Tidsservere er vanlige apparater i moderne serverrom, men tidssynkronisering har bare blitt mulig takket være ideer fra fysikeren i forrige århundre, og det er våre disse ideene om tid som har gjort mange av teknologiene de siste tiårene mulig.

Tiden er en av de vanskeligste konseptene å forstå. Inntil forrige århundre ble det antatt at tiden var konstant, men det var ikke før Einsteins ideer at vi oppdaget tiden var relativ.
Relativ tid var en konsekvens av Einsteins mest populære teori 'General Theory of Relativity' og dens berømte ligning E = MC2.

Hva Einstein oppdaget var at lysets hastighet var den eneste konstanten i universet (i vakuum uansett) og den tiden vil avvike for forskjellige observatører. Einsteins ligninger viste at jo raskere en observatør reiste mot lysets hastighet, desto langsommere tid ville bli.

Han oppdaget også at tiden ikke var en separat enhet utenom universet, men var en del av en fire-dimensjonal romtid, og at virkningen av tyngdekraften ville forvride dette romet og forårsake tid til å sakte.

Mange moderne teknologier som satellittkommunikasjon og navigasjon må ta disse ideene i betraktning ellers vil satellitter falle ut av bane og det ville være umulig å kommunisere over hele verden.

Atomsklokker er så nøyaktige at de kan miste mindre enn et sekund i 400 millioner år, men hensynet til Einsteins ideer må tas med i betraktning som atomklokker basert på havnivå kjører langsommere at de i høyere høyde på grunn av jordens tyngdekraften som sprer romtiden.

En universell tidsskala har blitt utviklet kalt UTC (Koordinert Universal Time), som er basert på tiden som er forklart av atomurene, men kompenserer for den minske nedbremsing av jordens rotasjon (forårsaket av tungens tyngdekraft) ved å legge Leap Seconds hvert år til hindre dag fra å krype inn i natt (om enn i tusen år eller to).

Takket være atomklokker og UTC-tid datanettverk over hele verden kan motta en UTC-tidskilde over Internett, via en nasjonal radiotransmisjon eller via GPS-nettverket. EN NTP server (Network Time Protocol) kan synkronisere alle enheter på et nettverk til den tiden.

Tidsservers brukes i hele britisk industri. Mange av dem mottar MSF-signalet fra National Physical Laboratory i Cumbria. Her er noen spørsmål om britisk tid og MSF-signalet:

Hvem bestemmer når klokker skal gå frem eller tilbake om sommeren?

Hvis du bor i Europa, er det tidspunktet for sommertid som begynner og slutter, gitt i EU-direktivet og det britiske lovbestemte instrumentet som 1 er Greenwich Mean Time (GMT).

Hører midnatt til dagen før eller dagen etter?

Bruken av ordet midnatt er sterkt avhengig av konteksten, men 00.00 (ofte kalt 12 am) er starten på neste dag. Det finnes ingen standarder for betydningen av 12 am og 12 pm, og ofte er en 24 time-tid mindre forvirrende.

Er det en godkjent måte å representere datoer og tider på?

Standardnotasjonen for datoen er sekvensen YYYY-MM-DD eller YY-MM-DD, selv om det i USA er konvensjonen å ha dager og måneder omvendt.

Når begynte det nye årtusen?

Et årtusen er en periode på tusen år. Så du kan si at det neste årtusen begynner nå. Det tredje årtusenet av den kristne tidsalder begynte i begynnelsen av året 2001 AD

Hvordan vet du atomklokkene holde bedre tid?

Hvis du ser på flere atomklokker alt satt til samme tid, vil du oppdage at de fortsatt er enige innen ti millioner av sekunder etter en uke.

Hva er nøyaktigheten av "taleklokken"?

Selv med tillatelse til forsinkelsen i telefonnettverket, kan du sannsynligvis forvente at starten på sekunderpipene skal være nøyaktige sekundermarkører innen omtrent en tiende sekund.

Hvorfor flyttet min radiokontrollte klokke til sommertid på 2, en time for sent?

Batteridrevne radiostyrte klokker kontrollerer vanligvis tiden bare hver time eller to, eller enda mindre, dette er for å spare batteriet.

Hvorfor mottar min radiostyrte klokke MSF-signalet mindre godt om natten?

Brukere av Leger Uten Grenser mottar overveiende et "bølgebølge" signal. Det er imidlertid også en gjenværende "himmelbølge" som reflekteres av ionosfæren og er mye sterkere om natten, dette kan resultere i et totalt mottatt signal som er sterkere eller svakere.

Er det en permanent en times forskjell mellom MSF-tid og DCF-77-tid?

Siden 1995 oktober 22 har det vært en varig en times forskjell mellom britisk tid (som kringkastet av MSF) og sentral europeisk tid, som sendes av DCF-77 i Tyskland.

Hva står MSF for?

Leger Uten Grenser er tre-brev anropstegnet som brukes til å betegne Storbritannias 60 kHz standardfrekvens og tidssignal.

Takk til National Physical Laboratory for deres hjelp med denne bloggen.

Network Time Protocol (NTP) ble oppfunnet av Dr David Mills fra University of Delaware, den har vært i bruk siden 1985 og er fortsatt i konstant utvikling. NTP er en protokoll utviklet for å synkronisere klokkene på datamaskiner og nettverk på Internett eller lokalnettverk (LAN). De fleste nettverk er synkronisert via NTP til en UTC-tidskilde (koordinert universeltid)

UTC er basert på tiden som ble fortalt av atomklokker og brukes globalt som standardisert tidskilde.

NTP (versjon 4) kan opprettholde tid over det offentlige Internett til 10 millisekunder (1 / 100th av et sekund) UTC-tid og kan utføre enda bedre over LAN med nøyaktighet av 200 mikrosekunder (1 / 5000th av et sekund) under ideelle forhold .

NTP fungerer i TCP / IP-pakken og er avhengig av UDP, tidssynkronisering med NTP er relativt enkel, det synkroniserer tiden med henvisning til en pålitelig UTC-kilde og distribuerer denne gangen til alle maskiner og enheter på et nettverk.

Microsoft og andre anbefaler at bare eksternt basert timing skal brukes i stedet for nettbasert, da disse ikke kan godkjennes og kan la et system være åpent for misbruk, særlig siden en Internett-tidkilde er utenfor brannmuren. Spesialist NTP-servere er tilgjengelige som kan synkronisere tid på nettverk ved hjelp av enten MSF, DCF eller WWVB radiotransmisjon. Disse signalene sendes på lang bølge av flere nasjonale fysikklaboratorier.

I Storbritannia, den Leger Uten Grenser nasjonal tid og frekvens radiotransmisjoner som brukes til å synkronisere en NTP-server, sendes av National Physics Laboratory i Cumbria, som fungerer som Storbritannias nasjonale tidsreferanse. Det finnes også lignende systemer i Colorado, USA (WWVB) og i Frankfurt, Tyskland (DCF -77).

En radiobasert NTP-server består vanligvis av en rackmonterbar tidsserver, og en antenne, bestående av en ferrittbjelke inne i en plastkapsling, som mottar radiotid og frekvensutsending. Antennen skal alltid monteres horisontalt i riktig vinkel mot transmisjonen for optimal signalstyrke. Data sendes i pulser, 60 et sekund. Disse signalene gir UTC-tid til en nøyaktighet av 100 mikrosekunder, men radiosignalet har et begrenset område og er sårbart for forstyrrelser.

En radio referert NTP-server er enkelt installert og kan gi en organisasjon med en presis tidsreferanse som muliggjør synkronisering av hele nettverket. NTP-serveren mottar tidssignalet og distribuerer det mellom nettverksenhetene.

Tidsservere kommer i flere former og størrelser. Den primære forskjellen mellom de fleste dedikerte tidsservere er slik de mottar en tidskilde.

Noen tidsservere bruker nasjonale tids- og frekvensoverføringer som sendes på langbølge mens andre bruker GPS-nettverket.

Noen tidsservere er utformet for å være rackmonterbare, perfekt for det gjennomsnittlige U-systemet av rack, slik at strengen kan monteres tett inn i ditt eksisterende rack.

Andre tidsservere er ikke mer enn små bokser som kan være diskret gjemt.

Her er en liste over førsteklasses serverprodusenter:

Galleon Systems

Elproma

Symmetricom

Meinberg

Tidsverktøy

De NTP server eller nettverkstidsserver som det ofte kalles er kulminasjonen av århundrer med horologi og kronologi. Historien om å holde oversikt over tid har ikke vært så glatt som du kanskje tror.

Hvilken måned var den russiske oktoberrevolusjonen? Jeg er sikker på at du har gjettet at det er et lure spørsmål, faktisk hvis du sporer dagene tilbake til oktober-revolusjonen som forandret formen til Russland i 1917, finner du det ikke startet til november!

En av de første beslutningene som bolsjevikkerne, som hadde vunnet revolusjonen, valgte å gjøre, var å bli med resten av verden ved å ta opp den gregorianske kalenderen. Russland var sist til å adoptere kalenderen, som fortsatt er i bruk over hele verden i dag.

Denne nye kalenderen var mer sofistikert som den juliske kalenderen som det meste av Europa hadde brukt siden det romerske imperiet. Dessverre gjorde ikke den juliske kalenderen nok nok skuddår, og ved århundreskiftet hadde dette betydd at årstidene hadde drevet, så mye at når Russland endelig vedtok kalenderen etter onsdag, 31 januar 1918 dagen etter ble torsdag, 14 februar 1918.

Så mens oktoberrevolusjonen skjedde i oktober i det gamle systemet, til den nye gregorianske kalenderen, betydde det at det hadde skjedd i november.

Mens resten av Europa vedtok denne mer nøyaktige kalenderen tidligere enn russerne, måtte de også korrigere sesongdrift, slik at i 1752 da Storbritannia endret systemer mistet de elleve dager, som ifølge den populistiske maleren av tiden, Hogarth, forårsaket rioters å kreve retur av deres tapt elleve dager.

Dette problemet med unøyaktighet i å holde oversikt over tid var antatt å være løst i 1950s når den første atomklokkene ble utviklet. Disse enhetene var så nøyaktige at de kunne holde tid for en million år uten å miste et sekund.

Det ble imidlertid snart oppdaget at disse nye kronometrene faktisk var for nøyaktige - sammenlignet med jordens rotasjon uansett. Problemet var at mens atomklokker kunne måle lengden på en dag til nærmeste millisekund, er en dag aldri den samme lengden.

Årsaken er at Månens tyngdekraft påvirker jordens rotasjon som forårsaker en wobble. Denne wobble har den effekten av å bremse ned og fremskynde Jordens spinn. Hvis ingenting ble gjort for å kompensere for dette, så vil tiden til atomklokker (International Atomic Time-TAI) og tiden basert på jordens rotasjon brukt av bønder, astronomer og deg og jeg (Greenwich Meantime-GMT) drive det som til slutt middag ville bli midnatt (om enn i tusen årtusener).

Løsningen har vært å utarbeide en tidsskala som er basert på atomtiden, men står også for denne vriden av jordens rotasjon. Løsningen ble kalt UTC (Koordinert Universal Time) og regner for Jordens variabel rotasjon ved å ha "sprang sekunder" til og med lagt til. Det har vært over tretti sprang sekunder lagt til UTC siden starten i 1970s.

UTC er nå en global tidsskala som brukes over hele verden av datanettverk for å synkronisere også. De fleste datanettverk bruker a NTP server å motta og distribuere UTC-tid.

NTP tidsskalaen er basert på UTC (Coordinated Universal Time), som er en global sivil tidsskala som er basert på International Atomic Time (TAI), men står for nedbremsing av jordens spinn ved å intermitterende legge til "sprang sekunder".

Dette er gjort for å sikre at UTC holdes sammen med GMT (Greenwich Meantime, ofte referert til som UT1). Manglende å regne for at Jordens bremse i sin rotasjon (og sporadisk fart) ville bety at UTC skulle falle ut av synkronisering med GMT og middag, da solen er tradisjonelt, vil det høyeste i himmelen skyte. Faktisk hvis sprang sekunder ikke ble lagt til slutt ville middag falle ved midnatt og omvendt (om enn i flere årtusener).

Ikke alle er glade med sprang sekunder, det er de som føler at tilførsel av sekunder for å holde jordens rotasjon og UTC-inline er ingenting annet enn en fudge. Men hvis du ikke gjør det, kan slike ting som astronomiske observasjoner umulige som astronomer trenger å vite nøyaktig posisjonering av stjernene, og bønder er også avhengige av jordens rotasjon.

De NTP klokke representerer tid på en helt annen måte enn menneskene oppfatter tid. I stedet for å formatere tid til minutter, timer, dager, måneder og år bruker NTP et kontinuerlig tall som representerer antall sekunder som har gått siden 0h 1 januar 1900. Dette er kjent som prime epoken.

Sekundene som regnes fra prime epoken fortsetter å stige, men vikler rundt hvert 136 år. Første omgang vil finne sted i 2036, 136 år siden prime epoken. For å håndtere dette NTP vil bruke et epoke heltall, så når sekunder tilbakestilles til null, representerer heltalet 1 den første epoken, og negative heltall representerer epoken før prime epoken.

Tidsservere som mottar sin tid fra GPS-systemet, mottar faktisk ikke UTC, hovedsakelig fordi GPS-nettverket var i utvikling før første sprang andre, men de er basert på TAI. GPS-tiden konverteres imidlertid til UTC av GPS-tidsserveren.

Radiotransmisjonssendingen fra nasjonale fysikklaboratorier som MSF, DCF eller WWVB er alle basert på UTC, og tidsserverne trenger ikke å gjøre noen konvertering.

Protokollen som brukes av de fleste nettverkstidsservere er NTP (Network Time Protocol) og har eksistert i ganske lang tid, men det blir stadig oppdatert og utviklet, og tilbyr stadig høyere nivåer av nøyaktighet og sikkerhet.

Synkronisering er en viktig del av moderne datanettverk og er viktig for å holde systemet sikkert. Uten NTP og tidssynkronisering kan et datanettverk være sårbart o ondsinnede angrep og til og med svindel.

Selv med perfekt synkronisert nettverkssikkerhet kan fortsatt være et problem, men det er noen få viktige skritt som kan tas for å sikre at nettverket ditt holdes sikkert.

Bruk alltid en dedikert Network Time Server. Mens Internett-tidskilder er fellessted, er de en tidskilde som ligger utenfor brannmuren. Dette vil ha åpenbare sikkerhetstrekninger fordi en ondsinnet bruker kan dra nytte av "hullet" igjen i brannmuren for å kommunisere med NTP-serveren. En dedikert NTP server vil motta et tidssignal fra en ekstern kilde.

Normalt vil disse typer dedikerte tidsservere benytte enten GPS-nettverket (Global Positioning System) eller spesialiserte nasjonale tids- og frekvensradio-sendinger. Begge disse tidskildene gir en nøyaktig og pålitelig metode for UTC-tid (koordinert universell tid) samtidig som det er sikkert.

En annen måte å sikre sikkerhet på er å utnytte NTPs innebygde sikkerhetsmekanisme - autentisering. Autentisering er et sett med krypterte nøkler som brukes til å fastslå om tidskilden kommer fra hvor den hevder å komme fra.

Autentisering bekrefter at hver timestamp har kommet fra den tiltenkte tiden referansen ved å analysere et sett av avtalte krypteringsnøkler som sendes sammen med tidsinformasjon. NTP, ved bruk av Message Digest kryptering (MD5) for å un-kryptere nøkkelen, analyserer den og bekrefter hvorvidt det har kommet fra den pålitelige tidskilden ved å verifisere den mot et sett med nøkler pålitelige.

Bekreftede autentiseringsnøkler er oppført i NTP-serverkonfigurasjonsfilen (ntp.conf) og er lagret i ntp.keys-filen. Nøkkelfilen er normalt veldig stor, men klarerte nøkler forteller NTP-serveren hvilken sett av delsett av nøkler som for tiden er aktiv og som ikke er. Ulike delsett kan aktiveres uten å redigere ntp.keys-filen ved hjelp av konfigurerings-kommandoen.

Autentisering er svært viktig for å beskytte en NTP server fra ondsinnet angrep Men Internett-tidskilder kan ikke godkjennes, noe som dobler risikoen for å bruke en Internett-basert tidsreferanse.

Atomsklokker har eksistert siden 1950s. De har gitt utrolig nøyaktighet i tidevannet med de fleste moderne atomklokker, og taper ikke et sekund i tide i en million år.

Takket være atomklokker har mange teknologier blitt mulige og har forandret måten vi lever våre liv på. Satellittkommunikasjon, satellittnavigasjon, internettkjøp og nettverkskommunikasjon er bare mulig takket være atomklokker.

Atomsklokker er grunnlaget for verdens globale tidsskala Universal Coordinated Time (UTC) og er referansen som mange datanettverk bruker som en tidskilde for å distribuere blant sine enheter ved hjelp av NTP (Network Time Protocol) og en tidsserver.

Atomklokkene er basert på atom cesium-133. Dette elementet har tradisjonelt blitt brukt i atomklokker som dets resonans eller vibrasjoner i en bestemt energitilstand, eller ekstremt høy (over 9 milliarder) og kan derfor gi høye nøyaktighetsnivåer.

Nye typer atomklokker er imidlertid i horisonten som vil skryte enda mer nøyaktighet med neste generasjon atomklokker, hverken å vinne eller miste et sekund i 200 millioner år.

Neste generasjon atomklokker stole ikke lenger på cesiumatomet, men bruker elementer som kvikksølv eller strontium, og i stedet for å bruke mikrobølger som cesiumklokkene, bruker disse nye klokkene lys som har høyere frekvenser.

Strontiums resonans overstiger også over 430 trillion, som er langt bedre enn de 9.2-milliarder vibrasjoner som cesium klarer.

Foreløpig atomklokker kan benyttes av datasystemer ved å bruke enten en radio eller GPS-klokke eller dedikert Ntp tid. Disse enhetene kan motta tidssignalet som overføres av atomur og distribuere dem mellom nettverksenheter og datamaskiner.

Nasjonal institutt for standarder og teknologi (NIST) har imidlertid avslørt en miniatyr atomur som måler bare 1.5 millimeter på en side og om 4 millimeter høy. Den bruker mindre enn 75 tusendeler av en watt, og har en stabilitet på omtrent en del i 10 milliarder, tilsvarende en klokke som hverken vil vinne eller miste mer enn et sekund i 300 år.

I fremtiden kan disse enhetene integreres i datasystemer, erstatte gjeldende klokkeslett i sanntidsklokke, som er notorisk unøyaktige og kan drive.

Tidssynkronisering er en integrert del av moderne datanettverk, spesielt med internett og online kommunikasjon blitt så dominerende.

Kommunisere med maskiner over hele verden krever nøyaktig tidssynkronisering ellers vil mange av de nettopp oppgavene vi tar for gitt ikke være mulig. Tid i form av tidsstempler er den eneste referanseformen en datamaskin må identifisere rekkefølgen av hendelser. Så med tidsfølsomme transaksjoner er tidssynkronisering pivotal.

Her er noen tips for å sikre at nettverket ditt kjører nøyaktig og nøyaktig tid som mulig:

NTP (Network Time Protocol) er verdens ledende tidssynkroniseringsprogramvare. Det er andre tidsprotokoller, men NTP er den mest brukte og best støttede.

De fleste datanettverk over hele verden er synkronisert til UTC (Koordinert Universal Time). Dette er en global tidsskala basert på tiden som ble fortalt av atomur. Bruk alltid en UTC-kilde til å synkronisere også.

Bruk alltid en ekstern maskinvarekilde som en tidsreferanse, da tidskilder fra Internett ikke kan godkjennes. Autentisering er et sikkerhetsmål som brukes av NTP for å sikre at en tidsreferanse kommer fra hvor den sier at den er fra. Også ved hjelp av en Internett-tidkilde betyr at referansen er utenfor nettverksbrannmuren, kan dette medføre ekstra sikkerhetsrisiko.

dedikert tidsservers kan motta UTC-signaler fra radiotransmisjoner og legeforetakets nettverk. Disse tilbyr den mest sikre, nøyaktige og pålitelige metoden for å motta en UTC-tidsreferanse.

Nettverk basert i Storbritannia, Tyskland, USA og Japan har tilgang til langbølge- og frekvensoverføringer som sendes av nasjonale fysikklaboratorier. Disse sendingene er nøyaktige og pålitelige, og ofte er de dedikerte tidsservere som mottar dem billigere enn deres GPS-alternativer.

GPS er tilgjengelig overalt på kloden som en kilde til UTC-tid. GPS-antenner gjør det bra en god 180-graders utsikt over himmelen og krever gode 48-timer for å motta en stabil "låst" satellittrett.

Ordne nettverket ditt i lag. Stratumnivåer angir avstanden fra en tidskilde. En stratum 0-server er en atomur mens en stratum 1-server er en dedikert tidsserver som mottar tiden fra en stratum 0-kilde. Stratum 2-enheter er maskiner som mottar timingkilden fra en stratum 1-server, men stratum 2-enheter kan også brukes til å formidle timinginformasjon. Ved å sikre at du har nok lagernivåer, vil du unngå overbelastning i nettverket og tidsserveren.

UTC (Coordinated Universal Time) er den globale sivile tidsskala som brukes av millioner av mennesker, bedrifter og myndigheter over hele verden. UTC er basert på tiden som er oppgitt av cesium atomklokker. Disse klokkene er de mest pålitelige nøyaktige kronometrene på jorden, som er i stand til å opprettholde nøyaktig tid i flere millioner år, mens de heller ikke mister eller får et sekund.

Dessverre er cesium klokker altfor dyre og delikate maskiner for å gjøre det praktisk for oss alle å ha en, men heldigvis er tiden de forteller, overført av flere land. Disse nasjonens nasjonale fysikklaboratorier har en tendens til å kringkaste UTC-tid fra disse klokkene av langbølge.

I Storbritannia sendes 60 kHz-sendingen av National Physical Laboratory fra en sender i Anthorn i Cumbria (den var basert i Rugby til 2007). NPL vedlikeholder kontinuerlig transmisjonene og vurderer nøyaktigheten. Mens MSF signal Det er en britisk basert overføring som er mulig å motta signalet i enkelte deler av Nord-Europa og Skandinavia.

Men på fastlands-Europa er det sterkeste tidspunktet og frekvenssignalet den tyske overføringssendingen fra Frankfurt i Tyskland. Dette signalet kalles DCF styres og vedlikeholdes av tysk nasjonalfysikk laboratorium. Mens Sveits også har sitt eget tids- og frekvenssignal, er det tyske DCF-signalet langt den mest brukte i Europa.

I USA vedlikeholdes et lignende system av NIST (National Institute for Standards and Time) og sendes fra Fort Collins, Colorado. Dette signalet kalles WWVB og er tilgjengelig i de fleste deler av Nord-Amerika (inkludert Canada).

Japan opprettholder sin egen tidssending (JJY), som også er populær i sør-stillehavet, og flere andre land (som Frankrike) opprettholder også sine egne signaler, selv om disse bare har en liten dekning.

Alle disse tidssignaler opererer på lignende måte. Signalstyrken reduseres enten med mellom 6 og 10 dB eller slås av i en bestemt tid før de gjenopprettes ved starten av hvert sekund. Mengden tid signalet er redusert indikerer en strøm av binære tall med posisjoneringsmarkører.
Signalene opererer på en 60 kHz frekvens og har en tids- og datakode som relayer følgende informasjon i binært format: År, måned, dag i måned, ukedag, time, minutt, DUT1 (forskjellen mellom UTC og UT1 som er basert på jordens rotasjon). Signalene gir også informasjon om lokal tid som britisk sommertid.