Il tempo preciso è così importante per i moderni sistemi di computer che è ora inimmaginabile per qualsiasi amministratore di rete configurare un sistema informatico senza alcun riguardo per la sincronizzazione.

Garantire che tutte le macchine eseguano un tempo preciso e preciso e che l'intera rete sia sincronizzata, eviterà problemi quali la perdita di dati, il mancato funzionamento di transazioni temporali e il debugging e la gestione degli errori che possono essere quasi impossibili su reti prive di sincronicità .

Ci sono molte fonti di tempo preciso per l'uso con NTP time server (Network Time Protocol). NTP server tendono ad usare il tempo controllato dagli orologi atomici per garantire la precisione, e ci sono vantaggi e svantaggi per ciascun sistema.

Idealmente come fonte di tempo, vuoi che sia una fonte di UTC (Coordinated Universal Time) in quanto questo è lo standard internazionale utilizzato dai sistemi informatici di tutto il mondo. Ma l'UTC non è sempre accessibile, ma esiste un'alternativa.

Ora GPS

L'ora GPS è l'ora trasmessa dagli orologi atomici a bordo dei satelliti GPS. Questi orologi formano la tecnologia di base per il Global Positioning System e i loro segnali sono quelli che vengono utilizzati per elaborare le informazioni di posizionamento.

Ma i segnali orari GPS possono anche fornire un'accurata fonte di tempo per le reti di computer - sebbene il tempo GPS in senso stretto differisca dall'UTC.

Nessun secondo salto

L'ora GPS viene trasmessa come un numero intero. Il segnale contiene il numero di secondi da quando gli orologi GPS sono stati accesi per la prima volta (gennaio 1980).

Originariamente l'ora GPS era impostata su UTC, ma dal momento che il satellite GPS è stato nello spazio negli ultimi trenta anni, a differenza di UTC, non c'è stato alcun incremento per tenere conto dei secondi bisestili, quindi attualmente il GPS gira esattamente 17 secondi dietro l'UTC.

Conversione

Anche se l'ora GPS e l'ora UTC non sono esattamente gli stessi di quelli originariamente basati sullo stesso tempo e solo la mancanza di secondi intercalati non aggiunti al GPS fa la differenza, e dato che è esatta in secondi, la conversione dell'ora GPS è semplice.

Molti GPS server NTP convertirà il tempo GPS in ora UTC (e l'ora locale se lo desideri) assicurandoti di avere sempre una fonte accurata, stabile, sicura e affidabile di tempo basato sull'orologio atomico.

Non hai bisogno di me per dirti quanto sia importante la sincronizzazione dell'ora della rete del computer. Se stai leggendo questo, probabilmente sei ben consapevole dell'importanza di garantire che tutti i tuoi computer, router e dispositivi sulla tua rete funzionino contemporaneamente.

La mancata sincronizzazione di una rete può causare tutti i tipi di problemi, anche se con una mancanza di sincronicità i problemi possono passare inosservati poiché la ricerca di errori e il debug di una rete possono essere quasi impossibili senza una fonte di tempo sincronizzato.

Ci sono diverse opzioni per trovare anche una fonte di tempo preciso. La maggior parte delle fonti di tempo utilizzate per la sincronizzazione sono una fonte di UTC (Coordinated Universal Time), che è la scala temporale internazionale.
Tuttavia, ci sono pro e contro a tutte le fonti:

Tempo di Internet

C'è un numero quasi infinito di fonti di tempo UTC su Internet. Alcune di queste fonti temporali sono del tutto imprecise e inaffidabili, ma ci sono alcune fonti attendibili emesse da persone come NIST (Istituto nazionale per gli standard e il tempo) e Microsoft.

Tuttavia, indipendentemente da quanto sia attendibile la sorgente del tempo, ci sono due problemi con le fonti di orario internet. In primo luogo, un server orario di internet è in realtà un dispositivo 2 di strato. In altre parole, un server orario di Internet è connesso a un altro server orario che ottiene il suo tempo da un orologio atomico, di solito da una delle fonti qui sotto. Quindi una fonte di tempo internet non sarà mai così precisa o precisa come utilizzare un time server 1 stratum.

In secondo luogo, e ancora più importante, le fonti di tempo Internet operano attraverso il firewall, pertanto una potenziale violazione della sicurezza è disponibile per qualsiasi utente malintenzionato che desideri sfruttare le porte aperte.

GPS Time

Il tempo GPS è molto più sicuro. Non solo è disponibile un segnale orario GPS ovunque con una linea di vista del cielo, ma anche i segnali GPS possono essere ricevuti esternamente alla rete. Utilizzando a GPS ora del server i segnali orari GPS possono essere ricevuti e utilizzando NTP (Network Time Protocol) questa volta può essere convertito in UTC (l'ora GPS è attualmente 17 secondi esattamente dietro l'ora GPS), quindi distribuiti in rete.

Tempo MSF / WWVB

Le trasmissioni radio in onda lunga sono trasmesse da diversi laboratori nazionali di fisica. NIST e NPL del Regno Unito sono due di queste organizzazioni e trasmettono i segnali UTC MSF (UK) e WWVB (USA) che possono essere ricevuti e utilizzati da una radio di riferimento Server NTP.

"Il tempo è ciò che impedisce che tutto accada subito", disse un eminente fisico John Wheeler. E quando si tratta di computer le sue parole non potrebbero essere più rilevanti.

I timestamp sono l'unico metodo che un computer deve stabilire se si è verificato un evento, è previsto che si verifichi o non si verifichi ancora. Per un PC domestico, il computer si basa sull'orologio integrato che visualizza l'ora sull'angolo del sistema operativo e per la maggior parte degli usi domestici è abbastanza soddisfacente.

Tuttavia, per le reti di computer che devono comunicare tra loro, fare affidamento su singoli orologi di sistema può causare problemi indicibili:

Tutti gli orologi vanno alla deriva, e gli orologi dei computer non sono diversi e si verificano problemi quando due macchine vanno alla deriva a velocità diverse in quanto il tempo non coincide. Ciò rappresenta un enigma per un computer in quanto non è sicuro di quale sia il tempo per credere e gli eventi critici del tempo possono non riuscire a verificarsi e anche semplici attività come l'invio di una e-mail possono causare confusione temporale su una rete.

Per queste ragioni, time server sono comunemente usati per ricevere il tempo da una fonte esterna e distribuirlo sulla rete. La maggior parte di questi dispositivi utilizza il protocollo NTP (Network Time Protocol) che è progettato per fornire un metodo di sincronizzazione dell'ora su una rete.

Tuttavia, i server temporali sono validi solo come l'origine dell'orario su cui si basano e quando si verifica un problema con tale origine, la sincronizzazione avrà esito negativo e potrebbero verificarsi i problemi sopra menzionati.

La causa più comune di errori o inaccuratezza del time server è la dipendenza da fonti di tempo basate su Internet. Questi non possono essere autenticati dall'NTP, né garantiti per essere precisi e possono anche portare a problemi di sicurezza con l'intrusione del firewall e altri attacchi dannosi.

Garantire il NTP time server continua a ottenere una fonte di tempo altamente preciso è abbastanza semplice ed è tutta una questione di scelta di una fonte di tempo accurata, affidabile e sicura.

Nella maggior parte del mondo ci sono due metodi che possono fornire una fonte di tempo sicura e affidabile:

• Segnale orario GPS
• Segnali orari riferiti alla radio

I segnali GPS sono disponibili ovunque sul pianeta e sono basati su Ora GPS che è generato dagli orologi atomici a bordo dei satelliti.

Segnali radio di riferimento come MSF e WWVB sono trasmessi in onda da laboratori di fisica come NIST e NPL.

Il rivale europeo tanto atteso negli Stati Uniti Global Positioning System, Galileo, ha fatto un passo in avanti per la realizzazione con la consegna del carico utile per primo satellite.

Il carico utile, che contiene il "cervello" del satellite Galileo, comprende gli orologi atomici che sono alla base di tutti i sistemi satellitari di navigazione globale (GNSS) e di fornire sia le informazioni postulare e il segnale orario GPS usato da tanti Time server NTP GPS per la sincronizzazione di rete.

Galileo occupa di rivaleggiare non solo l'attuale sistema americano GPS corsa, ma per applicazioni di sincronizzazione di tempo si prevede di operare in tandem per garantire una precisione ancora maggiore per chi cerca una fonte di tempo UTC.

Galileo ha subito un sacco di incertezza in quanto il progetto euro multi-miliardi è stato progettato prima più di un decennio fa, ma la consegna del carico utile del primo satellite a Roma, dove l'apparecchio è in fase di ultimazione, in preparazione per il lancio all'inizio del prossimo anno, è una vera manna al progetto che è spesso caduto in dubbio.

Proprio come il GPS, Galileo sarà un sistema satellitare di navigazione completamente il funzionamento, ma offrirà una precisione ancora maggiore che il suo predecessore l'invecchiamento e dotare l'Europa di un proprio sistema di navigazione che non è di proprietà e controllata dai militari degli Stati Uniti.

Così come le informazioni postulando che verrà utilizzato dagli automobilisti, piloti e altri viaggiatori, Galileo fornirà anche una fonte sicura e precisa di tempo per reti e tecnologie per garantire la sincronicità di computer di tutto il mondo.

Attualmente, GPS è il solo a fornire questo servizio sicuro, anche se le trasmissioni radio in alcuni paesi forniscono un'alternativa alla GPS ora del server segnali, anche se sono non così ampia diffusione come il GPS.

Il primo satellite Galileo si prevede di raggiungere l'orbita nei primi mesi del 2011, con l'intera rete progettata per essere il funzionamento in 2014 - anche se le esperienze passate con il progetto sono qualche cosa per andare avanti - si dovrebbe aspettare almeno un paio di ritardi.

Il tempo preciso è essenziale nel mondo moderno dell'internet banking, delle aste online e della finanza globale. Qualsiasi rete di computer coinvolta nella comunicazione globale deve disporre di un'origine accurata della scala cronologica globale UTC (Coordinated Universal Time) per poter parlare con altre reti.

Ricevere UTC è abbastanza semplice. È disponibile da più fonti, ma alcuni sono più affidabili di altri:

Fonti orarie Internet

Internet è pieno di fonti di tempo. Questi variano in affidabilità e precisione, ma alcune organizzazioni di fiducia come il NIST (National Institute of Standards and Time) e Microsoft. Tuttavia, ci sono svantaggi con le fonti di tempo di Internet:

Affidabilità - La richiesta di fonti Internet di UTC spesso significa che può essere difficile accedervi

Precisione - La maggior parte dei time server di internet sono dispositivi 2 stratificati, il che significa che si affidano a una fonte di tempo autonomamente. Spesso si possono verificare errori e molte fonti di tempo possono essere molto imprecise.

XNUMX Sicurezza - Forse il più grande problema con le fonti di tempo internet è il rischio che rappresentano per la sicurezza. Per ricevere un timestamp da Internet il firewall deve avere un'apertura per consentire il passaggio dei segnali; questo può portare a utenti malintenzionati che ne approfittano.

Server di riferimento via radio.

Un metodo sicuro per la ricezione di timestamp UTC è disponibile utilizzando a NTP time server che può ricevere segnali radio da laboratori come NIST e NPL (National Physical Laboratory.) Molti paesi hanno trasmesso segnali temporali altamente accurati, affidabili e sicuri.

Time server GPS

Un'altra fonte per time server dedicati è il GPS. Il grande vantaggio di a GPS NTP time server è che la sorgente del tempo è disponibile ovunque sul pianeta con una chiara visione del cielo. I time server GPS sono anche estremamente precisi, affidabili e altrettanto sicuri dei server di riferimento radio.

Il sistema GPS è familiare alla maggior parte delle persone. Molte macchine ora hanno un dispositivo di navigazione satellitare GPS nelle loro macchine, ma c'è molto di più nel sistema di posizionamento globale che nel semplice orientamento.

Il Global Positioning System è una costellazione di oltre trenta satelliti che girano intorno al globo. La rete satellitare GPS è stata progettata in modo tale che in qualsiasi momento ci siano almeno quattro satelliti in testa - non importa dove ti trovi sul globo.

A bordo di ciascun satellite GPS è presente un orologio atomico di alta precisione ed è l'informazione di questo orologio che viene inviata attraverso le trasmissioni GPS che mediante triangolazione (utilizzando il segnale di più satelliti) un ricevitore satellitare di navigazione può determinare la posizione dell'utente.

Ma questi segnali di temporizzazione ultra precisi hanno un altro uso, all'insaputa di molti utenti di sistemi GPS. Perché i segnali di temporizzazione dal Orologi atomici GPS sono così precisi, sono una buona fonte di tempo per sincronizzare tutti i tipi di tecnologie, dalle reti di computer alle telecamere del traffico.

Per utilizzare i segnali di temporizzazione GPS, viene spesso utilizzato un server orario GPS. Questi dispositivi utilizzano NTP (Network Time Protocol) per distribuire il Sorgente di temporizzazione GPS a tutti i dispositivi sulla rete NTP.

NTP controlla regolarmente l'ora su tutti i sistemi sulla sua rete e la regola di conseguenza se si è spostata su quale sia la sorgente di temporizzazione GPS originale.

Dato che il GPS è disponibile ovunque sul pianeta, fornisce una fonte di tempo molto utile per molte tecnologie e applicazioni, assicurando che tutto ciò che è sincronizzato con la sorgente di temporizzazione GPS rimarrà il più preciso possibile.

Un singolo GPS server NTP può sincronizzare centinaia e migliaia di dispositivi tra cui router, PC e altro hardware garantendo che l'intera rete stia eseguendo un tempo perfettamente coordinato.

Il GPS non è l'unica tecnologia che dipende dagli orologi atomici. Gli alti livelli di precisione forniti da orologi atomici sono utilizzati in altre tecnologie cruciali che diamo per scontato ogni giorno.

Controllo del traffico aereo Non solo tutti gli aerei e gli aerei di linea ora sono dotati di GPS per consentire ai piloti e al personale di terra di conoscere la loro esatta posizione, ma gli orologi atomici sono utilizzati anche dai controllori del traffico aereo che hanno bisogno di misurazioni precise e di tempo tra gli aerei.

Semafori e sistemi di congestione stradale - I semafori sono un altro sistema che fa affidamento sulla sincronizzazione dell'orologio atomico. La precisione e la sincronizzazione sono fondamentali per i sistemi a semaforo poiché piccoli errori nella sincronizzazione potrebbero portare a incidenti mortali.

Le videocamere congestionate e altri sistemi come i parchimetri usano anche orologi atomici come base per il loro cronometraggio, in quanto ciò previene qualsiasi problema legale nell'emissione di avvisi di penalità.

CCTV - La televisione a circuito chiuso è un altro utente su larga scala di orologi atomici. Le telecamere CCTV sono spesso utilizzate nella lotta contro la criminalità, ma come prova sono inefficaci in un tribunale, a meno che le informazioni di temporizzazione sulla telecamera CCTV possano essere dimostrate accurate. In caso contrario, i criminali potrebbero sfuggire a procedimenti giudiziari perché, nonostante l'identificazione da parte della telecamera, non è possibile chiarire la data e l'ora del reato senza accuratezza e sincronizzazione.

Internet - Molte delle applicazioni che ora affidiamo a Internet sono rese possibili solo grazie agli orologi atomici. Il trading online, l'internet banking e persino le case d'asta online hanno bisogno di tempo preciso e sincronizzato.

Immagina di prelevare i tuoi risparmi dal tuo conto bancario scoprendo che puoi ritirarli di nuovo perché un altro computer ha un orologio più lento o immagina di fare offerte su un sito di aste online solo per far rifiutare la tua offerta da un'offerta precedente alla tua perché è stata fatta su un computer con un orologio più lento.

Usare gli orologi atomici come fonte di tempo è relativamente semplice per molte tecnologie. I segnali radio e persino le trasmissioni GPS possono essere utilizzati come fonte dell'orologio atomico e per i sistemi informatici, il protocollo NTP (Network Time Protocol) assicurerà che qualsiasi rete dimensionata verrà sincronizzata perfettamente insieme. dedito NTP time server sono utilizzati in tutto il mondo in tecnologie e applicazioni che richiedono tempi precisi.

Gli orologi atomici sono i dispositivi di cronometraggio più precisi conosciuti dall'uomo. La precisione è incomparabile rispetto ad altri orologi e cronometri, mentre anche l'orologio elettronico più sofisticato si sposta di un secondo ogni settimana o due, il più moderni orologi atomici può continuare a funzionare per migliaia di anni e non perdere nemmeno una frazione di secondo.

L'accuratezza di un orologio atomico dipende da ciò che usano come base per la misurazione del tempo. Invece di fare affidamento su una corrente elettronica che attraversa un cristallo come un orologio elettronico, un orologio atomico utilizza la transizione iperfina di un atomo in due stati energetici. Anche se questo può sembrare complicato, è solo un riverbero senza sbalzi di "tick" su 9 miliardi di volte al secondo, ogni secondo.

Ma perché tale precisione è davvero necessaria e in quale tecnologia vengono impiegati gli orologi atomici?

È esaminando le tecnologie che utilizzano gli orologi atomici che possiamo capire perché sono richiesti così alti livelli di precisione.

GPS - Navigazione satellitare

La navigazione satellitare è un'enorme industria ora. Una volta solo una tecnologia per i militari e gli aviatori, la navigazione satellitare GPS è ora utilizzata dagli utenti della strada in tutto il mondo. Tuttavia, le informazioni di navigazione fornite dai sistemi di navigazione satellitare come il GPS dipendono esclusivamente dalla precisione degli orologi atomici.

Il GPS funziona triangolando diversi segnali di temporizzazione che vengono distribuiti dagli orologi atomici a bordo dei satelliti GPS. Lavorando fuori quando il segnale di cronometraggio è stato rilasciato dal satellite, il ricevitore satellitare può capire fino a che punto è distante dal satellite e usando più segnali calcolare dove si trova nel mondo.

A causa di questi segnali di temporizzazione viaggiano alla velocità della luce, solo un secondo di imprecisione all'interno dei segnali di temporizzazione potrebbe portare a che le informazioni di posizionamento siano migliaia di miglia. È testimonianza dell'accuratezza di Orologi atomici GPS che attualmente un ricevitore di navigazione satellitare ha una precisione di 5 metri.

Chiedi a qualsiasi amministratore di rete o ingegnere IT e chiedi loro quanto sia importante sincronizzazione dell'ora di rete è e normalmente otterrete la stessa risposta - molto.

Il tempo viene utilizzato in quasi tutti gli aspetti dell'informatica per la registrazione quando si verificano eventi. In effetti, i timestamp sono l'unico riferimento che un computer può utilizzare per tenere traccia delle attività che ha svolto e di quelle che non ha ancora fatto.

Quando le reti non sono sincronizzate, il risultato può essere un vero problema per chiunque abbia il compito di eseguirne il debug. I dati possono essere spesso persi, le applicazioni non possono iniziare, la registrazione degli errori è quasi impossibile, per non parlare delle vulnerabilità della sicurezza che possono verificarsi se non c'è un tempo di rete sincronizzato.

NTP (Network Time Protocol) è l'applicazione principale per la sincronizzazione dell'ora che è presente da 1980. È stato costantemente sviluppato ed è utilizzato praticamente da qualsiasi rete di computer che richiede un tempo preciso.

La maggior parte dei sistemi operativi ha già installata una versione di NTP e l'utilizzo per sincronizzare un singolo computer è relativamente semplice utilizzando le opzioni nelle impostazioni dell'orologio o nella barra delle applicazioni.

Tuttavia, utilizzando l'applicazione NTP o il demone incorporati su un computer, il dispositivo utilizza una sorgente di tempo internet come riferimento temporale. Tutto questo va bene per le singole macchine desktop, ma su una rete è necessaria una soluzione più sicura.

È vitale su qualsiasi rete di computer che non vi siano vulnerabilità nel firewall che possono portare ad attacchi da parte di utenti malintenzionati. Mantenere una porta aperta per comunicare con una sorgente di sincronizzazione di Internet è un metodo che un utente malintenzionato può utilizzare per entrare in una rete.

Fortunatamente ci sono alternative all'uso di internet come fonte di temporizzazione. Segnali orari di orologio atomico può essere ricevuto utilizzando la radio a onde lunghe o le trasmissioni GPS.

dedito NTP time server sono disponibili dispositivi che rendono estremamente facile la sincronizzazione del tempo NTP server riceve il tempo (esternamente al firewall) e può quindi distribuire a tutte le macchine su una rete - questo viene fatto in modo sicuro e accurato con la maggior parte delle reti sincronizzate su un server NTP che lavora a pochi millisecondi l'una dall'altra.

Le condizioni meteorologiche future potrebbero influenzare i dispositivi GPS, tra cui la navigazione satellitare e NTP GPS time server.

Mentre molti di noi hanno dovuto affrontare un clima estremo lo scorso inverno, stanno arrivando ulteriori tempeste, questa volta dallo spazio.

Brillamenti solari sono un evento normale sulla superficie del sole. Mentre gli scienziati non sono completamente sicuri di ciò che li causa, sappiamo due cose sui brillamenti solari: - sono ciclici - e sono legati a l'attività delle macchie solari.

Per gli ultimi undici anni l'attività delle macchie solari del sole - piccole depressioni scure che appaiono sulla superficie del sole - è stata minima. Ma questo ciclo di undici anni è giunto al termine e alla fine dello scorso anno c'è stato un aumento delle macchie solari, il che significa che 2010 sarà un anno eccezionale per le macchie solari e le brillamenti solari.

Ma non c'è bisogno di preoccuparsi di diventare tostati dai brillamenti solari, poiché queste esplosioni di gas caldi che brillano dal sole non arrivano mai abbastanza lontano da raggiungere la Terra, tuttavia, possono influenzarci in modi diversi.

I brillamenti solari sono esplosioni di energia e come tali emettono radiazioni e particelle ad alta energia. Sulla terra, siamo protetti da queste esplosioni di energia e radiazioni dal campo magnetico terrestre e dalla ionosfera, tuttavia le comunicazioni satellitari non lo sono e questo può portare a problemi.

Mentre l'effetto della radiazione solare è molto debole, può rallentare e riflettere le onde radio mentre viaggiano attraverso la ionosfera verso la Terra. Questa interferenza può causare problemi ai satelliti GPS in particolare quando dipendono dalla precisione per fornire informazioni di navigazione.

Mentre gli effetti dei brillamenti solari sono lievi, è possibile che i dispositivi GPS incontrino brevi periodi di assenza di segnale e anche il problema dei segnali imprecisi che significano il posizionamento di informazioni può diventare inaffidabile.

Ciò non influirà solo sulla navigazione, in quanto il sistema GPS viene utilizzato da centinaia e migliaia di reti di computer come fonte di tempo affidabile.

Mentre la maggior parte dedicato GPS time server dovrebbe essere in grado di far fronte a periodi di instabilità senza perdere precisione, per gli amministratori di rete preoccupati che non vogliono andare al lavoro per scoprire che i loro sistemi si sono bloccati a causa di una mancanza di sincronizzazione potrebbe voler prendere in considerazione l'utilizzo di un server di riferimento della rete radio che utilizza la trasmissione broadcast come MSF o WVBB.

Dual time server NTP (Network Time Protocol) sono anche disponibili in grado di ricevere sia la radio che il GPS, garantendo che una fonte di tempo sia sempre costantemente disponibile.