Uansett hvor vi er i verden, trenger vi alle å kjenne tiden på et tidspunkt i dagen, men mens hver dag varer i samme tid uansett hvor du er på jorden, blir ikke samme tidsskala brukt globalt.

Det upraktiske at australierne måtte våkne opp på 17.00 eller de som i USA måtte begynne å jobbe på 14.00, ville utelukke en enkelt tidsskala, selv om ideen ble diskutert da Greenwich ble kåret til den offisielle prime meridianen (der datelinjen offisielt er) for verden noen 125 år siden.

Mens ideen om en global tidsplan ble avvist av de ovennevnte grunnene, ble det senere bestemt at 24 langsgående linjer ville splitte verden opp i forskjellige tidssoner. Disse vil utgå fra GMT rundt med de på den motsatte siden av planeten er + 12 timer.

Imidlertid med 1970s vekst i global kommunikasjon betydde at en universell tidsskala endelig ble vedtatt og fortsatt er i stor grad i dag til tross for at mange mennesker aldri har hørt om det.

UTC, koordinert universell tid, er basert på GMT (Greenwich Meantime), men holdes av en konstellasjon av atomur. Det står også for variasjoner i jordens rotasjon med ytterligere sekunder kjent som "sprang sekunder" lagt en gang to ganger i året for å motvirke nedbremsing av jordens spinn forårsaket av gravitasjon og tidevannskrefter.

Mens de fleste aldri har hørt om UTC eller bruker det direkte, påvirkes dets innflytelse på våre liv i unødvendig med datanettverk alle synkronisert til UTC via NTP-servere tid (Network Time Protocol).

Uten denne synkroniseringen til en enkelt tidsskala vil mange av teknologiene og applikasjonene vi tar for gitt i dag være umulig. Alt fra global handel på aksjer og aksjer til internett shopping, e-post og sosialt nettverk er bare gjort mulig takket være UTC og Ntp tid.

DCF 77-signalet er en langbølgetransmisjonssending ved 77 KHz fra Frankfurt i Tyskland. DCF-77 overføres av Physikalisch-Technische Bundesanstalt, det tyske nasjonale fysikklaboratoriet.

DCF-77 er en nøyaktig kilde til UTC-tid og genereres av atomur som sikrer sin presisjon. DCF-77 er en nyttig kilde til tid som kan brukes over hele Europa av teknologier som trenger en nøyaktig tidsreferanse.

Radiostyrede klokker og nettverk tidsservere motta tidssignalet og i tilfelle tidsservere distribuere dette tidssignalet over et datanettverk. Det meste datanettverket bruker NTP til å distribuere DCF 77-tidssignalet.

Det er fordeler ved å bruke et signal som DCF for tidssynkronisering. DCF er langbølge og er derfor utsatt for interferens fra andre elektriske enheter, men de kan trenge inn i bygninger som gir DCF-signalet en fordel i forhold til den andre kilden til UTC-tid som vanligvis er tilgjengelig - GPS (Global Positioning System) - som krever en åpen visning av himmel for å motta satellittoverføringer.

Andre langbølge-radiosignaler er tilgjengelige i andre land som ligner DCF-77. I Storbritannia sendes MSF-60-signalet av NPL (National Physical Laboratory) fra Cumbria, mens i USA sender NIST (National Institute of Standards and Time) WVBB-signalet fra Boulder, Colorado.

NTP-servere tid er en effektiv metode for å motta disse lange bølgekraftene og deretter bruke tidskoden som en synkroniseringskilde. NTP-servere kan motta DCF, MSF og WVBB, så vel som mange av dem også kan motta GPS-signalet også.

Fra de tidlige dagene til den industrielle revolusjonen, da jernbanelinjer og telegrafer spredte seg over tidssoner, ble det klart at det var nødvendig med en global tidsskala som ville tillate det samme tidspunkt å bli brukt uansett hvor du var i verden.

Det første forsøket på en global tidsskala var GMT - Greenwich Meantime. Dette var basert på Greenwich Meridian hvor solen er direkte over på 12 middagstid. GMT ble valgt, hovedsakelig på grunn av påvirkning fra det britiske imperiet på resten om kloden.

Andre tidsskalaer hadde blitt utviklet slik britisk jernbanetid, men GMT var første gang et virkelig globalt system av tid ble brukt over hele verden.

GMT var som global tidsskala gjennom første halvdel av det tjuende århundre, selv om folk begynte å referere til som UT (Universal Time).

Men når atomklokker ble utviklet i midten av det tjuende århundre ble det snart klart at GMT ikke var nøyaktig nok. En global tidsskala basert på tiden som ble fortalt av atomklokker, var ønsket å representere disse nye nøyaktige kronometrene.

International Atomic Time (TAI) ble utviklet for dette formålet, men problemer med å bruke atomklokker ble snart synlige.

Det ble antatt at jordens revolusjon på sin akse var en eksakt 24-timer. Men takket være atomklokker ble det oppdaget at jordens spinn varierer, og siden 1970 har senket seg. Denne bremsing av jordens rotasjon måtte regnes for ellers kunne avvikene bygge seg opp, og natten ville sakte drifte inn i dag (om enn i tusen årtusener).

Coordinated Universal Time ble utviklet for å motvirke dette. Basert på både TAI og GMT, tillater UTC at bremsing av jordens rotasjon skjer ved å legge til hopp sekunder hvert år eller to (og noen ganger to ganger i året).

UTC er nå en virkelig global tidsplan og er vedtatt av nasjoner og teknologier over hele verden. Datanettverk er synkronisert til UTC via nettverk tidsservere og de bruker protokollen NTP for å sikre nøyaktighet.

Atomsklokker er et vidunder sammenlignet med andre former for tidtakere. Det ville ta over 100,000 år for en atomur til å miste et sekund i tide, som er svimlende, spesielt når du sammenligner det med digitale og mekaniske klokker som kan drive så mye om dagen.

Men atomklokkene Det er ikke praktiske deler av utstyret å ha rundt kontoret eller hjemme. De er store, dyre og krever at laboratorieforholdene fungerer effektivt. Men å bruke en atomur er rettferdig nok, spesielt som atomiske tidtakere liker NIST (Statens institutt for standarder og tid) og NPL (National Physical Laboratory) kringkaste tiden som fortalt av deres atomur på kortbølgeradio.

NIST sender signalet, kjent som WWVB fra Boulder, Colorado, og det sendes på ekstremt lav frekvens (60,000 Hz). Radiobølgene fra WWVB-stasjonen kan dekke alle kontinentale USA, pluss mye av Canada og Mellom-Amerika.

NPL-signalet sendes i Cumbria i Storbritannia, og det overføres langs liknende frekvenser. Dette signalet, kjent som MSF, er tilgjengelig over hele Storbritannia, og lignende systemer er tilgjengelige i andre land som Tyskland, Japan og Sveits.

Radiostyrte atomklokker mottar disse lange bølgesignalene og korrigerer seg i henhold til hvilken drift klokken registrerer. Datanettverk utnytter også disse atomklocksignalene og bruker protokollen NTP (Network Time Protocol) og dedikert NTP-servere tid å synkronisere hundrevis og tusenvis av forskjellige datamaskiner.

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.

Det er en viss ironi at datamaskinen som sitter på skrivebordet ditt og kan ha kostet så mye som måneds lønn, vil ha en klokke om bord som er mindre nøyaktig enn et billig armbåndsur som er kjøpt på bensinstasjon eller bensinstasjon.

Problemet er ikke at datamaskiner er spesielt laget med billige timingkomponenter, men at det kan oppnås alvorlige tidspunkter på en PC uten dyre eller avanserte oscillatorer.

De innebygde timingoscillatorene på de fleste PCer er faktisk bare en sikkerhetskopi for å holde dataklokken synkronisert når PC-en er slått av eller når nettverks-timinginformasjon er utilgjengelig.

Til tross for disse utilstrekkelige innebygde klokker, kan timing på et nettverk av PC-er oppnås innen millisekundens nøyaktighet og et nettverk som er synkronisert med den globale tidsskalaen UTC (Koordinert universell tid) bør ikke skli i det hele tatt.

Årsaken til at dette høye nivået av nøyaktighet og synkronitet kan oppnås uten dyre oscillatorer, er at datamaskiner kan bruke Network Timing Protocol (Nettverk Timing Protocol)NTP) for å finne og vedlikeholde den nøyaktige tiden.

NTP er en algoritme som distribuerer en enkelt kilde til tid; Dette kan genereres av PC-ombord på klokken - selv om dette vil se hver maskin på nettverksdrift som klokken i seg selv. En langt bedre løsning er å bruke NTP til å distribuere en stabil, nøyaktig tidskilde og helst for nettverk som driver virksomhet over internett, en kilde til UTC.

Den enkleste metoden for å motta UTC - som holdes sant av en konstellasjon av atomklokker rundt om i verden - er å bruke en dedikert NTP tidsserver. NTP-servere bruker enten GPS-satellittsignaler (Global Positioning System) eller langbølge-radiosendinger (vanligvis overført av nasjonale fysikklaboratorier som NPL eller NIST).

En gang mottatt NTP server distribuerer tidskilden over nettverket og kontrollerer hver maskin for drift (i hovedsak kontakter nettverksmaskinen serveren som klient og informasjonen utveksles via TCP / IP.

Dette gjør at innebygde klokker på datamaskinene selv er foreldet, men når maskinen først oppstartes, eller hvis det har vært en forsinkelse i å kontakte NTP server (hvis det er nede eller det er en midlertidig feil), er det innebygd klokke som brukes til å opprettholde tiden til full synkronisering igjen er mulig.

Timing blir stadig viktigere for datasystemer. Det er nå nesten uhørt at et datanettverk fungerer uten synkronisering til UTC (Koordinert Universal Time). Og selv enkle maskiner som brukes i hjemmet er nå utstyrt med automatisk synkronisering. Den nyeste inkarnasjonen av Windows, for eksempel Windows 7, kobles automatisk til en tidkildekilde (selv om dette programmet kan slås av manuelt ved å få tilgang til tids- og datoinnstillingene.)

Inkluderingen av disse automatiske synkroniseringsverktøyene på de nyeste operativsystemene er en indikasjon på hvor viktig timinginformasjon er blitt, og når du ser på hvilke typer applikasjoner og transaksjoner som nå utføres på internett, er det ikke overraskende.

Internettbank, online-bestilling, internettauksjoner og jevn e-post kan være avhengig av nøyaktig tid. Datamaskiner bruker tidsstempler som det eneste referansepunktet de må identifisere når og hvis en transaksjon har skjedd. Feil i timinginformasjon kan forårsake utallige feil og problemer, spesielt med feilsøking.

Internett er fullt av tidsservere med over tusen tidskilder tilgjengelig for nettbasert synkronisering; nøyaktigheten og nytte av disse elektroniske kildene til UTC-tid, varierer og lar en TCP / IP åpnes i brannmuren for å tillate at timinginformasjonen gjennom kan føre til at et system er sårbart.

For nettverkssystemer hvor timing ikke bare er avgjørende, men hvor sikkerhet også er et viktig problem, er internett ikke en foretrukket kilde for mottak av UTC-informasjon, og en ekstern kilde kreves.

Å koble et NTP-nettverk til en ekstern kilde til UTC-tid er relativt grei hvis a nettverkstidsserver benyttes. Disse enhetene som ofte refereres til som NTP-servere, bruk atomklokkene ombord på GPS (Global Positioning System) -satellitter eller lange bølgetransmisjoner som sendes av steder som NIST or NPL.

NTP-servere er viktige enheter for datanettverkets tidssynkronisering. Sikre et nettverk sammenfaller med UTC (Coordinated Universal Time) er viktig i moderne kommunikasjoner som Internett og er den primære funksjonen til nettverkstidsserver (NTP-server).

Som navnet antyder, bruker disse tidsservere protokollen NTP (Network Time Protocol) for å håndtere synkroniseringsforespørslene. NTP er allerede installert i mange operativsystemer og synkronisering er mulig uten en NTP-server ved å bruke en Internett-tidskilde, kan dette være usikkert og unøyaktig for mange nettverksbehov.

Nettverk tidsservere motta et langt mer nøyaktig og sikkert tidssignal. Det er to metoder for å motta tiden ved hjelp av en tidsserver: Bruk av GPS-nettverket eller mottak av langbølge-radiotransmisjoner.

Begge disse metodene for å motta en tidskilde er sikre som de er eksterne til en hvilken som helst nettverksbrannmur. De er også nøyaktige da begge kilder til tid genereres direkte av atomur enn en Internett-tidstjeneste som normalt er NTP-enheter koblet til en tredjeparts atomur.

GPS-nettverket gir en ideell kilde til tid for NTP-servere da signalene er tilgjengelige hvor som helst. Den eneste ulempen ved å bruke GPS-nettverket er at det er nødvendig med en visning av himmelen for å låses på en satellitt.

Radio refererte tidskilder er mer fleksible fordi langbølgesignalet kan bli mottatt innendørs. De er begrenset i styrke, og ikke alle land har et tidssignal, selv om enkelte signaler som tysk DCF og USA WVBB er tilgjengelige i nabolandene.