Nettverkstidsprotokoll og datatidsynkronisering

Spør noen nettverksadministrator eller IT-ingeniør og spør dem hvor viktig nettverkssynkronisering er og du vil normalt få det samme svaret - veldig.

Tid brukes i nesten alle aspekter ved databehandling for logging når hendelser har skjedd. Faktisk timestamps er den eneste referansen en datamaskin kan bruke til å holde spor av oppgaver det har gjort og de som den har ennå å gjøre.

Når nettverkene er usynkroniserte, kan resultatet være en ekte hodepine for alle som har problemer med å feilsøke dem. Data kan ofte gå tapt, programmer ikke begynner, feillogging er nesten umulig, for ikke å nevne sikkerhetsproblemene som kan oppstå hvis det ikke er synkronisert nettverkstid.

NTP (Network Time Protocol) er det ledende tidssynkroniseringsprogrammet som har eksistert siden 1980s. Den har blitt stadig utviklet og brukes av nesten alle datanettverk som krever nøyaktig tid.

De fleste operativsystemer har en versjon av NTP allerede installert og bruker den til å synkronisere en enkelt datamaskin er relativt rett frem ved å bruke alternativene i klokkeinnstillingene eller oppgavelinjen.

Ved å bruke den innebygde NTP-applikasjonen eller demonen på en datamaskin, vil det imidlertid føre til at enheten bruker en kilde til internettid som en referansehenvisning. Dette er alt bra og bra for single-desk-toppmaskiner, men på et nettverk er det nødvendig med en sikrere løsning.

Det er viktig på alle datanettverk at det ikke er sårbarheter i brannmuren som kan føre til angrep fra ondsinnede brukere. Å holde en port åpen for å kommunisere med en Internett-tidkilde er en metode som en angriper kan bruke til å skrive inn et nettverk.

Heldigvis finnes det alternativer til å bruke internett som en tidskilde. Atom klokke tid signaler kan mottas ved hjelp av langbølge-radio eller GPS-overføringer.

dedikert Ntp tid enheter er tilgjengelige som gjør prosessen med tidssynkronisering ekstremt lett som NTP-servere mottar tiden (eksternt til brannmuren) og kan deretter distribuere til alle maskiner på et nettverk - dette gjøres sikkert og nøyaktig med de fleste nettverk synkronisert til en NTP-server som arbeider til i løpet av noen millisekunder av hverandre.

Atomic Clocks Nå fordoblet i presisjon

Som med fremskrittet av datateknologi som synes å øke eksponentielt i evnen hvert år, ser atomklokker også ut til å øke dramatisk i sin nøyaktighet år etter år.

Nå, de pionerene av atomur teknologi, USAs National Institute of Standards Time (NIST), har annonsert at de har klart å produsere en atomur med nøyaktighet to ganger det av klokker som har gått før.

Klokken er basert i et enkelt aluminiumatom, og NIST hevder at det kan forbli nøyaktig uten å miste et sekund i over 3.7 milliarder år (omtrent samme tid som livet har eksistert jorden).

Den forrige mest nøyaktige klokken ble utarbeidet av den tyske Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) og var en optisk klokke basert på et strontiumatom og var nøyaktig til et sekund på over en milliard år. Denne nye atomklokken fra NIST er også en optisk klokke, men er basert på aluminiumatomer, som ifølge NISTs forskning med denne klokken er langt mer nøyaktig.

Optiske klokker bruker lasere til å holde atomer fortsatt og avvike fra de tradisjonelle atomklokkene som brukes av datanettverk NTP-servere (Network Time Protocol) og annen teknologi som er basert på fontener. Ikke bare bruker disse tradisjonelle fontenen klokker cesium som deres tidsbevisende atom, men i stedet for lasere bruker de superkjølte væsker og støvsuger for å kontrollere atomer.

Takket være arbeidet av NIST, PTB og Storbritannias NPL (Nasjonalt fysisk laboratorium) atomklokker fortsetter å ekspansjonelt, men disse nye optiske atomklokker basert på atomer som aluminium, kvikksølv og strontium er langt fra å bli brukt som grunnlag for UTC (Koordinert universell tid).

UTC styres av en konstellasjon av cesium fontenen klokker som samtidig nøyaktig til et sekund i 100,000 år er langt mindre presis enn disse optiske klokker og er basert på teknologi over femti år gammel. Og dessverre til verdens vitenskaps-fellesskap kan bli enige om et atom- og urdesign som skal brukes internasjonalt, vil disse presise atomklokkene bare forbli en leksaks i det vitenskapelige samfunn.

Effekten av Solar Flares på GPS

Kommende værforhold kan påvirke GPS-enheter, inkludert satellittnavigasjon og NTP GPS tidsservere.

Mens mange av oss har hatt å takle ekstremt vær i vinter, er det flere stormer på vei - denne gangen fra rommet.

Solstråler er en vanlig forekomst på overflaten av solen. Mens forskere ikke er helt sikre på hva som forårsaker dem, vet vi to ting om sollys: - de er sykliske - og er relatert til solflekk aktivitet.

For de siste elleve årene har solens solspotaktivitet - små mørke fordybninger som ser ut på solens overflate - vært svært minimal. Men denne elleveårs syklusen har gått til slutt, og det har vært en økning i solflekker ved slutten av fjoråret, noe som betyr at 2010 vil være et støtfangerår for både solstråler og solstråler.

Men det er ikke nødvendig å bekymre seg for å bli ristet av solstråler, da disse utbruddene av varme gasser som flammer fra solen, aldri kommer langt nok til å nå jorden, men de kan påvirke oss på forskjellige måter.

Solstråler er utbrudd av energi og avgir som stråling og høy energi partikler. På jorden er vi beskyttet av disse blastene av energi og stråling av jordens magnetfelt og ionosfære, men satellittkommunikasjon er ikke, og dette kan føre til problemer.

Selv om effekten av solfleksstråling er svært svak, kan den senke og reflektere radiobølger når de beveger seg gjennom ionosfæren mot jorden. Denne forstyrrelsen kan føre til at GPS-satellitter spesielt er ekstreme problemer, da de er avhengige av nøyaktighet for å gi navigasjonsinformasjon.

Mens effektene av sollys er milde, er det mulig at GPS-enheter vil møte korte perioder uten signal, og også problemet med unøyaktige signaler som betyr at posisjonsinformasjon kan bli upålitelig.

Dette vil ikke bare påvirke navigasjonen, enten som GPS-systemet brukes av hundrevis og tusenvis av datanettverk som kilde til pålitelig tid.

Mens mest dedikert GPS tidsservere bør kunne takle ustabilitetsperioder uten å miste presisjon, for bekymrede nettverksadministratorer som ikke vil gå på jobb for å finne at systemene deres har krasjet på grunn av manglende synkronisering, vil kanskje vurdere å bruke en radio referert Network time server som bruker kringkasting som MSF eller WVBB.

Dual NTP-tidsservere (Network Time Protocol) er også tilgjengelig som kan motta både radio og GPS, slik at en tidskilde alltid er tilgjengelig.

A Guide to Synkronisere et nettverk med NTP

Network Time Protocol (NTP) Er en TCP / IP-protokoll utviklet da internett var i sin barndom. Den ble utviklet av David Mills i University of Delaware som prøvde å synkronisere datamaskiner over et nettverk med en grad av presisjon.

NTP er en UNIX-basert protokoll, men det har blitt portet til å drive like effektivt på PCer og en versjon er tatt med operativsystemer siden Windows 2000 (inkludert Windows 7, Vista og XP).

NTP, og nissen (program) som styrer det, er ikke bare en metode for sending av gangen. Ethvert system som kjører NTP nissen kan fungere som en klient ved å spørre henvisningen tid fra andre servere eller det kan gjøre sin egen tid tilgjengelig for andre enheter for å bruke som i praksis gjør den til en tidsserver selv. Det kan også fungere som en node ved å samarbeide med andre jevnaldrende for å finne den mest stabile og nøyaktige tidskilde å bruke.

En av de fleksible deler av NTP er dens hierarkisk natur. NTP deler enheter i lag, hvert stratum nivå er definert av sin nærhet til referanseklokke (atomur). Selve klokken atom er en stratum 0 enhet, enheten som er nærmest den (ofte en dedikert NTP tidsserver) Er en stratum 1 enhet mens andre enheter som kobles til den blir stratum 2. NTP kan opprettholde nøyaktighet innenfor 16 stratum nivåer.

Et nettverk som må synkroniseres, må først identifisere og finne en tidskilde for NTP å distribuere. Internett-kilder tid er tilgjengelige, men deg er ofte hentet fra stratum 2 enheter som opererer gjennom brannmuren. Den eneste måten NTP kan peer tiden er om TCP / IP-port er igjen åpen for å tillate trafikk gjennom. Dette kan føre til sikkerhetsproblemer som ondsinnede brukere kan dra nytte av denne brannmuren hullet.

dedikert NTP-servere tid finne en kilde til tid via GPS eller radiosignaler og så ikke la et nettverk sårbare for angrep. Ved å feste en Ntp tid til en ruter og hele nettverket av hundrevis og tusenvis av enheter kan synkroniseres takket være NTP hierarkiske struktur.

Nye teknologier og den voksende betydningen av tidssynkronisering

De NTP-protokoll (Network Time Protocol) har siden de tidligste dagene på internett vært ansvarlig for å synkronisere tiden over datanettverk. Ikke bare er NTP effektiv på dette, men når den er koblet til en kilde til UTC (koordinert universell tid), er NTP også ekstremt nøyaktig.

De fleste datanettverk kobles til UTC via en dedikert Ntp tid. Disse enhetene bruker en ekstern tilkobling til en atomur for å motta tiden og deretter distribuere den over et nettverk. Ved å koble eksternt, via GPS (Global Positioning System) eller langbølge-radio, er det ikke bare NTP-servere tid utrolig nøyaktig, men de er også veldig sikre som de ikke stole på en internettforbindelse for tiden.
NTP-tidsservere blir også stadig brukt til andre nye innovasjoner. Ikke bare har tradisjonelle teknologier som CCTV, trafikklys, flytrafikkontroll og børsen, avhengighet av tidssynkronisering med tidsservere, men også en økende mengde moderne teknologi er også.

NTP-servere tid er nå vanlig i moderne digital signering systemer (bruk av flatskjerm-TVer for utendørs reklame). Disse nettverksskjermer synkroniseres ofte for å tillate planlagte og orkestrerte kampanjer.

En synkronisert digital skiltingskampanje er en metode for å lage et utilsiktet annonseringskampanjestandard. Dette blir stadig viktigere etter hvert som flere og flere digitale skilting blir gjennomført, noe som gjør det vanskelig for en konvensjonell digital signering-kampanje å få øye.

Ved å synkronisere flere skjermer sammen med en NTP-tidsserver og kjører en planlagt og tidsbestemt kampanje. Dette gjør at innholdet kan planlegges eller tidsbestemt for å maksimere effekten.

Små tidsservere kan eben installeres direkte inn i digital skilting av LCD-kabinett Selv om de fleste av disse tiem-synkroniseringsenhetene krever et GPS- eller langbølgesignal, kan antennen være problamtisk. En bedre løsning er å koble til Digtal-signaturen og bruke en enkelt NTP server som en metode for synkronisering.

NTP kan være den eldste protokollen på internett og NTP-servere tid har eksistert i nesten to tiår, men denne forholdsvis antikke teknologien og programvaren har aldri vært så mye etterspurt.

Atomic Clock Scientific Precision

Presisjon blir stadig viktigere i moderne teknologi og ikke mer enn nøyaktighet i tid. Fra internett til satellittnavigasjon er nøyaktig og nøyaktig synkronisering avgjørende i moderne alder.

Faktisk vil mange av teknologiene som vi tar for gitt i dagens verden, ikke være mulig hvis det ikke var for de mest nøyaktige maskinene oppfunnet - atomur.

Atomic klokker er bare tidevann enheter som andre klokker eller klokker. Men hva står dem fra hverandre er nøyaktigheten de kan oppnå. Som et grovt eksempel vil din standardmekaniske klokke, som et byklokketårn, skyve så mye som en sekund om dagen. Elektroniske klokker som digitale klokker eller klokkeradioer er mer nøyaktige. Disse typer klokke drev et sekund om en uke.

Men når du sammenligner nøyaktigheten til en atomur der et sekund ikke vil gå tapt eller oppnådd i 100,000 år eller mer, er nøyaktigheten av disse enhetene uforlignelig.

Atomklokker kan oppnå denne nøyaktigheten av oscillatorene de bruker. Nesten alle typer klokker har en oscillator. Generelt er en oscillator bare en krets som regelmessig flipper.

Mekaniske klokker bruker pendler og fjærer for å gi regelmessig svingning mens elektroniske klokker har krystall (vanligvis kvarts) at når en elektrisk strøm går gjennom, gir en nøyaktig rytme.

Atomklokker bruker oscillasjon av atomer under forskjellige energitilstander. Ofte brukes cesium 133 (og noen ganger rubidium), da den hyperfine overgangssvingningen er over 9 milliarder ganger i sekundet (9,192,631,770), og dette endres aldri. Faktisk er det Internasjonalt system av enheter (SI) ser nå offisielt et øyeblikk som 9,192,631,770-sykluser av stråling fra cesiumatomet.

Atomklokker gir grunnlaget for verdens globale tidsskala - UTC (Koordinert universell tid). Og datanettverk over hele verden holder seg synkronisert ved bruk av tidssignaler som sendes ut av atomur og hentes på NTP-servere tid (Network Time Server).

Nettverkstidsprotokoll og nettverkstidssynkronisering

Synkronisering av datanettverk er noe som mange administratorer tar for gitt. Dedikerte nettverkstidsservere kan motta en tidskilde og distribuere den mellom et nettverk, nøyaktig, sikkert og nøyaktig.

Imidlertid nøyaktig tidssynkronisering er bare mulig takk tid protokollen NTP - Nettverkstidsprotokoll.

NTP ble utviklet da internett var fortsatt i sin barndom og Professor David Mills og hans team fra Delaware University forsøkte å synkronisere tiden på et nettverk av noen få maskiner. De utviklet den aller tidligste overføringen av NTP som fortsatt har blitt utviklet til denne dagen, nesten tretti år etter den første starten.

NTP var ikke da, og er ikke nå den eneste tidssynkroniseringsprogramvaren, det finnes andre programmer og protokoller som gjør en lignende oppgave, men NTP er den mest brukte (langt med over 98% av tidssynkroniseringsprogrammer som bruker den). Den er også pakket med de fleste moderne operativsystemer med en versjon av NTP (vanligvis SNTP - en forenklet versjon) installert på det nyeste Windows 7-operativsystemet.

NTP har spilt en viktig rolle i å skape internett vi kjenner og elsker i dag. Mange onlineapplikasjoner og oppgaver vil ikke være mulige uten nøyaktig tidssynkronisering og NTP.

Online handel, internett auksjoner, bank og feilsøking av nettverk, stole alle på nøyaktig tidssynkronisering. Selv å sende en e-post krever tidssynkronisering med e-postserver - ellers ville datamaskiner ikke kunne håndtere e-postmeldinger som kommer fra usynkroniserte maskiner som de kan ankomme før de ble sendt.

NTP er en gratis programvare protokoll og er tilgjengelig online fra NTP.org Men de fleste datanettverk som krever sikker og presis tid, bruker det meste dedikerte NTP servere som opererer eksternt til nettverket og brannmuren, får tid fra atomur-signaler som sikrer millisekundens nøyaktighet med verdens globale tidsskala UTC (Koordinert universell tid).

Velge en tidsserver for nettverket ditt

Enhver nettverksadministrator vil fortelle deg hvor viktig det er tidssynkronisering er for et moderne datanettverk. Datamaskiner stole på tiden for nesten alt, spesielt i dagens alder av elektronisk handel og global kommunikasjon der nøyaktighet er viktig.

Hvis du ikke klarer å sikre at datamaskiner blir nøyaktig synkronisert sammen, kan det føre til alle slags problemer: datatap, sikkerhetsproblemer, ikke klarer å gjennomføre tidsfølsomme transaksjoner og feilsøking, kan alle skyldes mangel på eller ikke tilstrekkelig tidssynkronisering.

Men å sikre at hver datamaskin på et nettverk har nøyaktig samme tid, er enkel takket være to teknologier: atomuret og NTP server (Network Time Protocol).

Atomklokkene er ekstremt nøyaktige kronometre. De kan holde tid og ikke drive så mye av et sekund i tusenvis av år, og det er denne nøyaktigheten som har gjort mulige teknologier og applikasjoner som satellittnavigasjon, netthandel og GPS.

Tidssynkronisering for datanettverk styres av nettverksserveren, vanligvis referert til som NTP-serveren etter tidssynkroniseringsprotokollen de bruker, Network Time Protocol.
Når det gjelder å velge en tidsserver, er det egentlig bare to ekte typer - radio referansen Ntp tid og GPS NTP tidsserver.

Radio referanse tidsservere mottar tiden fra lang bølge overføring kringkastet av fysikk laboratorier som NIST i Nord-Amerika eller NPL i Storbritannia. Disse overføringene kan ofte hentes i hele opprinnelseslandet (og utover), selv om lokal topografi og interferens fra andre elektriske enheter kan forstyrre signalet.

GPS tidsservere, derimot, bruker satellittnavigasjonssignalet som sendes fra GPS-satellitter. GPS-overføringene genereres av atomklokker ombord på satellittene, slik at de er en svært nøyaktig tidskilde akkurat som atomklokken generert tid kringkastet av fysikklaboratoriene.

Bortsett fra ulempen med å ha en takantennantenn (GPS fungerer ved synsfelt, så et klart syn på himmelen er avgjørende), kan GPS oppnås bokstavelig talt overalt på planeten.

Som begge typer tidsserver kan gi en nøyaktig kilde til pålitelig tid, avgjørelsen av hvilken type tidsserver som skal baseres på tilgjengeligheten av lange bølgesignaler, eller om det er mulig å installere en GPS-antenne på taket.

Bruke GPS som kilde til presis tid

Global Positioning System (GPS) er et stadig mer populært verktøy som brukes over hele verden som en kilde til veiing og navigering. Det er imidlertid mye mer til GPS-nettverket enn bare satellittnavigasjon, da transmisjonene som sendes av GPS-satellittene, også kan brukes som en svært nøyaktig tidskilde.

GPS-satellitter er faktisk bare bølgende klokker som hver inneholder atomklokker som genererer et tidssignal. Det er tidssignalet som sendes av GPS-satellittene som satellittnavigasjonsmottakere i biler og fly bruker til å trene avstand og posisjon.

Posisjonering er bare mulig fordi tidssignalene dine er så nøyaktige. Kjøretøyet satte navene bruker for eksempel signalene fra fire omløpende satellitter og triangulerer informasjonen til å utarbeide stillingen. Men hvis det bare er ett sekunds unøyaktighet med et av tidssignaler, kan posisjonsinformasjonen være tusenvis av miles ute - noe som viser seg ubrukelig.

Det er testament til nøyaktigheten av atomurene som brukes til å generere GPS-signaler som for tiden en GPS-mottaker kan trene sin posisjon på jorden til innen fem meter.

Fordi GPS-satellitter er så nøyaktige, er de en ideell kilde til tid til synkroniser et datanettverk til. Strengt sett er GPS-tid forskjellig fra den internasjonale tidsskalaen UTC (koordinert universell tid), ettersom UTC har gitt ekstra sprang sekunder til det for å sikre likhet med jordens rotasjon, noe som betyr at det er nøyaktig 18 sekunder foran GPS, men det er lett å konvertere av NTP til tidssynkronisering protokoll (Network Time Protocol).

GPS tidsservere motta GPS-tidssignalet via en GPS-antenne som må plasseres på taket for å motta siktlinjen. Når GPS-signalet er mottatt, NTP GPS-tid server vil distribuere signalet til alle enheter på NTP-nettverket og korrigerer drift på enkelte maskiner.

GPS tidsservere er dedikert til brukervennlige enheter og kan sikre millisekundens nøyaktighet til UTC uten noen av sikkerhetsrisikoen ved bruk av en Internett-tidskilde.

Bruke WWVB-signalet for tidssynkronisering

Vi stoler på tiden for å holde våre dager planlagt. Armbåndsur, veggklokker og til og med DVD-spilleren forteller oss allikevel, men det er i enkelte tilfeller ikke akkurat nok, spesielt når tiden må synkroniseres.

Det er mange teknologier som krever ekstremt nøyaktig presisjon mellom systemer, fra satellittnavigasjon til mange internettprogrammer, nøyaktig tid blir stadig viktigere.

Imidlertid er oppnåelse av presisjon ikke alltid rett fremover, spesielt i moderne datanettverk. Mens alle datasystemer har innebygde klokker, er disse ikke nøyaktige tidsbrikker, men standard krystalloscillatorer, samme teknologi som brukes i andre elektroniske klokker.

Problemet med å stole på systemklokker som dette er at de er tilbøyelige til å drive og på et nettverk bestående av hundrevis eller tusenvis av maskiner, hvis klokkene kjører i en annen hastighet - kaos kan snart oppstå. E-postmeldinger mottas før de sendes og tidskritiske applikasjoner feiler.

Atomklokkene er de mest nøyaktige tidbitene rundt, men disse er laboratorieverktøy i stor skala og er upraktiske (og svært dyre) som skal brukes av datanettverk.

Men fysikklaboratorier som Nord-Amerika NIST (National Institute of Standards and Time) har atomklokker som de sender tidssignaler fra. Disse tidssignalene kan brukes av datanettverk for synkronisering.

I Nord-Amerika kalles NIST-utsendt tidskode WWVB og overføres fra Boulder, Colorado på lang bølge på 60Hz. Tidskoden inneholder år, dag, time, minutt, sekund, og som det er en kilde til UTC, noen hopp sekunder som er lagt til for å sikre paritet med jordens rotasjon.

Motta WWVB-signalet og bruke det til å synkronisere et datanettverk er enkelt å gjøre. Radio referanse nettverk tidsservere kan motta denne kringkasting over hele Nord-Amerika og ved hjelp av protokollen NTP (Network Time Protocol).

En dedikert Ntp tid som kan motta WWVB-signalet, kan synkronisere hundrevis og til og med tusenvis av forskjellige enheter til WWVB-signalet, slik at hver enkelt er innenfor noen få millisekunder av UTC.