Globale tempo di sincronizzazione può sembrare una necessità moderno, noi dopo tutto viviamo in un'economia globale. Con internet, i mercati finanziari globali e reti di computer separati da oceani e continenti, mantenendo tutti a funzionare in sincronia è un aspetto cruciale del mondo moderno.

Tuttavia, la necessità di sincronicità mondiale ha cominciato molto prima di quanto l'età del computer. Standardizzazione internazionale dei pesi e delle misure è iniziata dopo la rivoluzione francese, quando è stato introdotto il sistema decimale e un'asta di platino e il peso che rappresenta il metro e il kilogrammo sono stati installati negli Archives de la République a Parigi.

Parigi divenne il capo centrale del Sistema Internazionale di Unità, che andava bene per pesi e misure, come rappresentanti di diversi paesi potrebbero visitare le volte per calibrare le proprie misure comuni; tuttavia, quando si trattava di tempo standardizzazione, con il maggiore impiego di viaggi transatlantici dopo il vapore, e poi l'aereo, le cose sono diventate difficili.

Allora, gli unici orologi erano meccanico e il pendolo guidato. Non solo il base clock che si trovava a Parigi deriva su una base quotidiana, ma ogni viaggiatore dall'altra parte del mondo che vogliono sincronizzare ad essa, avrebbero dovuto visitare Parigi, controllare l'ora sull'orologio del deposito, e poi trasportare il proprio orologio indietro attraverso l'Atlantico-inevitabile arrivare con un orologio che era andato alla deriva forse alcuni minuti dal momento in cui l'orologio è arrivato indietro.

Con l'invenzione dell'orologio elettronico, l'aereo e telefoni transatlantiche, le cose sono diventate più facili; tuttavia, anche gli orologi elettronici possono deriva parecchi secondi in un giorno così la situazione non era perfetto.

In questi giorni, grazie all'invenzione del orologio atomico, lo standard SI di tempo (UTC: Coordinated Universal Time) ha così poco deriva anche un anni 100,000 non sarebbe vedere l'orologio perde un secondo. E la sincronizzazione di UTC non potrebbe essere più semplice, non importa dove siete nel mondo, grazie a NTP (Network Time Protocol) e NTP server.

Ora, utilizzando i segnali GPS o trasmissioni messo fuori da organizzazioni come NIST (National Institute for Standards and Time-WVBB broadcast) e NPL (National Physical Laboratory trasmissione-MSF) e l'utilizzo di server NTP, assicurandovi sono sincronizzati a UTC è semplice.

Server NTP come Di Galleon NTS 6001 GPS ricevono un segnale orario dell'orologio atomico e distribuisce intorno ad una rete di mantenere tutti i dispositivi di pochi millisecondi di UTC.

Di Galleon NTS 6001 GPS Time Server

L'Istituto nazionale per gli standard e la tecnologia (NIST) è uno dei principali laboratori al mondo per l'orologio atomico ed è la principale autorità del tempo americana. Parte di una costellazione di laboratori nazionali di fisica, il NIST contribuisce a garantire lo standard del tempo atomico mondiale UTC (Coordinated Universal Time) è mantenuto accurato ed è disponibile per il popolo americano da utilizzare come standard di tempo.

Tutti i tipi di tecnologie si basano sul tempo UTC. Tutte le macchine su una rete di computer sono in genere sincronizzate con la sorgente di UTC, mentre tecnologie come ATM, TV a circuito chiuso (CCTV) e sistemi di allarme richiedono una fonte di tempo NIST per evitare errori.

Parte di ciò che fa NIST è garantire che le fonti di tempo UTC siano prontamente disponibili per le tecnologie da utilizzare e il NIST offra vari metodi per ricevere lo standard del tempo.

La rete

Internet è il metodo più semplice per ricevere il tempo NIST e nella maggior parte dei sistemi operativi basati su Windows, l'indirizzo standard del tempo NIST è già incluso nelle impostazioni di data e ora, consentendo una facile sincronizzazione. In caso contrario, per effettuare la sincronizzazione con NIST è sufficiente fare doppio clic sull'orologio di sistema (in basso a destra) e immettere il nome e l'indirizzo del server NIST. Un elenco completo di server Internet NIST, qui:

Internet, tuttavia, non è un luogo particolarmente sicuro per ricevere una fonte di tempo NIST. Qualsiasi sorgente di tempo Internet richiederà e aprirà la porta nel firewall (porta UDP 123) affinché il segnale orario possa passare. Ovviamente, qualsiasi lacuna in un firewall può portare a problemi di sicurezza, quindi fortunatamente il NIST fornisce un altro metodo per ricevere il loro tempo.

NTP time server

Il NIST, dal loro trasmettitore in Colorado, trasmette un segnale orario che tutto il Nord America può ricevere. Il segnale, generato e mantenuto vero dagli orologi atomici NIST, è estremamente preciso, affidabile e sicuro, ricevuto esternamente al firewall utilizzando un timeserver WWVB (WWVB è il segnale di chiamata per il segnale orario NIST).

Una volta ricevuto, il protocollo NTP (Network Time Protocol) utilizzerà il codice temporale NIST e lo distribuirà sulla rete e garantirà che ogni dispositivo si mantenga fedele ad esso, effettuando continuamente le regolazioni per far fronte alla deriva.

WWVB NTP time server sono precisi, sicuri e affidabili e un must per chiunque abbia a cuore la sicurezza e la precisione che desiderano ricevere una fonte di tempo NIST.

Dopo aver subito terremoti, uno tsunami catastrofico e un incidente nucleare, il Giappone ha avuto un inizio terribile dell'anno. Ora, alcune settimane dopo questi terribili incidenti, il Giappone si sta riprendendo, ricostruendo le infrastrutture danneggiate e cercando di contenere le emergenze nelle loro centrali nucleari colpite.

Ma per aggiungere la ferita alla beffa, molte delle tecnologie giapponesi che si basano su segnali di orologio atomico accurati stanno iniziando a spostarsi, causando problemi di sincronizzazione. Come nel Regno Unito, l'Istituto nazionale di informazione, comunicazione e tecnologia del Giappone ha trasmesso un segnale orario dell'orologio atomico tramite segnale radio.

Il Giappone ha due segnali, ma molti giapponesi NTP server fare affidamento sul segnale trasmesso dal monte Otakadoya, che si trova a 16 chilometri dalla stazione di Daiichi colpita a Fukushima, e rientra nella zona di esclusione di 20 km imposta quando l'impianto ha iniziato a perdere.

La conseguenza è che i tecnici non sono stati in grado di occuparsi del segnale orario. Secondo l'Istituto nazionale di informazione, comunicazione e tecnologia, che di solito trasmette il segnale 40-kilohertz, le trasmissioni sono cessate un giorno dopo il massiccio terremoto di Tohoku che ha colpito la regione in 11 marzo. I funzionari dell'istituto hanno detto di non avere idea di quando il servizio potrebbe riprendere.

I segnali radio che trasmettono gli standard temporali possono essere suscettibili a problemi di questo tipo. Questi segnali spesso subiscono interruzioni per la riparazione e la manutenzione ei segnali possono essere soggetti a interferenze.

Poiché sempre più tecnologie si basano sui tempi di clock atomico, inclusa la maggior parte delle reti di computer, questa suscettibilità può causare molta apprensione tra i responsabili della tecnologia e gli amministratori di rete.

Fortunatamente, un sistema meno vulnerabile di ricezione degli standard temporali è disponibile che è altrettanto accurato e basato su tempo di orologio atomico-GPS.

Il Global Positioning System, comunemente usato per la navigazione satellitare, contiene informazioni sull'orologio atomico utilizzate per calcolare il posizionamento. Questi segnali orari sono disponibili ovunque sul pianeta con una vista del cielo, e poiché è basato sullo spazio, il segnale GPS non è suscettibile di interruzioni e incidenti come a Fukushima.

Come produttore di NTP time server, sincronizzando le reti di computer e mantenendole accurate in pochi millisecondi di tempo UTC internazionale (Coordinated Universal Time), spesso pensiamo di poter mantenere una buona cognizione del tempo.

Il tempo, tuttavia, è smesso di essere elusivo e non è l'entità fissa che spesso pensiamo che sia, anzi il tempo, e il tempo raccontato sulla Terra non è costante ed è influenzato da ogni sorta di cose.

Dalla famosa equazione di Einstein, E = MC² è stato riconosciuto che il tempo non è costante e che l'unica costante nell'universo è la velocità massima della luce. Il tempo, come scoprì Einstein, è influenzato dalla gravità, rendendo il tempo sulla Terra leggermente più lento del tempo nello spazio profondo, allo stesso modo, su corpi planetari con una massa più grande della Terra, il tempo scorre ancora più lentamente.

Il tempo rallenta quando ci si avvicina anche a velocità molto elevate. La proprietà del tempo, conosciuta come dilatazione del tempo, è stata scoperta da Einstein e significa che, in prossimità della velocità della luce, il tempo si è quasi fermato (e rende il viaggio interstellare una possibilità per gli scrittori di fantascienza).

Generalmente, vivendo sulla Terra, queste differenze nel tempo non vengono percepite, e infatti il ​​rallentamento del tempo causato dalla gravità della Terra è così minuto, sono necessari orologi atomici molto precisi per misurarlo.

Tuttavia, il tempo che usiamo per governare le nostre vite è influenzato anche da altri fattori. Da quando gli umani si sono evoluti per la prima volta, siamo stati abituati a un giorno che dura poco più di 24 ore. Tuttavia, la durata di un giorno sulla Terra non è fissa e sta cambiando negli ultimi miliardi di anni.

Ogni giorno sulla Terra differisce dal precedente al successivo. Spesso queste differenze sono minime, ma anno dopo anno, i cambiamenti si sommano quando l'influenza della gravità della luna e le forze di marea agiscono come un freno alla rotazione della Terra.

Per far fronte a questo, la scala cronologica globale UTC (Coordinated Universal Time) deve essere regolata per evitare che il giorno si allontani dalla sincronizzazione (e finiamo con il mezzogiorno di notte e di mezzanotte durante il giorno, anche se al rallentamento attuale della Terra , questo richiederebbe molte migliaia di anni).

L'aggiustamento nel nostro tempo è noto come secondi bisestili che vengono aggiunti una o due volte l'anno a UTC. Chiunque usi un NTP time server (Network Time Protocol) per sincronizzare anche la loro rete di computer, non ti preoccupare, tuttavia, poiché i server NTP automaticamente renderanno conto di queste modifiche.

Il recente e tragico terremoto che ha lasciato tanta devastazione in Giappone ha anche messo in evidenza un aspetto interessante per la misura del tempo e la rotazione della Terra.

Così potente è stato il terremoto di magnitudo 9.0, in realtà spostato l'asse della Terra da 165mm (6½ pollici) secondo la NASA.

Il sisma, uno dei più potenti sentiva sul Erath negli ultimi millenni, ha modificato la distribuzione della massa del pianeta, causando la Terra a ruotare sul suo asse quel po 'più veloce e quindi, accorciando la lunghezza di tutti i giorni che seguiranno.

Per fortuna, questo cambiamento è così minuto non è evidente nella nostra attività quotidiane come la Terra ha rallentato da meno di un paio di microsecondi (poco più di un milionesimo di secondo), e non è insolito per gli eventi naturali a rallentare la velocità di rotazione della Terra.

Infatti, poiché lo sviluppo dell'orologio atomico negli 1950 di, è stato realizzato rotazione terrestre è mai continuo e in effetti è aumentata leggermente, molto probabilmente per miliardi di anni.

Questi cambiamenti nella rotazione della Terra, e la lunghezza di un giorno, sono causati dagli effetti del movimento oceani, vento e l'attrazione gravitazionale della luna. Infatti, è stato stimato che prima gli umani arrivarono sulla Terra, la lunghezza di un giorno durante il periodo Giurassico (40-100 milioni di anni fa) la lunghezza di un giorno era solo 22.5 ore.

Questi cambiamenti naturali alla rotazione della Terra e la durata di un giorno, sono solo evidente a noi grazie alla natura precisa orologi atomici che devono tenere conto di questi cambiamenti per garantire che il globale tempi UTC (Coordinated Universal Time) non allontanarsi da tempo solare medio (in altre parole mezzogiorno ha bisogno di rimanere quando il sole è più alto durante il giorno).

Per raggiungere questo obiettivo, secondi in più vengono aggiunti di tanto in tanto su UTC. Questi secondi in più sono conosciuti come secondo salto e più di trenta sono stati aggiunti al UTC dal momento che il 1970 del.

Molte reti e tecnologie informatiche moderne si basano su UTC per mantenere i dispositivi sincronizzati, di solito ricevendo un segnale orario tramite un server NTP dedicato (Network Time Protocol).

NTP time server sono stati progettati per accogliere queste secondi bisestili, permettendo ai sistemi e le tecnologie informatiche per rimanere accurato, preciso e sincronizzato.

Il cronometraggio e la precisione sono importanti nella gestione delle nostre vite quotidiane. Abbiamo bisogno di sapere quali eventi temporali si verificano per garantire che non li perdiamo, abbiamo anche bisogno di avere una fonte di tempo preciso per impedirci di essere in ritardo; e i computer e le altre tecnologie sono tanto affidabili quanto noi.

Per molti computer e sistemi tecnici, il tempo sotto forma di timestamp è l'unica cosa tangibile che una macchina deve identificare quando gli eventi dovrebbero verificarsi e in quale ordine. Senza un timestamp un computer non è in grado di eseguire alcuna attività, anche il salvataggio dei dati è impossibile senza che la macchina sappia che ora è.

A causa di questa dipendenza dal tempo, tutti i sistemi informatici hanno orologi incorporati nei loro circuiti stampati. Comunemente questi sono oscillatori al quarzo, simili agli orologi elettronici usati negli orologi da polso digitali.

Il problema con questi orologi di sistema è che non sono molto accurati. Certo, per dire il tempo a fini umani sono abbastanza precisi; tuttavia, le macchine richiedono spesso un livello più alto di precisione, specialmente quando i dispositivi sono sincronizzati.

Per le reti di computer, la sincronizzazione è cruciale in quanto diverse macchine che raccontano tempi diversi potrebbero portare a errori e al fallimento della rete per eseguire anche compiti semplici. Il difficile con la sincronizzazione di rete è che gli orologi di sistema usati dai computer per mantenere il tempo possono andare alla deriva. E quando diversi orologi si spostano in base a quantità diverse, una rete può presto cadere in disordine quando macchine diverse seguono tempi diversi.

Per questo motivo, questi orologi di sistema non sono considerati affidabili per garantire la sincronizzazione. Invece, viene usato un tipo di orologio molto più accurato: il orologio atomico.

Gli orologi atomici non vanno alla deriva (almeno non più di un secondo in un milione di anni) e quindi sono ideali anche per sincronizzare le reti di computer. La maggior parte dei computer utilizza il protocollo software NTP (Network Time Protocol) che utilizza un singolo fonte di tempo dell'orologio atomico, da Internet o in modo più sicuro, esternamente tramite segnali GPS o radio, in cui sincronizza tutte le macchine su una rete.

Poiché NTP garantisce che ciascun dispositivo sia tenuto aggiornato a questa ora e ignora gli orologi di sistema non affidabili, è possibile mantenere l'intera rete sincronizzata con ciascuna macchina entro una frazione di secondo l'una dall'altra.

Molte reti di computer moderni ora eseguono l'ultimo sistema operativo Microsoft Window 7, che ha molte funzionalità nuove e migliorate tra cui la possibilità di sincronizzare il tempo.

Quando viene avviato un computer Windows 7, diversamente dalle versioni precedenti di Windows, il sistema operativo tenta automaticamente di eseguire la sincronizzazione su un server orario su Internet per garantire che la rete esegua un tempo preciso. Tuttavia, mentre questa funzione è spesso utile per gli utenti residenziali, per le reti aziendali può causare molti problemi.

Innanzitutto, per consentire questo processo di sincronizzazione, il firewall aziendale deve disporre di una porta aperta (UDP 123) per consentire il trasferimento orario regolare. Ciò può causare problemi di sicurezza poiché utenti e robot malintenzionati possono sfruttare la porta aperta per penetrare nella rete aziendale.

In secondo luogo, mentre internet time server sono spesso abbastanza accurati, questo spesso dipende dalla distanza dall'host e qualsiasi latenza causata dalla rete o dalla connessione Internet può causare ulteriori imprecisioni, il che significa che il sistema può spesso essere a più di un secondo dall'ora UTC preferita (Coordinated Universal Time ).

Infine, poiché le fonti di tempo internet sono dispositivi 2 stratificati, ovvero sono server che non ricevono un codice temporale di prima mano, ma ricevono invece una fonte di tempo di seconda mano da un dispositivo 1 di strato (dedicato NTP time server - Network Time Protocol) che può anche portare a imprecisioni: queste connessioni 2 possono anche essere molto impegnate, impedendo alla rete di accedere al tempo per periodi prolungati che rischiano di andare alla deriva.

Per garantire un tempo preciso, affidabile e sicuro per una rete Windows 7, non c'è davvero alcun sostituto che usare il proprio time server 1 NTP. Questi sono prontamente disponibili da molte fonti e non sono molto costosi, ma la tranquillità che forniscono è inestimabile.

Time server Stratum 1 NTP ricevere un segnale orario sicuro direttamente da una sorgente di clock atomico. Il segnale orario è esterno alla rete, quindi non c'è pericolo che venga violato o che sia necessario avere porte aperte nel firewall.

Inoltre, poiché i segnali temporali provengono da una sorgente di clock atomico diretta, sono molto accurati e non presentano problemi di latenza. I segnali utilizzati possono essere o tramite GPS (i satelliti del sistema di posizionamento globale hanno orologi atomici a bordo) o trasmessi da trasmissioni radiofoniche da laboratori nazionali di fisica come il NIST negli Stati Uniti (trasmesso dal Colorado), NPL nel Regno Unito (trasmesso da Cumbria) o il loro equivalente tedesco (da Francoforte).

Quasi tutti i dispositivi sembra avere un orologio collegato ad esso in questi giorni. Computer, telefoni cellulari e tutti gli altri gadget che usiamo sono tutte buone fonti di tempo. Garantire che non importa dove tu sia un orologio non è mai così lontano - ma non è stato sempre così.

Orologeria, in Europa, iniziato intorno al XIV secolo, quando sono state sviluppate le prime semplici orologi meccanici. Questi primi dispositivi non erano molto accurate, perdendo forse fino a mezz'ora al giorno, ma con lo sviluppo di questi dispositivi pendoli diventati sempre più accurata.

Tuttavia, i primi orologi meccanici di Al non sono stati i primi dispositivi meccanici che potrebbero raccontare e prevedere il tempo. In effetti, sembra europei erano più di 1500 anni in ritardo con lo sviluppo di ingranaggi, ruote dentate e orologi meccanici, come gli antichi avevano da tempo arrivato per primo.

All'inizio del XX secolo, una macchina di ottone è stato scoperto in un naufragio (Anticitera relitto) al largo della Grecia, che era un dispositivo complesso come qualsiasi orologio fatto in Europa nel periodo medievale. Mentre il meccanismo di Antikythera non è strettamente un orologio - è stato progettato per prevedere l'orbita dei pianeti e delle stagioni, le eclissi solari e anche gli antichi giochi olimpici - ma è altrettanto preciso e complicato come orologi svizzeri fabbricati in Europa nel XIX secolo.

Mentre gli europei hanno dovuto imparare di nuovo la fabbricazione di tali macchine precise, fare orologio è andato avanti in modo drammatico da allora. Negli ultimi centinaio di anni abbiamo assistito all'emergere di orologi elettronici, utilizzando cristalli come il quarzo per tenere il tempo, alla nascita di orologi atomici che usano la risonanza degli atomi.

Gli orologi atomici sono così accurate che non deriva anche da una seconda a centomila anni, che è fenomenale se si considera che gli orologi digitali al quarzo anche andrà alla deriva alcuni secondi na giornata.

Mentre poche persone hanno mai visto un orologio atomico in quanto sono ingombranti e complicati che richiedono un team di persone per mantenerli operativi, che ancora governano le nostre vite.

Gran parte delle tecnologie ci sono familiari come le reti internet e di telefonia mobile, sono tutti regolati da orologi atomici. NTP time server (Network Time Protocol) vengono utilizzati per ricevere i segnali orologio atomico spesso trasmessi dai laboratori di fisica di grandi dimensioni o dai segnali satellitari GPS (Global Positioning System).

NTP server poi distribuire il tempo intorno a una rete di computer di adeguamento degli orologi di sistema sulle singole macchine per assicurarsi che siano accurate. In genere, una rete di centinaia e persino migliaia di macchine possono essere mantenuti sincronizzati insieme ad una sorgente di tempo di orologio atomico utilizzando un unico NTP time server, E tenerli precisione di pochi millisecondi di ogni altro (pochi millesimi di secondo).

Arrivare da A a B è stata una preoccupazione primaria per le società sin da quando sono state costruite le prime strade. Che si tratti di cavallo, carrozza, treno, macchina o aereo, il trasporto è ciò che consente alle società di crescere, prosperare e commerciare.

Nel mondo di oggi, i nostri sistemi di trasporto sono molto complessi a causa del gran numero di persone che cercano di arrivare da qualche parte, spesso in momenti simili come l'ora di punta. Mantenere le autostrade, le autostrade e le ferrovie in funzione richiede una tecnologia sofisticata.

Semafori, autovelox, segnali di allarme elettronici, segnali ferroviari e sistemi di puntamento devono essere sincronizzati per sicurezza ed efficienza. Ad esempio, eventuali differenze temporali tra i segnali stradali potrebbero portare a code di traffico dietro certe luci e altre strade rimaste vuote. Mentre sulle ferrovie, se i sistemi di punti vengono controllati da un orologio impreciso, quando arrivano i treni il sistema potrebbe essere impreparato o non aver commutato la linea - portando alla catastrofe.

A causa della necessità di una sincronizzazione temporale sicura, accurata e affidabile sui nostri sistemi di trasporto, la tecnologia che li controlla è spesso sincronizzata UTC utilizzando i server orari dell'orologio atomico.

La maggior parte dei server temporali che controllano tali sistemi devono essere sicuri in modo che facciano uso di Network Time Protocol (NTP) e ricevere una trasmissione di tempo sicura utilizzando orologi atomici sui satelliti GPS (Global Positioning System) o ricevendo una trasmissione radio da un laboratorio di fisica come NPL (National Physical Laboratory) o NIST (Istituto nazionale degli standard e del tempo).

In tal modo, tutti i sistemi di gestione del traffico e delle ferrovie che operano sulla stessa rete sono precisi tra loro in pochi millisecondi di questo tempo generato dall'orologio atomico e NTP time server il fatto di mantenerli sincronizzati garantisce che rimangano in questo modo, apportando minuziose regolazioni a ciascun orologio di sistema per far fronte alla deriva.

NTP server vengono utilizzati anche dalle reti di computer per garantire che tutte le macchine siano sincronizzate insieme. Utilizzando un time server NTP su una rete, riduce la probabilità di errori e garantisce la sicurezza del sistema.

Prima parte

Con moderno NTP server La sincronizzazione (Network Time Protocol) è facile. Ricevendo segnali da segnali GPS o radio come MSF o WWVB, le reti di computer costituite da centinaia di macchine possono essere sincronizzate facilmente, garantendo un networking senza problemi e un'accurata registrazione temporale.

moderno NTP time server dipendono dagli orologi atomici, con una precisione di miliardi di parti di secondo, ma gli orologi atomici sono in circolazione solo negli ultimi sessant'anni e la sincronizzazione non è sempre stata così facile.

Agli albori della cronologia, gli orologi meccanici in natura, non erano affatto accurati. I primi cronometri potrebbero andare alla deriva fino a un'ora al giorno, quindi il tempo potrebbe differire dall'orologio della città all'orologio della città, e la maggior parte delle persone nella società agricola li considerava una novità, basandosi sull'alba e il tramonto per pianificare il loro giorni.

Tuttavia, in seguito alla rivoluzione industriale, il commercio divenne più importante per la società e la civiltà, e con esso, la necessità di sapere quale fosse il tempo; le persone avevano bisogno di sapere quando andare al lavoro, quando partire e con l'avvento delle ferrovie, il tempo preciso diventava ancora più cruciale.

All'inizio, se l'industria, i lavoratori venivano spesso svegliati per lavoro da persone pagate per svegliarli. Conosciuto come "knocker-uppers". Facendo affidamento sui peint time della fabbrica, andavano in giro per la città e toccavano i finestrini della gente, avvisandoli all'inizio della giornata, e gli sciami delle fabbriche segnalavano l'inizio e la fine dei turni.

Tuttavia, man mano che il commercio si sviluppava il tempo diventava ancora più cruciale, ma poiché sarebbe necessario un altro secolo circa per sviluppare orologi più precisi (almeno fino all'invenzione degli orologi elettronici), furono sviluppati altri metodi.

Da seguire…