Denne artikkelen beskriver hva som skjedde da Europa vedtok den gregorianske kalenderen, og problemene vi står overfor i dag, prøver å synkronisere med jordens bevegelse.

Har du noen gang gått til sengs en natt og lurt på hvor dagen gikk? Vel, kan du tenke deg å våkne for å oppdage at elleve dager var forsvunnet helt? Det er akkurat det som skjedde i 1752 da hele innbyggerne i Storbritannia og Amerika gikk i seng på onsdag 2 september, bare for å våkne på torsdag 14 september.

Det var imidlertid ikke en epidemi av søvnig sykdom eller til og med en massedos av latskap som holdt hele befolkningen i seng, men bare myndighetene forsøkte å synkronisere med resten av verden ved å vedta den gregorianske kalenderen.

Den juliske kalenderen (oppkalt etter Julius Caesar) hadde vært i bruk siden bibelske tider, men ble endelig avviklet over hele Europa i 1582, men det tok de resolusjonære briterne og amerikanerne ytterligere to hundre år å følge med.

Og hvis maleren Hogarth skal troes, tok befolkningen heller ikke med det heller, med folk som tok på gata, og krevde tilbakelevering av sine manglende 11-dager og til og med rapporter om opprør.

Så hvorfor forandre seg? Det var det de britiske myndighetene hadde sagt i to hundre år siden Pave Gregory XIII hadde erstattet den juliske kalenderen i Europa to hundre år før.

Årsaken til den opprinnelige forandringen var imidlertid at den juliske kalenderen ikke tillod nok sprangår (de ble utelatt i år dividerbare av 100, men ikke delbar av 400 - hva var romerne tenkning?) Og årstidene ble sakte ute synkronisere med kalenderen. Situasjonen ble nå blitt enda mer utålelig i Storbritannia, og spilte ødeleggelse for bønder - som ikke ante når de skulle plante sine avlinger, til slutt skulle myndighetene skifte over og spole frem hele landet 11 dager.

Men dette synkroniseringsproblemet har alltid vært hos oss. Vi har tradisjonelt forsøkt å basere våre kalendere rundt bevegelsen av jorden for å tillate oss å forutsi sesonger og vite når sommeren og vinteren vil falle. Imidlertid kan vi ha sortert ut sprangårene (forårsaket av at jorden tar 365 og kvart dager å reise rundt i solen), men å prøve å basere en kalender rundt jordens bevegelse vil alltid føre til problemer.

Den gregorianske kalenderen fungerte fint inntil 1950 er da atomuret ble utviklet. Atomklokken fungerte så bra - å gi timinginformasjon nøyaktig til et sekund i flere millioner år - som vi snart innså at våre klokker nå var langt mer nøyaktige enn selve jorden.

Jorden er faktisk avtar i rotasjon, og hvis ingenting ble gjort så ville sluttmiddagen falle om natten og vice versa (riktignok ikke i flere årtusener), men vær ikke bekymret for at du ikke kommer til å våkne opp i midten av neste uke. Løsningen er å legge til sprang sekunder og 33 er slått inn i slutten av årene våre siden 1970s.

Beslutningen om å sette inn et sekund er vanligvis tatt seks måneder før etter nøye overvåkning av jordens rotasjon. En kalender basert på jordens bevegelse kan virke mindre relevant i dag, men med et globalt posisjoneringssystem (GPS), en global tidsskala (koordinert universell tid) og datamaskiner som synkroniseres sammen rundt om i verden ved hjelp av NTP-servere (Network Time Protocol ) Det er viktig at vi alle kan fortelle riktig tidspunkt.

Hva er klokka? Et av de vanligste spørsmålene uttalt rundt om i verden, men hva spør vi om? Du spør noen i Kina hva tiden er da vil du sikkert få et annet svar hvis du spør en amerikansk, selvsagt er deres tidssoner på motsatt side av verden.

Men hva om du spør to personer i samme rom som deg? Du kan få det samme svaret fra dem begge, men igjen kan en persons klokke være et minutt eller to raskere.

Når vi spør tiden, er det vi virkelig ber om, et grovt estimat for tidszonen vi er inne. Noen klokker er mer nøyaktige enn andre, men det er ofte nok for våre daglige behov.

Men hva om du trenger å vite nøyaktig tid og hva hvis du trenger å vite hva den tiden er et annet land også. Kanskje du har kjøpt en flybillett; Det ville være skuffende å dukke opp på flyplassen bare for å bli fortalt at billetten din ble solgt til noen andre da klokken på reisebyrået var tregere enn den der du kjøpte billetten.

Så hvordan holder global industri nøyaktig tid med hverandre? Svaret er ganske enkelt, og det kalles Coordinated Universal Time eller UTC.

Det internasjonale kontoret for vekter og tiltak (BIPM) fungerer som den offisielle tidsbehandleren for kloden og startet UTC i 1972 etter utviklingen av atomur.

Atomklokken ble først utviklet i slutten av 50 da det ble oppdaget at atom cesium-133 resonerer med en nøyaktig frekvens av 9,192,631,770 hvert sekund. Denne frekvensen var så nøyaktig at atomklokker utviklet en nøyaktighet på ett sekund i 1.4million år, og The International System of Units definerte den andre som frekvensen av cesium-133-atom og en internasjonal enhet for måling av tid ble født.

Men atomklokker er enda mer nøyaktige enn selve jorden, som faktisk sakter i rotasjonen. Denne bremsing er bare liten, men hvis standardtidssystemet UTC ikke kompenserer for det, vil det til slutt gå midnatt på midten av dagen (selv om det vil ta flere årtusener eller to) å kompensere.

Det eneste problemet med UTC-timepieces er at atomklokker er enorme i både størrelse og pris. Faktisk er de generelt bare å bli funnet i storskala fysikklaboratorier som NPL (National Physics Laboratory, UK) eller MIT (Massachusetts Institute of Technology, USA).

Så hvordan holder resten av verden tid på UTC-tid? Tiden som er sagt på disse enorme atomklokkene sendes via radiosendinger eller GPS-satellittsystemet (satellittnavigasjon er avhengig av UTC, uten at en satellitt ikke kan fortelle nøyaktig hvor en mottaker er).

De fleste datanettverk er koordinert til UTC-tid enten over Internett (som ikke er sikkert og kun anbefalt for hjemmebrukere) eller via spesialist GPS- eller radiotidsservere. Disse tidsserverne benytter NTP (Network Time Protocol) som er utviklet i løpet av de siste 25-årene for å holde datanettene synkronisert, slik at de ikke trenger å stole på deres unøyaktige interne klokker.

NTP-servere og UTC har gjort det mulig for industrien å bli virkelig global og gjort mulige teknologier som kommunikasjonssatellitter, mobiltelefoner, satellitt- og minibanker som vi alle tar for gitt.

Network Time Protocol (NTP) er en av internettets eldste protokoller og er fortsatt standard for tidssynkronisering. Suksessen til NTP stammer fra den konstante utviklingen (versjon 4 er i gang) og nøyaktigheten som en NTP-tidsserver kan skryte i synkronisering av nettverk.

Mens en nøyaktighet av 1 / 5000th av et sekund kan oppnås på et nettverk under de riktige forholdene, er denne nøyaktigheten avhengig av hvilken tid referanse NTP bruker til å synkronisere med. Denne kilden kan selvfølgelig være upålitelig, som en arbeidsstasjonsklokke som sanntidsprosjer i de fleste datamaskiner er tilbøyelige til å drive og er langt mindre nøyaktige enn den gjennomsnittlige digitale klokken.

Alternativet er å bruke en pålitelig UTC (Koordinert Universal Time) kilde. UTC er standarden for tidssynkronisering. Det ble startet i 1972 etter utviklingen av atomklokker og lar hele kloden synkronisere til samme absolutte tid. Dette har ikke bare gjort teknologier som Internett, GPS og kommunikasjonssatellitter mulig, men har også tillatt næringer som flyselskaper og aksjemarkedet til å handle globalt.

Den enkleste måten å synkronisere et nettverk til UTC har alltid vært å bruke en Internett-tidreferanse. Det finnes hundrevis tilgjengelige som nist.gov og de fleste Windows-programvare har et innebygd verktøy, Windows Time (win32.exe) for å synkronisere systemuret til en referanse klokke over Internett.

Imidlertid advarer Microsoft og andre mot å bruke en Internett-kilde som en tidsreferanse, da autentisering ikke er mulig fra disse kildene.

Autentisering er sikkerhetsforanstaltningen som NTP bruker for å sikre at en tidsreferanse er klarert. Uten autentiseringssystemer er sårbare for ondsinnede angrep som hackere som kan justere et tidsstempel for å begå svindel eller DDoS-angrep (Distributed Denial of Service som vanligvis skyldes ondsinnet programvare som oversvømmer systemet).

Ikke bare er Internett-tidskilder uautentisert, men også en undersøkelse av Nelson Minar of MIT på over 900 Internet-tidsreferanser, oppdaget at nesten halvparten ble kompensert av over ti sekunder (en av svimlende 6-år - men det var heldigvis ikke mange kolleger) og mindre at en tredjedel der beskrives som "nyttig".

Rapporten oppdaget også at mange Internett-tidsreferanse verter var for langt unna sine jevnaldrende for å tillate nøyaktig tidssynkronisering.

Det er imidlertid flere måter å sikre at en NTP-server er synkronisert til en pålitelig og stabil UTC-tidskilde som er både nøyaktig og autentisert.

Det er to systemer tilgjengelig, og begge bruker relativt lavt utstyr. Det første alternativet og ofte det enkleste er å koble til en GPS-antenne og dedikert GPS-tidsserver til nettverket. Dette bruker UTC-tidskoden som overføres av GPS-satellittene, så lenge antennen har god utsikt over himmelen.

Alternativt sender spesielle sendingssignaler en tidsstempel i flere land. I Storbritannia refereres det til MSF og sendes fra Cumbria av National Physics Laboratory på 60 kHz, men kan hentes så langt unna som 1000 km, selv om lignende systemer opererer i Tyskland, Frankrike og USA. Disse radio refererte NTP servere er sårbare for interferens, men tradisjonelt var av lavere pris enn GPS-mottakere, men fremskritt i teknologi betyr forskjellen er nå minimal.

Integriteten til en tidskilde som brukes av en NTP-tidsserver er derfor svært viktig, og whist-systemadministratorer er alt for villige til å investere i dyre brannmurer og antiviral programvare for å beskytte sine nettverk, mange forsømmer sin tidsservers sikkerhet som trolig ikke fortell dem riktig tid uansett!

Network Time Protocol (NTP) er en av internettets eldste protokoller som fortsatt er brukt, oppfunnet av Dr David Mills fra University of Delaware, den har vært i bruk siden 1985. NTP er en protokoll utviklet for å synkronisere klokkene på datamaskiner og nettverk på Internett eller lokalnettverk (LAN).

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

NTP arbeider innen TCP / IP-suite og er avhengig av UDP, eksisterer en mindre kompleks form av NTP kalles Simple Network Time Protocol (SNTP) som ikke krever lagring av informasjon om tidligere kommunikasjon, trengs av NTP. Den brukes i noen enheter og applikasjoner der høy nøyaktighet timingen er ikke så viktig.

Tidssynkronisering med NTP er relativt enkel, det synkroniserer tiden med henvisning til en pålitelig klokkekilde. Denne kilden kan være relativ (en datamaskinens interne klokke eller klokken på en armbåndsur) eller absolutt (En UTC - Universal Koordinert Tidskilde som er nøyaktig som mulig.).

Atomsklokker er de mest absolutte tidsbesparende enheter; De er imidlertid ekstremt dyre og er vanligvis bare å finne i storskala fysikklaboratorier. NTP kan imidlertid synkronisere nettverk til en atomur ved å bruke enten Global Positioning System (GPS) nettverk, en spesialisert radiotransmisjon eller over Internett. Det må imidlertid bemerkes at Microsoft sterkt anbefaler at en eksternt basert timing skal brukes i stedet for nettbasert, da disse ikke kan godkjennes.

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.

Signalet som overføres av satellitten kan passere gjennom vinduer, men kan blokkeres av bygninger, slik at det ideelle sted for en GPS-antenne er på et tak med god utsikt over himmelen. Jo flere satellitter det kan motta fra jo bedre signalet. Imidlertid kan takmonterte antenner være utsatt for belysningsangrep eller andre spenningsforstyrrelser, så det anbefales å installere en suppressor 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.

En GPS-mottaker dekoder deretter GPS-signalet som sendes fra antennen til en datamaskinlesbar protokoll som kan benyttes av de fleste tidsservere og operativsystemer, inkludert Windows, LINUX og UNIX.

GPS-mottakeren sender også en presis puls hvert sekund som GPS-nettverkstidsprotokoll (NTP)-servere og datatidservere kan benytte for å gi ekstremt nøyaktig timing. Puls per sekund timing på de fleste mottakere er nøyaktig innen 0.001 på et sekund av UTC.

GPS er ideell til å gi NTP-tidsservere eller frittstående datamaskiner med en svært nøyaktig ekstern referanse for synkronisering. Selv med relativt lavprisutstyr, kan nøyaktigheten av hundre nanosekunder (en nanosekund = en milliarddel av et sekund) med rimelighet oppnås ved hjelp av GPS som en ekstern referanse.

Alle datamaskiner trenger å kjenne tiden. Mange applikasjoner, fra å sende en e-post til lagring av informasjon, er avhengige av PCen og vet når hendelsen fant sted. I enkelte miljøer er timing enda mer avgjørende hvor en enkelt sekund kan gjøre hele forskjellen mellom overskudd og tap - bare tenk på børsen.

De fleste datamaskiner har interne klokker som er batteribacket, slik at datamaskinen fortsatt kan holde tiden når maskinen er slått av. Men er disse klokkene virkelig så pålitelige? Svaret er selvfølgelig nei.

Datamaskiner er massemarked og designet for multifunksjoner, og timingen er ikke så høy på produsentens agenda. De interne klokkene (kalt RTC real-time chips) er normalt tilstrekkelig til hjemmebruk eller når arbeidsstasjoner kjører alene. Men når datamaskiner kjører i et nettverk, kan mangel på synkronisering føre til problemer.

Det kan være en mindre ting som en e-post som kommer et sted før det ble sendt (ifølge en PC-klokke), men med noen tidsfølsomme transaksjoner og applikasjoner, kan mangel på synkronisering føre til tenkelige problemer: Tenk deg å dukker opp på en flyplass bare for å finne Flyselskapet du hadde kjøpt uker før, ble faktisk solgt til noen andre etterpå da deres bookingagent hadde en tregere klokke på datamaskinen!

For å omgå disse problemene, blir de fleste datamaskiner på et nettverk synkronisert til en enkeltkilde ved hjelp av NTP (nettverkstidsprotokoll) denne gangskilden kan være enten relativ (en datamaskinens klokke eller armbåndsur) eller en absolutt tidskilde som UTC.

UTC (Coordinated Universal Time) ble utviklet etter atomkloakk og er en standard tidsskala som brukes globalt, slik at maskiner over hele verden kan bruke en enkeltkilde.

Windows XP kan enkelt sette systemuret til å bruke UTC ved å få tilgang til en Internett-kilde for UTC (enten: time.windows.com eller time.nist.gov). For å oppnå dette må en bruker bare dobbeltklikke på klokken på skrivebordet og justere innstillingene i fanen Internett-tid.

Imidlertid anbefaler Microsoft og andre operativsystemprodusenter sterkt at eksterne timingreferanser skal brukes, da Internett-kilder ikke kan godkjennes, noe som gjør systemer sårbare for et ondsinnet angrep.

Hvis du ønsker å kjøre en nettverkstidsserver Windows XP, er spesialiserte NTP-servere tilgjengelige som kan motta en tidsreferanse via GPS-satellittsystemet eller spesialiserte nasjonale sendinger

For å tillate Windows XP å fungere som en nettverksserver, må NTP-tjenesten være slått på. For å aktivere NTP, finn du bare følgende undernøkkel i registret editor (regedit):
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Høyreklikk aktivert (i høyre vindu) og deretter Endre. Rediger DWORD-verdien og skriv inn 1. Høyreklikk NtpServer, deretter Endre og i Rediger DWORD-verdi under Verdi Datatype Klienter, og klikk deretter OK.

Avslutt registeret og start Windows-tidstjenesten ved å klikke på Start / Kjør og skrive:
nettstopp w32time && nettstart w32time .; Deretter på hver datamaskin på nettverket (annet enn domenekontrolleren som ikke kan synkroniseres med seg selv), skriv: W32tm / resync / rediscover.

NTP (Network Time Protocol) synkroniserer nettverk til en enkelt tidskilde ved hjelp av tidsstempler å representere gjeldende klokkeslett på dagen, er dette viktig for tid sensitive transaksjoner og mange system applikasjoner som e-post.

NTP er derfor sårbar for sikkerhetstrusler, enten fra en ondsinnet hacker som vil endre tidsstempelet for å begå svindel eller et DDoS-angrep (Distributed Denial of Service - normalt forårsaket av ondsinnet skadelig programvare som oversvømmer en server med trafikk) som blokkerer servertilgang.

Imidlertid er NTP en av internettets eldste protokoller og har blitt utviklet for over 25-årene, og er utstyrt med egne sikkerhetsforanstaltninger i form av autentisering.

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.

Pålitelige autentiseringsnøkler er oppført i NTP-serveren konfigurasjonsfilen (ntp.conf) og blir normalt lagret i ntp.keys fil. Nøkkelfilen er normalt svært stort, men betrodde nøkler forteller NTP server som sett undergruppe av nøkler er aktive og hvilke som ikke. Forskjellige undergrupper kan aktiveres uten å redigere ntp.keys filen ved hjelp av klarert-tastene konfig kommando.

Autentisering er derfor svært viktig for å beskytte en NTP-server fra ondsinnet angrep; men det er mange tidsreferanser der autentisering ikke kan stole på.

Microsoft, som har installert en versjon av NTP i operativsystemene sine siden Windows 2000, anbefaler sterkt at en maskinvarekilde brukes som en tidsreferanse, da Internett-kilder ikke kan godkjennes.

NTP er viktig for å holde nettverk synkronisert, men like viktig er å holde systemer sikre. Mens nettverksadministratorer bruker tusenvis av anti-viral / malware-programvare, klager mange ikke på sikkerhetsproblemet i deres tidsservere.

Mange nettverksadministratorer overlater fortsatt Internett-kilder for deres tidsreferanse. Selv om mange gir en god kilde til UTC-tid (Koordinert universell tid - den internasjonale tidsstandarden), for eksempel nist.gov, betyr mangelen på godkjenning at nettverket er åpent for misbruk.

Andre kilder til UTC-tiden er sikrere og kan benyttes med relativt lave kostnader utstyr. Den enkleste metoden er å bruke en spesialist NTP GPS tidsserver som kan kobles til en GPS-antenne og motta en godkjent tidsstempel via satellitt.

GPS-tidsservere kan gi nøyaktighet til UTC-tid til noen få nanosekunder så lenge antennen har god utsikt over himmelen. De er relativt billige og signalet er autentisert og gir en sikker tidsreferanse.

Alternativt finnes det flere nasjonale sendinger som sender en tid referanse. I Storbritannia denne kringkastes av National Physics Laboratory (NPL) i Cumbria. Lignende systemer opererer i Tyskland, Frankrike og USA. Mens dette signalet blir autentisert, disse radiotransmisjoner er følsomt overfor forstyrrelser og har en begrenset rekkevidde.

Godkjenning for NTP er utviklet for å hindre skadelig tukling med systemet synkronisering akkurat som brannmurer er utviklet for å beskytte nettverk mot angrep, men som med alle systemer av sikkerhet det fungerer bare hvis det er utnyttet.

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. Sjetongene er batteribacket, slik at selv under strømbrudd, kan de opprettholde tiden. Personlige datamaskiner er imidlertid ikke designet for å være perfekte klokker, deres design har blitt optimalisert for masseproduksjon og billigere enn å opprettholde presis tid.

Disse interne klokkene er tilbøyelige til drift, og selv om det for mange applikasjoner kan være ganske tilstrekkelig, må maskiner ofte samarbeide på et nettverk, og hvis datamaskinene går i forskjellige takter, blir datamaskinene ute av synkronisering med hverandre, og det kan oppstå problemer spesielt med tidsfølsomme transaksjoner.

Network Time Protocol (NTP) er en av internettets eldste protokoller som fortsatt er brukt, oppfunnet av Dr David Mills fra University of Delaware, den har vært i bruk siden 1985. NTP er en protokoll utviklet for å synkronisere klokkene på datamaskiner og nettverk på Internett eller lokalnettverk (LAN).

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

NTP arbeider innen TCP / IP-suite og er avhengig av UDP, eksisterer en mindre kompleks form av NTP kalles Simple Network Time Protocol (SNTP) som ikke krever lagring av informasjon om tidligere kommunikasjon, trengs av NTP. Den brukes i noen enheter og applikasjoner der høy nøyaktighet timingen er ikke så viktig.

Mange operativsystemer, inkludert Windows, UNIX og LINUX, kan bruke NTP og SNTP, og tidssynkronisering med NTP er relativt enkel, det synkroniserer tiden med henvisning til en pålitelig klokkekilde. Denne kilden kan være relativ (en datamaskinens innvendige klokke eller tiden på en armbåndsur) eller absolutt (en UTC - Universal Koordinert Tidskilde som er nøyaktig som det er menneskelig mulig).
Alle Microsoft Windows-versjoner siden 2000 inkluderer Windows Time Service (w32time.exe) som har mulighet til å synkronisere datamaskinens klokke til en NTP-server.
 
Det er et stort antall Internett-hostede NTP-servere som synkroniseres med eksterne UTC-referanser som time.nist.gov eller ntp.my-inbox.co.uk, men det må bemerkes at Microsoft og andre anbefaler at en ekstern kilde brukes til å synkroniser maskinene dine, da internettbaserte referanser ikke kan godkjennes. Spesialistiske NTP-tidsservere er tilgjengelige som kan synkronisere tid på nettverk ved hjelp av enten MSF (eller tilsvarende) eller GPS-signal.

Den mest brukte er GPS-tidsservere som bruker GPS-systemet til å reléere nøyaktig tid. GPS-systemet består av en rekke satellitter som gir nøyaktig posisjonering og plasseringsinformasjon. Hver GPS-satellitt kan bare gjøre dette ved å bruke en atomur som i sin tur kan være, kan brukes som en tidsreferanse.

En typisk GPS-mottaker kan gi timingen informasjon til noen få nanosekunder av UTC så lenge det er en antenne som ligger med god utsikt til himmelen.

Det finnes 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). Disse signalene gir UTC-tid til en nøyaktighet av 100 mikrosekunder, men radiosignalet har et begrenset område og er sårbart for forstyrrelser.

Atomklokker har eksistert i over femti år eller så. De er klokker som bruker en atomresonansfrekvens som sin tidevennlighet i stedet for konvensjonelle oscillerende krystaller som kvarts.

De fleste atomklokker bruker resonansen av atom cesium-133 som resonerer med en nøyaktig frekvens av 9,192,631,770 hvert sekund. Siden 1967 har det internasjonale system av enheter (SI) definert den andre som det antall sykluser fra cesium-133 som gjør atomklokker (noen ganger kalt cesium oscillatorer) standarden for tidsmålinger.

Fordi resonansen av cesium-133-atom er så presis, gjør dette atomkloakkene nøyaktige til mindre enn 2 nanosekunder per dag, noe som tilsvarer omtrent ett sekund i 1.4million år.

Ettersom atomklokker er så nøyaktige og kan opprettholde en kontinuerlig og stabil tidsskala, har en universell tid, UTC (Coordinated Universal Time eller Temps Universal Coordonné) blitt utviklet og støtter slike funksjoner som sprang sekunder - lagt til for å kompensere for bremsing av Jordens rotasjon.

Men atomklokker er ekstremt dyre og er generelt bare å finne i storskala fysikklaboratorier. Imidlertid kan NTP (Network Time Protocol), standardinnretningen for å oppnå tidssynkronisering i datanettverk, synkronisere til en atomur ved hjelp av enten Global Positioning System (GPS) eller spesialradio-sendinger.

Den mest brukte er GPS (Global Positioning System), utviklet av USAs militære. GPS inneholder minst 24 kommunikasjon satellitter i høye bane som gir nøyaktig posisjonering og plassering informasjon. Hver GPS-satellitt kan bare gjøre dette ved å bruke en atomur som i sin tur kan være, kan brukes som en tidsreferanse.

En GPS-tidsserver er en ideell tid og frekvenskilde 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.

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). Disse signalene gir UTC-tid til en nøyaktighet av 100 mikrosekunder, men radiosignalet har et begrenset område og er sårbart for forstyrrelser.

Ved hjelp av en GPS NTP-server eller en radiobasert NTP-tidsserver kan nettverkstidsklienter synkroniseres til noen få millisekunder UTC, avhengig av nettverkstrafikk.

Noen ganger trenger vi alle å kjenne tiden, og vi har en rekke forskjellige enheter for å fortelle oss det; fra våre mobiltelefoner og armbåndsur til kontorets veggklokke eller klokkene på radionyheter.

Men hvor nøyaktige er alle disse klokkene, og spiller det ingen rolle om de alle forteller forskjellige tider? For vår daglige virksomhet er det sannsynligvis ikke noe for mye om kontormuren klokken er raskere enn håndleddet ditt - se sjefen din sannsynligvis ikke brann deg for å være et øyeblikk sent.

Men i noen miljøer er nøyaktighet og synkronisering avgjørende hvor et minutt kan gjøre hele forskjellen i noe som blir solgt eller ikke, eller noe blir stjålet!

Tidssynkronisering i moderne datanettverk er viktig. Det gir ikke bare den eneste referanserammen mellom alle enheter, det er kritisk i alt fra sikring, planlegging og feilsøking av et nettverk for å gi et tidsstempel for applikasjoner som datainnsamling eller e-post.

De fleste PC-er og nettverksenheter interne klokker, kalt Real Time Clock chips (RTC), som gir informasjon om tid og dato. Sjetongene er batteribacket, slik at selv under strømbrudd, kan de opprettholde tiden.

Personlige datamaskiner er imidlertid ikke designet for å være perfekte klokker, deres design har blitt optimalisert for masseproduksjon og billigere enn å opprettholde presis tid.

Derfor er disse interne klokkene tilbøyelige til drift, og selv om det for mange applikasjoner kan være ganske tilstrekkelig, vil ofte maskiner som samarbeider på et nettverk bli synkronisert med hverandre, og problemer kan oppstå spesielt ved tidsfølsomme transaksjoner. Kan du tenke deg å kjøpe et flyselskapssete bare for å bli fortalt i flyplassen at billetten ble solgt to ganger fordi den ble kjøpt etterpå på en datamaskin som hadde en langsommere klokke?

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

Atomsklokker er de mest absolutte tidsbesparende enheter nøyaktige til et sekund hvert 1.4 millioner år. Men atomklokker er ekstremt dyre og er generelt bare å finne i storskala fysikklaboratorier. NTP kan imidlertid synkronisere nettverk til UTC-tid via en atomur ved å bruke enten Global Positioning System (GPS) nettverk eller spesialiserte radiotransmisjoner (MTF i Storbritannia).

Mens noen organisasjoner må synkronisere sine nettverk til UTC som flyselskaper og børsen, kan et nettverk synkroniseres til enhver tid og fortsatt fungere, men det er egentlig ingen erstatning for UTC-tid. Ikke bare er det mer effektivt å få nettverk synkronisert med resten av verden, en UTC-tidskilde er viktig for å gi sikkerhet mot svindel, datatap og juridisk eksponering, og uten at organisasjoner kan være sårbare og miste troverdighet.

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

Merk: Det anbefales sterkt av Microsoft og andre 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.

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.