Nøyaktig nettverkssynkronisering
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.
En tidsserver bruker Network Time Protocol (NTP) som ble utviklet over 20 år siden. Den bruker en algoritme (Marzullos algoritme) for å synkronisere tiden på et nettverk. NTP (versjon 4) kan opprettholde tid over det offentlige Internett til innen 10 millisekunder (1 / 100th av et sekund) og kan utføre enda bedre over LAN med nøyaktighet av 200 mikrosekunder (1 / 5000th av et sekund) under ideelle forhold.
NTP bruker en enkelt tidsreferanse og synkroniserer 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 UTC (Universal Coordinated Time) klokkekilde som en atomur som er like nøyaktig som mulig.
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 å være så nøyaktig at den SI-systemet (SI) er nå definert den andre som varigheten av 9,192,631,770 sykluser av strålingen fra cesium-133 atom.
Men atomklokker er ekstremt dyre og er generelt bare å bli funnet i storskala fysikklaboratorier. NTP kan imidlertid synkronisere nettverk til en atomur ved å bruke enten Global Positioning System (GPS) nettverk eller spesialisert radiotransmisjon.
Den mest brukte er den GPS-system som består av et antall satellitter som gir nøyaktig posisjonering og plassering informasjon. Hver GPS-satellitt kan kun gjøre dette ved å benytte en atomklokke som i sin tur kan brukes som en tidsstyringsreferanse.
En typisk GPS tidsserveren kan gi tidsinformasjon til noen få nanosekunder av UTC så lenge det er en antenne som ligger med god utsikt til himmelen.
Det finnes 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.
Fysikklaboratoriet i Cumbria som fungerer som Storbritannias nasjonale tidsreferanse, er det 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 interferens.
Alle Microsoft Windows-versjoner siden 2000 inkluderer Windows Time Service (w32time.exe) som har mulighet til å synkronisere datamaskinens klokke til en NTP-server.
