La sincronizzazione delle moderne reti di computer è di vitale importanza per una moltitudine di ragioni e grazie al protocollo temporale NTP (Network Time Protocol) questo è relativamente semplice.

NTP è un protocollo algoritmico che analizza il tempo su diversi computer e lo confronta con un riferimento temporale singolo e regola ciascun clock per la deriva per garantire la sincronizzazione con la sorgente del tempo. NTP è così capace in questo compito che una rete sincronizzata usando il protocollo può realisticamente ottenere una precisione millisecondo.

Scelta dell'origine dell'orario

Quando si tratta di stabilire un riferimento temporale, non c'è alternativa che trovare una fonte di UTC (Coordinated Universal Time). UTC è la scala cronologica globale, utilizzata in tutto il mondo come un'unica scala cronologica dalle reti di computer. UTC è tenuto accurato da una costellazione di orologi atomici in tutto il mondo.

Sincronizzazione con UTC

Il metodo più basilare per la ricezione dell'origine ora UTC consiste nell'utilizzare un server orario 2 di strato. Questi sono considerati come 2 quando distribuiscono il tempo dopo averlo ricevuto da a Server NTP (strato 1) che è collegato a un orologio atomico (strato 0). Sfortunatamente questo non è il metodo più accurato per ricevere UTC a causa di la distanza che i dati devono percorrere dall'host al cliente.

Ci sono anche problemi di sicurezza nell'utilizzo di una sorgente 2 di Internet stratum in cui la porta UDP del firewall 123 deve essere lasciata aperta per ricevere il codice temporale, ma questa apertura del firewall può, ed è stata, sfruttata dagli utenti malintenzionati.

Server NTP dedicati

Dedicato time server NTP, spesso definiti server di rete, sono il metodo più preciso e sicuro per sincronizzare una rete di computer. Funzionano esternamente alla rete quindi non ci sono problemi con il firewall. Questi dispositivi 1 di strato ricevono il tempo UTC direttamente da una sorgente di clock atomico mediante trasmissioni radio a onde lunghe o Rete GPS (Global Positioning System). Mentre questo richiede un'antenna, che nel caso del GPS deve essere posizionata su un tetto, il server del tempo stesso sincronizzerà automaticamente centinaia e addirittura migliaia di dispositivi diversi sulla rete.

Sebbene siano disponibili diversi protocolli per la sincronizzazione dell'ora, la maggior parte del tempo di rete viene sincronizzata utilizzando entrambi NTP o SNTP.

Network Time Protocol (NTP) e Simple Network Time Protocol (SNTP) sono presenti sin dall'inizio di Internet (e nel caso di NTP, diversi anni prima) e sono di gran lunga i più diffusi e diffusi protocolli di sincronizzazione temporale.

Tuttavia, la differenza tra i due è minima e decidere quale sia il protocollo migliore per a NTP Time Server o una particolare applicazione di sincronizzazione dell'ora può essere fastidiosa.

Come suggerisce il nome, SNTP è una versione semplificata del Network Time Protocol ma viene spesso posta la domanda: "qual è esattamente la differenza?"

La principale differenza tra le due versioni del protocollo è nell'algoritmo che viene utilizzato. L'algoritmo di NTP può interrogare più orologi di riferimento e calcolare quale è il più preciso.

Uso SNTP per dispositivi con bassa elaborazione: è adatto a macchine meno potenti, non richiede l'elevata precisione di NTP. NTP può anche monitorare qualsiasi offset e jitter (piccole variazioni nella forma d'onda derivanti da fluttuazioni di tensione, vibrazioni meccaniche o altre fonti) mentre SNTP no.

Un'altra importante differenza sta nel modo in cui i due protocolli si adattano a qualsiasi deriva nei dispositivi di rete. NTP accelera o rallenta un orologio di sistema per far corrispondere il tempo dell'orologio di riferimento che entra nel Server NTP (rotazione) mentre SNTP semplicemente fa avanzare o retrocedere l'orologio di sistema.

Questo passaggio del tempo di sistema può causare potenziali problemi con applicazioni sensibili al fattore tempo, in particolare la fase è piuttosto ampia.

L'NTP viene utilizzato quando la precisione è importante e quando le applicazioni critiche nel tempo dipendono dalla rete. Tuttavia, il suo complesso algoritmo non è adatto a macchine semplici oa quelle con processori meno potenti. D'altra parte, l'SNTP è più adatto per questi dispositivi più semplici poiché richiede meno risorse del computer, tuttavia non è adatto per dispositivi in ​​cui la precisione è critica o in cui le applicazioni critiche per il tempo sono dipendenti dalla rete.

C'è una certa ironia nel fatto che il computer che si trova sul desktop e che potrebbe costare tanto quanto lo stipendio mensile avrà un orologio a bordo meno preciso di un orologio da polso economico acquistato in una stazione di benzina o di benzina.

Il problema non è che i computer siano particolarmente realizzati con componenti di temporizzazione a basso costo, ma che qualsiasi cronometraggio serio su un PC può essere raggiunto senza oscillatori costosi o avanzati.

Gli oscillatori di temporizzazione integrati sulla maggior parte dei PC sono in realtà solo un backup per mantenere sincronizzato l'orologio del computer quando il PC è spento o quando le informazioni sulla temporizzazione della rete non sono disponibili.

Nonostante questi orologi di bordo inadeguati, i tempi su una rete di PC possono essere raggiunti con precisione millisecondo e una rete sincronizzata con la scala temporale globale UTC (Coordinated Universal Time) non dovrebbe andare alla deriva.

Il motivo per cui questo alto livello di precisione e sincronicità può essere raggiunto senza costosi oscillatori è che i computer possono utilizzare il protocollo di sincronizzazione della rete (NTP) per trovare e mantenere l'ora esatta.

NTP è un algoritmo che distribuisce un'unica fonte di tempo; questo può essere generato dall'orologio di bordo di un PC - anche se questo vedrebbe ogni macchina sulla rete andare alla deriva mentre l'orologio stesso si sposta - Una soluzione molto migliore è usare NTP per distribuire una fonte di tempo stabile e accurata, e più preferibilmente per reti che conducono affari attraverso Internet, una fonte di UTC.

Il metodo più semplice per ricevere l'UTC, che è mantenuto fedele da una costellazione di orologi atomici in tutto il mondo, è utilizzare un time server NTP dedicato. I server NTP utilizzano segnali satellitari GPS (Global Positioning System) o trasmissioni radio a onde lunghe (generalmente trasmessi da laboratori nazionali di fisica come NPL o NIST).

Una volta ricevuto il Server NTP distribuisce la sorgente di temporizzazione attraverso la rete e controlla costantemente ogni deriva per ogni macchina (in sostanza, la macchina in rete contatta il server come client e le informazioni vengono scambiate via TCP / IP.

Ciò rende obsoleti gli orologi di bordo dei computer stessi, anche se le macchine vengono inizialmente avviate o se c'è stato un ritardo nel contattare Server NTP (se è giù o c'è un guasto temporaneo), l'orologio di bordo viene utilizzato per mantenere il tempo fino a quando la sincronizzazione completa è di nuovo ottenibile.

Il tempismo sta diventando sempre più cruciale per i sistemi informatici. Ora è quasi impossibile che una rete di computer funzioni senza sincronizzazione con l'UTC (Coordinated Universal Time). E persino le singole macchine utilizzate in casa sono ora dotate di sincronizzazione automatica. L'ultima versione di Windows, ad esempio, Windows 7, si collega automaticamente a un'origine temporale (sebbene questa applicazione possa essere disattivata manualmente accedendo alle preferenze di ora e data).

L'inclusione di questi strumenti di sincronizzazione automatica sui più recenti sistemi operativi è un'indicazione di quanto siano diventate importanti le informazioni temporali e quando si considerano i tipi di applicazioni e transazioni attualmente condotte su Internet non è una sorpresa.

Internet banking, prenotazioni online, aste su Internet e persino e-mail possono essere affidati a tempi precisi. I computer utilizzano timestamp come unico punto di riferimento che devono identificare quando e se una transazione si è verificata. Gli errori nelle informazioni sui tempi possono causare indicibili errori e problemi, in particolare con il debug.

Internet è pieno di time server con oltre un migliaio di fonti di tempo disponibili per la sincronizzazione online comunque; la precisione e l'utilità di queste fonti online di tempo UTC variano e lasciare un TCP / IP aperto nel firewall per consentire che le informazioni sulla tempistica possano lasciare un sistema vulnerabile.

Per i sistemi di rete in cui la tempistica non è solo cruciale, ma dove la sicurezza è anche un problema fondamentale, Internet non è una fonte preferita per ricevere le informazioni UTC e una fonte esterna è necessaria.

Connettere una rete NTP ad una fonte esterna di tempo UTC è relativamente semplice se a ora del server di rete si usa. Questi dispositivi che sono spesso indicati come NTP server, utilizzare gli orologi atomici a bordo di satelliti GPS (Global Positioning System) o trasmissioni a onde lunghe trasmessi da luoghi come NIST or NPL.

NTP server sono dispositivi essenziali per la sincronizzazione dell'ora della rete del computer. Garantire che una rete coincida con l'UTC (Coordinated Universal Time) è vitale nelle comunicazioni moderne come Internet ed è la funzione primaria del ora del server di rete (Server NTP).

Come suggerisce il nome, questi time server utilizzano il protocollo NTP (Network Time Protocol) per gestire le richieste di sincronizzazione. NTP è già installato in molti sistemi operativi e la sincronizzazione è possibile senza un server NTP utilizzando un'origine ora Internet, questo può essere non sicuro e inaccurato per molte esigenze di rete.

Network Time Server ricevere un segnale orario molto più accurato e sicuro. Esistono due metodi per ricevere l'ora utilizzando un server orario: utilizzando la rete GPS o ricevendo trasmissioni radio a onde lunghe.

Entrambi questi metodi di ricezione dell'orario sono sicuri in quanto esterni a qualsiasi firewall di rete. Sono anche accurati in quanto entrambe le fonti di tempo sono generate direttamente dagli orologi atomici piuttosto che da un servizio orario Internet che sono normalmente Dispositivi NTP collegato a un orologio atomico di terze parti.

La rete GPS fornisce una fonte ideale di tempo per i server NTP poiché i segnali sono disponibili ovunque. L'unico lato negativo dell'uso della rete GPS è che è necessaria una vista del cielo per il collegamento a un satellite.

Le fonti di tempo di riferimento radio sono più flessibili in quanto il segnale a onde lunghe può essere ricevuto all'interno. Hanno una forza limitata e non tutti i paesi hanno un segnale orario, anche se alcuni segnali come il DCF tedesco e il WVBB USA sono disponibili negli stati confinanti.

Nonostante sia in circolazione da oltre vent'anni, l'attuale protocollo di tempo preferito dalla maggior parte delle reti, l'NTP (Network Time Protocol) ha una certa concorrenza.

Attualmente l'NTP è usato per sincronizzare le reti di computer usando Network Time Server (NTP server). Attualmente NTP può sincronizzare una rete di computer in pochi millisecondi.

Il protocollo Precision Time Protocol (PTP) o IEEE 1588 è stato sviluppato per sistemi locali che richiedono un'accuratezza molto elevata (livello nano-secondo). Attualmente questo tipo di accuratezza va oltre le capacità di NTP.

PTP richiede una relazione relazionale master e slave nella rete. È necessario un processo in due passaggi per sincronizzare i dispositivi utilizzando IEEE 1588 (PTP). Innanzitutto, è necessario determinare quale dispositivo è il master, quindi vengono misurati gli scostamenti e i ritardi della rete naturale. PTP utilizza l'algoritmo Best Clock Clock (BMC) per stabilire quale orologio sulla rete è il più preciso e diventa il master mentre tutti gli altri clock diventano slave e si sincronizzano con questo master.

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) descrive IEEE 1588 o (PTP) come progettato per "riempire una nicchia non ben servita da uno dei due protocolli dominanti, NTP e GPS. IEEE 1588 è progettato per sistemi locali che richiedono un'accuratezza molto elevata oltre a quelli raggiungibili tramite NTP. È inoltre progettato per applicazioni che non possono sostenere il costo di un ricevitore GPS su ciascun nodo o per i quali i segnali GPS sono inaccessibili. "(Citato in wikipedia)

PTP può fornire precisione a pochi nano secondi, ma questo tipo di accuratezza non è richiesto dalla maggior parte degli utenti di rete, tuttavia, l'utilizzo di PTP come target è la banda larga mobile e altre tecnologie mobili come il PTP supporta le informazioni sull'ora, utilizzate da funzioni di segnalazione degli accordi di livello di servizio e di fatturazione nelle reti mobili.

sincronizzazione oraria è un aspetto cruciale delle reti di computer. Garantire che tutte le macchine su una rete siano sincronizzate con la scala cronologica globale, UTC (Coordinated Universal Time), altrimenti le transazioni time-sensitive con altre reti sarebbero impossibili.

La sincronizzazione dell'ora è semplificata grazie al Network Time Protocol (NTP) che è stato ideato nei primi giorni di Internet proprio per questo scopo. Funziona utilizzando una singola origine oraria (solitamente UTC) che viene poi distribuita tra tutti i dispositivi sul Rete NTP.

La Sorgente orario UTC viene spesso preso da Internet su reti in cui la sicurezza non è un grande problema, ma poiché ciò comporta l'apertura di una porta aperta in un firewall di rete per molte reti, la vulnerabilità che questo può lasciare non vale il rischio.

dedito Network Time Server (spesso indicato come NTP server) sono utilizzati da molte reti come metodo sicuro e ancora più accurato per la ricezione di UTC. Questi dispositivi ricevono l'ora UTC direttamente da una sorgente di clock atomico.

Inoltre, questi time server dedicati operano all'esterno del firewall e della rete e utilizzano fonti come il GPS o le radiofrequenze per rilevare i codici temporali.

Per facilità di sincronizzazione ci sono vari software di sincronizzazione dell'ora pacchetti che funzionano mano nella mano con NTP e permettono, attraverso le interfacce del browser, una facile configurazione della sincronizzazione dell'ora attraverso la rete.

Mentre questi pacchetti software di sincronizzazione dell'ora non sono essenziali per l'utilizzo della maggior parte NTP server, il software standard installato nei sistemi operativi è spesso carente o piuttosto complicato.

La maggior parte dei produttori specializzati di time server di rete dedicati produrrà un client di servizio times per consentire la configurazione e questi sono probabilmente i più adatti per il dispositivo da quel suppler. Tuttavia, ci sono molti pacchetti software di sincronizzazione temporale gratuiti e open source che sono per lo più compatibili con molti server NTP.

Windows 7 è l'ultima versione della famiglia di sistemi operativi Microsoft. A seguito del tanto infastidito Windows Vista, Windows 7 ha un'accoglienza molto più calorosa da parte di critici e consumatori.

La sincronizzazione dell'ora su Windows 7 è estremamente semplice come protocollo NTP (Network Time Protocol) è integrato in Windows 7 e il sistema operativo sincronizza automaticamente l'orologio del computer collegandosi al servizio orario Microsoft time.windows.com.

Questo è utile per molti utenti domestici, ma la sincronizzazione su Internet non è abbastanza sicura per una rete di computer per il seguente motivo:

Per connettersi a qualsiasi sorgente oraria di Internet come time.windows.com è necessario lasciare un post nel firewall. Come con qualsiasi porta aperta in un firewall di rete, questo può essere utilizzato come punto di ingresso da un utente malintenzionato o da un software dannoso.

La funzione di sincronizzazione dell'ora in Windows 7 può essere disattivata ed è piuttosto semplice da fare aprendo la finestra di dialogo di data e ora e deseleziona la casella di sincronizzazione.

Tuttavia, la sincronizzazione dell'ora su una rete è fondamentale, quindi se il servizio Ora Internet è spento, è necessario sostituirlo con una fonte di tempo sicura e accurata.

Di gran lunga il modo migliore per farlo è usare un'origine temporale esterna alla rete (e al firewall).

Il modo più semplice, più sicuro e più accurato per sincronizzare una rete Windows 7 consiste nell'utilizzare un sistema dedicato Server NTP. Questi dispositivi utilizzano un riferimento temporale da una radiofrequenza (generalmente distribuito da laboratori nazionali di fisica come NPL britannico e America's NIST) o dalla rete satellitare GPS.

Poiché entrambe queste fonti di riferimento provengono da sorgenti di clock atomici, sono incredibilmente accurate e una rete Windows 7 che consiste di centinaia di macchine può essere sincronizzata in pochi millisecondi della scala cronologica globale UTC (Coordinated Universal Time) utilizzando solo una NTP time server.

I sistemi di navigazione satellitare, o navigatori satellitari, hanno cambiato il nostro modo di navigare intorno alle strade principali. Sono finiti i giorni in cui i viaggiatori dovevano avere una scatola a guanti piena di mappe e se ne andava anche il bisogno di fermarsi e chiedere a un locale indicazioni stradali.

Navigazione satellitare significa che ora andiamo dal punto A al punto B fiduciosi che i nostri sistemi ci porteranno lì e mentre i sistemi di navigazione satellitare non sono infallibili (dobbiamo leggere tutti i racconti di persone che guidano su rupi e fiumi ecc.), ha sicuramente rivoluzionato il nostro wayfinding.

Attualmente esiste un solo Global Navigational Satellite System (GNSS) il sistema di posizionamento globale gestito in America (GPS). Anche se un sistema europeo rivale (Galileo) è online per andare online dopo che 2012 e un sistema sia russo (GLONASS) che cinese (COMPASS) sono in fase di sviluppo.

Tuttavia, tutte queste reti GNSS funzioneranno utilizzando la stessa tecnologia utilizzata dal GPS e, in effetti, gli attuali sistemi GPS dovrebbero essere in grado di utilizzare questi sistemi futuri senza molte alterazioni.

Il sistema GPS è fondamentalmente una costellazione di satelliti (attualmente ci sono 27). Questi satelliti contengono ciascuno a bordo di un orologio atomico (in realtà due sono sulla maggior parte dei satelliti GPS, ma ai fini di questa spiegazione è necessario prendere in considerazione solo uno). I segnali che vengono trasmessi dal satellite GPS contengono diverse informazioni inviate come un intero:

* L'ora in cui il messaggio è stato inviato

* La posizione orbitale del satellite (nota come effemeride)

* La salute generale del sistema e le orbite degli altri satelliti GPS (noto come l'almanacco)

Un ricevitore di navigazione satellitare, il tipo trovato sul dashbopard della tua auto, riceve queste informazioni e utilizzando le informazioni di temporizzazione funziona la distanza esatta dal ricevitore al satellite. Usando tre o più di questi segnali, la posizione esatta può essere triangolata (sono effettivamente necessari quattro segnali poiché deve essere elaborata anche l'altezza sopra il livello del mare).

Poiché la triangolazione funziona quando è stato inviato il segnale orario e quanto tempo ci è voluto per arrivare al ricevitore, i segnali devono essere incredibilmente accurati. Anche un secondo di imprecisione potrebbe vedere le informazioni di navigazione fuori ma migliaia di chilometri come luce, e quindi i segnali radio, possono percorrere quasi 300,000 km al secondo.

Attualmente la rete satellitare GPS può fornire precisione di navigazione entro i contatori 5, il che indica esattamente come orologi atomici precisi può essere.

Uno degli aspetti più importanti della rete è mantenere tutti i dispositivi sincronizzati al momento giusto. scorretto tempo di rete e la mancanza di sincronizzazione può causare scompiglio con i processi di sistema e può portare a indicibili errori e problemi di debug.

Inoltre, se non si riesce a garantire che i dispositivi vengano controllati continuamente per evitare la deriva, è possibile che una rete sincronizzata diventi lentamente non sincronizzata e che porti ai tipi di problemi sopra menzionati.

Tuttavia, garantire che una rete non solo abbia l'ora corretta ma che quella volta non sia alla deriva si ottiene usando il protocollo NTP temporale.

Network Time Protocol (NTP) non è l'unico protocollo di sincronizzazione temporale ma è di gran lunga il più utilizzato. È un protocollo open source ma è continuamente aggiornato da una grande comunità di custodi del tempo di Internet.

L'NTP si basa su un algoritmo in grado di calcolare il tempo corretto e più accurato da una serie di fonti. NTP consente a una singola origine volta di essere utilizzata da una rete di centinaia e migliaia di macchine e può mantenere ognuna precisa all'origine dell'orario in pochi millisecondi.

Il modo più semplice per sincronizzare una rete con NTP è usare a NTP time server, Anche conosciuto come un ora del server di rete.

I server NTP utilizzano una fonte di tempo esterna, sia dalla rete GPS (Global Positioning System), sia dalle trasmissioni di laboratori nazionali di fisica come NIST negli Stati Uniti o NPL nel Regno Unito.

Questi segnali orari sono generati da orologi atomici che sono molte volte più accurati degli orologi su computer e server. NTP distribuirà questo tempo di orologio atomico a tutti i dispositivi su una rete che continuerà a controllare ogni dispositivo per assicurarsi che non ci sia alcuna deriva e che corregga il dispositivo se esiste.