Alle PC- og nettverksenheter bruker klokker for å opprettholde en intern systemtid. Disse klokkene, kalt Real Time Clock chips (RTC), gir informasjon om tid og dato. De er batteribacket slik at selv under strømbrudd, kan de opprettholde tid. Personlige datamaskiner er imidlertid ikke designet for å være perfekte klokker - deres design har blitt optimalisert for masseproduksjon og billigere enn å opprettholde en presis tid.

Disse interne klokkene er tilbøyelige til drift, og selv om det for mange applikasjoner kan dette være ganske tilstrekkelig for enkelte applikasjoner, men maskiner på et nettverk som går i forskjellige hastigheter, blir synkroniserte med hverandre, og det kan oppstå problemer, spesielt med tidsfølsom transaksjoner.

NTP-servere (Network Time Protocol) bruker en enkelt tidsreferanse for å synkronisere alle maskiner på nettverket til en tidsreferanse. Denne tidsreferansen kan enten være relativ (en datamaskinens interne klokke eller tiden på en armbåndsur kanskje) eller absolutt som en UTC (Universal Coordinated Time) klokkekilde som en atomur som er så nøyaktig som mulig.

For noen programmer er en relativ tidskilde tilstrekkelig, men i mange miljøer, for eksempel flyselskaper og børsen er det viktig for tid til å være absolutt. Tenk deg å kjøpe et flyselskap sete bare for å bli fortalt på flyplassen at billetten ble solgt to ganger fordi det ble kjøpt etterpå på en datamaskin som hadde en langsommere klokke!

Atomic klokker er de mest absolutte tids holde enheter. De arbeider på prinsippet om at den atom, cesium-133, har et eksakt antall perioder av stråling hvert sekund (9,192,631,770). Dette har vist seg så nøyaktig at SI-systemet (SI) har nå definert andre som varigheten av 9,192,631,770 sykluser av stråling fra cesium-133 atom og utvikling av UTC (Coordinated Universal Time) betyr nå datamaskiner over workld kan synkroniseres til samme tid.

Men atomklokker er ekstremt dyre og er generelt bare å finne i storskala fysikklaboratorier. NTP-servere kan imidlertid synkronisere nettverk til en atomur ved å bruke enten Global Positioning System (GPS) nettverk eller spesialiserte radiotransmisjoner (MTF i Storbritannia). Det må bemerkes at Microsoft og andre sterkt anbefaler at eksternt basert timing skal brukes i stedet for Internett-basert, da disse ikke kan godkjennes. Spesialistiske NTP-servere er tilgjengelige som kan synkronisere tid på nettverk ved hjelp av enten MSF (eller tilsvarende) eller GPS-tidsserver-signal.

GPS er en ideell tid og frekvens kilde fordi den kan gi svært nøyaktig tid hvor som helst i verden ved hjelp av relativt billige komponenter. Hver GPS-satellitt overfører i to frekvenser L2 for militær bruk og L1 for bruk av sivile som overføres på 1575 MHz. Lavpris GPS-antenner og mottakere er nå allment tilgjengelige.

Radiosignalet overføres av satellitten kan passere gjennom vinduer, men kan bli blokkert av bygninger, så det ideelle stedet for en GPS-antenne er på et tak med god utsikt til himmelen. Jo flere satellitter den kan motta fra jo bedre signal. Imidlertid kan takmonterte antenner være utsatt for lynnedslag eller annen spenningsstøt, slik at en suppressor er anbefaler blir installert inline på GPS-kabelen.

Kabelen mellom GPS-antenne og mottaker er også kritisk. Den maksimale distanse som en kabel kan løpe er normalt bare 20-30 meter, men en høy kvalitet koaksialkabel kombinert med en GPS-forsterker som er plassert sammen for å øke antennens forsterkning kan tillate i overkant av 100 meter kabelføringer.

Det er også en rekke nasjonale tids- og frekvensradio-sendinger som kan brukes til å synkronisere en NTP-server. I Storbritannia sendes signalet (kalt MSF) 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 rack tidsserver, og en antenne, som består av en ferrit bar inne i en plastomslutning som mottar radio tid og frekvens kringkasting. Det bør alltid være montert horisontalt i en rett vinkel mot transmisjon for optimal signalstyrke. Data sendes i pulser, 60 et sekund. Disse signaler gir UTC-tid med en nøyaktighet på 100 mikrosekunder, men radiosignalet har en begrenset rekkevidde og er utsatt for forstyrrelser.

Både en GPS NTP-server og MSF-tidsserver kan gi en rimelig og effektiv måte å nøyaktig synkronisere datanettverk ved hjelp av NTP.

Dette innlegget ble skrevet av Richard N Williams

Richard N Williams er en teknisk forfatter og spesialist i NTP Server og tid synkronisering industrien. Richard N Williams på Google+