv uten dem. De påvirker nesten alle aspekter av vårt daglige liv, og mange av teknologiene som vi tar for gitt i dagens verden, kunne bare ikke fungere uten dem. Faktisk, hvis du leser denne artikkelen på Internett, er det en sjanse for at du bruker en akkurat nå.

Uten å vite det styrer atomklokker oss alle. Fra Internett; til mobilnett og satellittnavigasjon uten atomklokker vil ingen av disse teknologiene være mulig.

Atomklokker styrer alle datanettverk ved hjelp av protokollen NTP (nettverkstid protokoll) og nettverk tidsservere, datasystemer rundt om i verden forblir i perfekt synkronisering.

Og de vil fortsette å gjøre det i flere millioner år som atomklokker er så nøyaktige at de kan opprettholde tid til innen et sekund i godt over 100 millioner år. Imidlertid atomklokkene kan gjøres enda mer nøyaktig og et fransk team av forskere planlegger å gjøre nettopp det ved å lansere en atomur i rommet.

Atomsklokker er begrenset til deres nøyaktighet på jorden på grunn av virkningene av hans gravitasjonssprekk av planeten i tide; som Einstein foreslo at tiden selv er forvrengt av tyngdekraften, og denne klingingen senker tiden på jorden.

Imidlertid skal en ny type atomur som heter PHARAO (Projet d'Horloge Atomique-paret Refroidissement d'Atomes en Orbit) plasseres ombord på ISS (internasjonal romstasjon) utenfor rekkevidde fra de verste effektene av jordens gravitasjonstrekk.

Denne nye typen atomur vil tillate hyper nøyaktig synkronisering med andre atomklokker, her på jorden (som i virkeligheten vil gjøre synkronisering til en NTP server enda mer presis).

Pharao forventes å nå nøyaktighet på rundt ett sekund hvert 300 millioner år og vil tillate ytterligere fremskritt i tidsrelevante teknologier.

Et av de viktigste aspektene ved nettverk er å holde alle enhetene synkronisert til riktig tid. stemmer ikke nettverkstid og mangel på synkronisering kan spille kaos med systemprosesser og kan føre til utallige feil og problemer med feilsøking.

Og ikke å sikre at enhetene kontrolleres kontinuerlig for å hindre drift kan også føre til at et synkronisert nettverk sakte blir usynkronisert og fører til de slags problemer som er nevnt ovenfor.

Men å sikre at et nettverk ikke bare har riktig tid, men at den tiden ikke driver, oppnås ved hjelp av tidprotokollen NTP.

Nettverkstidsprotokoll (NTP) er ikke den eneste tidssynkroniseringsprotokollen, men den er langt den mest brukte. Det er en åpen kildekode protokoll, men oppdateres kontinuerlig av et stort fellesskap av Internett-tidsholdere.

NTP er basert på en algoritme som kan utdanne den riktige og mest nøyaktige tiden fra en rekke kilder. NTP gjør at en enkeltkilde kan brukes av et nettverk av hundrevis og tusenvis av maskiner, og det kan holde hver enkelt nøyaktig til den aktuelle kilden til noen få millisekunder.

Den enkleste måten å synkronisere et nettverk med NTP er å bruke a Ntp tid, også kjent som a nettverkstidsserver.

NTP-servere bruker en ekstern kilde til tid, enten fra GPS-nettverket (Global Positioning System), eller fra sendinger fra nasjonale fysikklaboratorier som NIST i USA eller NPL i Storbritannia.

Disse tidssignaler genereres av atomklokker som er mange ganger mer nøyaktige enn klokkene på datamaskiner og servere. NTP vil distribuere denne atomurtid til alle enheter på et nettverk, og det vil da fortsette å sjekke hver enhet for å sikre at det ikke er drift og korrigering av enheten hvis det er det.

Tidssynkronisering synkronisering~~POS=HEADCOMP er avgjørende for mange moderne applikasjoner. Mens datanettverk alle må kjøres i perfekt tid for å forhindre feil og sikre sikkerhet, krever andre systemer tidssynkronisering av juridiske årsaker.

Gjennomsnittlig hastighet kameraer, trafikklys kameraer, CCTV, parkeringsmålere og alarmsystemer for å nevne noen få, alle krever nøyaktig tidssynkronisering ikke bare for å sikre at systemene fungerer riktig, men også for å gi et revisjonsbart og juridisk spor for bruk i påtalemyndighetene.

Unnlatelse av å gjøre det kan føre til at systemet blir helt ubrukelig, da enhver juridisk sak basert på teknologien må være bevislig.

Et CCTV-nettverk som ikke er synkronisert vil for eksempel ikke være tillatt i retten, en tiltalte kan enkelt hevde at et bilde av dem på et kamera ikke kunne være dem da de ikke var i nærheten på det tidspunktet, og med mindre kamerasystemet kan bli revidert og vist seg å være nøyaktig, da rimelig tvil ville se noe tilfelle mot den mistenkte droppet.

Av denne grunn krever systemer som de som er nevnt ovenfor fullstendig granskbar tidssynkronisering som kan påvises uten rimelig tvil i et domstolssystem.

Et reviderbart system for tidssynkronisering er bare mulig ved å bruke en dedikert Ntp tid (Network Time Protocol). NTP-servere ikke bare gi en nøyaktig synkroniseringsmetode som er nøyaktig til noen millisekunder, de gir også en full revisjonsspor som ikke kan bestrides.

NTP-server-systemer bruk GPS-nettverket eller spesialiserte radiotransmisjoner for å motta atomuretiden som er så nøyaktig sjansen for at den er enda et sekund ut fra UTC-tid (Universal Coordinated Time) er over 3 milliarder til en som er enda større enn nøyaktigheten av andre juridiske bevis som DNA.

Sikring av et datanettverk er tidssynkronisert er viktig i moderne datanettverk. Synkronisering, ikke bare mellom forskjellige maskiner på et nettverk, men også hvert datanettverk som kommuniserer med andre nettverk, må synkroniseres med dem også.

UTC (Coordinated Universal Time) er en global tidsskala som gjør at nettverk på andre sider av kloden kan synkroniseres sammen. Synkronisere et nettverk til UTC er relativt enkelt takket være NTP (Network Time Protocol) programvareprotokollen designet for dette formålet.

De fleste operativsystemer, inkludert den nyeste Microsoft Incarnation Windows 7, har en versjon av NTP (ofte i forenklet form kalt SNTP), som gjør at en enkeltkilde kan brukes til å synkronisere hver datamaskin og enhet på et nettverk.

Å velge en kilde for denne tidsreferansen er den eneste virkelige vanskeligheten ved å synkronisere et nettverk. Det er tre hovedsteder hvor UTC-tid kan presis mottas fra:

Internett-tid

Det er mange kilder til internettid, og den nyeste versjonen av Windows (Windows 7) synkroniseres automatisk til Microsofts tidsserver time.windows.com, så hvis Internett-tid er tilstrekkelig, må Windows 7-brukere ikke endre deres innstillinger. Men for datanettverk hvor sikkerhet er et problem, kan internettkilder gi et system sårbar som tiden må mottas gjennom brannmuren, og tvinger en UDP-port til å stå åpen. Dette kan brukes av ondsinnede brukere. Videre er det ingen autentisering med en Internett-tidskilde, slik at tidskoden kan bli kapret før den kommer til nettverket ditt.

GPS Tid

Tilgjengelig bokstavelig talt overalt på kloden, gir GPS en 24-time, 365-kilden til UTC-tid for en årlig kilde. Leveres eksternt til brannmuren via GPS-satellittsignalet, Tidssynkronisering med GPS er nøyaktig og sikker.

Radiooverføringer

Vanligvis kringkastes av nasjonale fysikklaboratorier som NIST i USA og Storbritannia NPL, tidssignalene mottas via longwave og er også eksterne til brannmuren, så de er sikre og nøyaktige.

A dedikert NTP tidsserver kan motta både radio og GPS-tidssignal som garanterer nøyaktighet og sikkerhet.

Tiden styrer våre liv og holder oss oppdatert på det er viktig hvis vi ønsker å komme på jobb i tide, gjøre det hjem til middag eller se på våre favorittprogrammer om kvelden.

Det er også avgjørende for datasystemer. Datamaskiner bruker tid som referansepunkt, faktisk er tiden det eneste referansepunktet som kan brukes til å skille mellom to hendelser, og det er avgjørende at datamaskiner som opererer i nettverk, synkroniseres sammen.

Tidsynkronisering er når alle datamaskiner som er koblet sammen, kjører samtidig. Tidssynkronisering synkronisering~~POS=HEADCOMP, men det er ikke enkelt å implementere, først og fremst fordi datamaskiner ikke er gode tidskunder.

Vi er alle vant til å bli vist nederst til høyre på datamaskinens skrivebord, men denne gangen genereres vanligvis den innebygde krystalloscillatoren (normalt kvarts) på hovedkortet.

Dessverre er disse innebygde klokker utsatt for drift, og en dataklokke kan miste eller få en eller annen gang hver dag. Selv om dette kanskje ikke høres så mye, kan det snart samle seg og med noen nettverk som består av hundrevis og til og med tusenvis av maskiner, hvis de alle går i forskjellige tider, er det ikke vanskelig å forestille seg konsekvensene; e-postmeldinger kan ankomme før de sendes, data kan ikke sikkerhetskopieres, filer vil gå seg vill, og nettverkene kommer til å være forvirrende og nesten umulig å feilsøke.

For å sikre synkronisering gjennom et nettverk må alle enheter koble til en enkeltkilde. NTP (Network Time Protocol) har blitt utviklet for dette formålet og kan distribuere en tidskilde til alle enheter og sørge for at enhver drift motvirkes.

For sann nøyaktighet bør enkeltkilden være en kilde til UTC (Coordinated Universal Time), som er en global tidsskala som brukes over hele kontinenter, og betaler ikke hensyn til tidszoner, noe som gjør at nettverk på motstående sider av Jorden kan synkroniseres sammen.

En kilde til UTC bør også styres av en atomur, etter hvert som drift i tiden vil bety at nettverket ditt vil være ute av synkronisering med UTC. Langt den enkleste, mest effektive, sikre, nøyaktige og pålitelige metoden for å motta en atomurkilde for UTC er å bruke a dedikert NTP tidsserver. NTP-servere mottar UTC-tid fra enten GPS-nettverket (Global Positioning System) eller fra radiooverføring kringkastet av nasjonale fysikklaboratorier som NIST or NPL.

For de av oss som bor i Storbritannia, vil CCTV-kameraet (lukket krets-TV) være et kjent sted på de høye gatene. Over fire millioner kameraer er i drift gjennom hele de britiske øyene, med alle større byer som overvåkes av statsfinansierte kameraer som har kostet den britiske skattebetaleren over £ 200 million ($ 400 million).

Årsakene til bruken av slik utbredt overvåkning har alltid blitt erklært for å forhindre og oppdage kriminalitet. Imidlertid hevder kritikere at det er lite bevis på at CCTV-kameraer har gjort noe for å knuse den stigende gadekriminaliteten på Storbritannias gatene, og at pengene kunne bli bedre brukt godt.

Et av problemene med CCTV er at mange byer har begge kameraer kontrollert av lokale råd og private kontrollerte kameraer. Når det gjelder kriminalitetsdeteksjon, må politiet ofte få så mye bevis som mulig, noe som ofte betyr at man kombinerer de forskjellige lokale myndighetskontrollerte CCTV-kameraer med de private kontrollerte systemene.

Mange lokale myndigheter synkroniserer deres CCTV-kameraer sammen, men hvis politiet må skaffe bilder fra et nærliggende bydel eller fra et privat kamera, kan disse ikke synkroniseres i det hele tatt, hvis det er så, synkronisert til en annen tid helt.

Det er her CCTV faller ned i kampen mot kriminalitet. Tenk deg at en mistenkt kriminell er oppdaget på et CCTV-kamera som begår en kriminell handling. Tiden på kameraet kunne si 11.05pm, men hva om politiet følger de mistenkte bevegelsene over en by og bruker opptak fra et privateide kamera eller fra andre bydeler og mens CCTV-kameraet som fanget den mistenkte i loven, kan si 11.05, den andre kameraet kunne se de mistenkte minutter senere bare for tiden å være enda tidligere. Du kan forestille deg en god forsvarsadvokat som tar full nytte av dette.

For å sikre deres verdi i kampen mot kriminalitet er det avgjørende at CCTV-kameraer er tid synkronisert ved hjelp av en nettverkstidsserver. Disse tider serverne sikrer at alle enheter (i dette tilfellet kameraet) kjører nøyaktig samme tid. Men hvordan sikrer vi at alle kameraer er synkronisert til samme tidskilde. Vel heldigvis, en global tidskilde kjent som UTC (koordinert universell tid) er utviklet for dette nøyaktige formål. UTC styrer datanettverk, flytrafikkontroll og andre tidsfølsomme teknologier.

Et CCTV kamera bruker en NTP-server som mottar a UTC-tidskilde fra en atomur vil ikke bare være nøyaktig, men tiden som er sagt på enhetene vil være bevisbar i retten og nøyaktig til tusen sekund (millisekund).