Fino a 1967 il secondo era definito usando il movimento della Terra che ruota una volta sul suo asse ogni 24 ore, e ci sono 3,600 secondi in quell'ora e 86,400 in 24.

Sarebbe bene se la terra fosse puntuale, ma in realtà non lo è. La velocità di rotazione della Terra cambia ogni giorno di migliaia di nanosecondi, e questo è dovuto in gran parte al vento e alle onde che ruotano attorno alla Terra e causano la resistenza.

Nel corso di migliaia di giorni, questi cambiamenti nella velocità di rotazione possono far sì che la rotazione della Terra non si sincronizzi con gli orologi atomici ad alta precisione che usiamo per mantenere il sistema UTC (Coordinated Universal Timespuntando. Per questo motivo la rotazione della Terra viene monitorata e sincronizzata usando i lampi lontani da un tipo di stella collassata chiamata quasar che lampeggia con un ritmo ultra preciso a molti milioni di anni luce di distanza. Monitorando lo spin della Terra contro questi oggetti lontani si può capire quanto la rotazione abbia rallentato.

Una volta che è stato creato un secondo di rallentamento, The International Earth Rotation Service (IERS), raccomanda a Leap Second da aggiungere, di solito alla fine dell'anno.

Altre complicazioni sorgono quando si tratta di sincronizzazione la Terra in una scala temporale. In 1905, la teoria della relatività di Albert Einstein ha dimostrato che non esiste una cosa come il tempo assoluto. Ogni orologio, in ogni parte dell'universo, fa tic tac ad una velocità diversa. Per il GPS, questo è un problema enorme perché si scopre che gli orologi sui satelliti si spostano di quasi 40,000 al nanosecondo al giorno rispetto agli orologi a terra perché sono alti sopra la superficie terrestre (e quindi in un campo gravitazionale più debole) e si muovono velocemente rispetto al terreno.

E dato che la luce può viaggiare a quarantamila piedi in quel momento, puoi vedere il problema. Le equazioni di Einstein scritte per la prima volta in 1905 e 1915 vengono utilizzate per correggere questo time-shift, consentendo al GPS di funzionare, agli aerei di navigare in sicurezza e GPS server NTP per ricevere l'ora esatta

La Trasmissione di MSF da Anthorn (latitudine 54 ° 55 'N, longitudine 3 ° 15' W) è il principale mezzo di diffusione degli standard nazionali del Regno Unito in termini di tempo e frequenza che sono mantenuti dal National Physical Laboratory. L'effettiva potenza irradiata monopole è 15 kW e l'antenna è sostanzialmente omnidirezionale. L'intensità del segnale è maggiore di 10 mV / m a 100 km e maggiore di 100 μV / m a 1000 km dal trasmettitore. Il segnale è ampiamente usato nell'Europa settentrionale e occidentale. La frequenza portante viene mantenuta a 60 kHz nelle parti 2 in 1012.

Viene utilizzata la semplice modulazione portante on-off, i tempi di salita e discesa del vettore sono determinati dalla combinazione di antenna e trasmettitore. La tempistica di questi spigoli è regolata dai secondi e minuti del Tempo Universale Coordinato (UTC), che è sempre entro un secondo di Greenwich Mean Time (GMT). Ogni secondo UTC è contrassegnato da un 'off' preceduto da almeno 500 ms di portante, e questo secondo marker viene trasmesso con una precisione migliore di ± 1 ms.

Il primo secondo del minuto inizia con un periodo di 500 ms con il corriere spento, per fungere da marcatore minuto. Gli altri secondi 59 (o, eccezionalmente, 60 o 58) iniziano sempre con almeno 100 ms "off" e terminano con almeno 700 ms di carrier. Secondi 01-16 trasporta le informazioni per il minuto corrente sulla differenza (DUT1) tra il tempo astronomico e il tempo atomico, mentre i secondi rimanenti trasmettono il codice di data e ora. Le informazioni sul codice data e ora sono sempre date in termini di ora e data del Regno Unito, che è UTC in inverno e UTC + 1h quando è in vigore l'ora legale e si riferisce al minuto successivo a quello in cui viene trasmesso.

MSF dedicato NTP Server sono disponibili dispositivi che possono connettersi direttamente alla trasmissione MSF.

Informazioni per gentile concessione di NPL

Le reti distribuite dipendono completamente dal momento giusto. I computer hanno bisogno di marche temporali per ordinare eventi e quando una collezione di macchine lavora insieme è imperativo che eseguano lo stesso tempo.

Sfortunatamente i PC moderni non sono progettati per essere dei cronometristi perfetti. I loro orologi di sistema sono semplici oscillatori elettronici e sono inclini alla deriva. Questo normalmente non è un problema quando le macchine funzionano in modo indipendente ma quando comunicano attraverso una rete possono verificarsi tutti i tipi di problemi.

Dalle e-mail che arrivano prima che siano state inviate a interi arresti di sistema, mancanza di sincronizzazione può causare problemi indicibili attraverso una rete ed è per questo motivo che i server di tempo di rete vengono utilizzati per garantire che l'intera rete sia sincronizzata insieme.

Network Time Server venire in due forme - The GPS ora del server e il server orario di riferimento della radio. GPS NTP i server utilizzano il segnale orario trasmesso dai satelliti GPS. Questo è estremamente accurato in quanto generato da un orologio atomico a bordo del satellite GPS. Radio referenziata Server NTPs utilizzano una trasmissione a onde lunghe trasmessa da diversi laboratori nazionali di fisica.

Entrambi questi metodi sono una buona fonte di Coordinated Universal Time (UTC) la scala cronologica globale del mondo. UTC viene utilizzato dalle reti di tutto il mondo e la sincronizzazione consente alle reti di computer di comunicare con sicurezza e partecipare a transazioni time-sensitive senza errori.

Alcuni amministratori usano Internet per ricevere un'orario orario UTC. Anche se non è necessario un server di rete dedicato per farlo, presenta degli svantaggi di sicurezza in quanto è necessario lasciare una porta aperta nel firewall affinché il computer possa comunicare con il Server NTP, questo può lasciare un sistema vulnerabile e aperto agli attacchi. Inoltre, le fonti di tempo di Internet sono notoriamente inaffidabili con molte troppo inaccurate o troppo lontane per servire a qualsiasi scopo utile.

Network Time Protocol è un protocollo Internet utilizzato per sincronizzare gli orologi dei computer con un riferimento temporale stabile e preciso. NTP è stato originariamente sviluppato dal professor David L. Mills presso l'Università del Delaware in 1985 ed è un protocollo standard Internet.

NTP è stato sviluppato per risolvere il problema di più computer che lavorano insieme e hanno tempi diversi. Anche se il tempo di solito aumenta, se i programmi sono in esecuzione su computer diversi, il tempo dovrebbe passare anche se si passa da un computer a un altro. Tuttavia, se un sistema è più avanti dell'altro, il passaggio da un sistema all'altro causerebbe il salto del tempo in avanti e indietro.

Di conseguenza, le reti possono eseguire il proprio tempo, ma non appena ci si connette a Internet, gli effetti diventano visibili. Solo i messaggi e-mail arrivano prima di essere inviati, e vengono persino risposti prima che fossero spediti!

Mentre questo tipo di problema può sembrare innocuo quando si tratta di ricevere e-mail, tuttavia, in alcuni ambienti la mancanza di sincronizzazione può avere risultati disastrosi, ecco perché il controllo del traffico aereo è stata una delle prime applicazioni per NTP.

NTP usa una singola origine temporale e la distribuisce tra tutti i dispositivi su una rete, facendo ciò usando un algoritmo che elabora quanto aggiustare un orologio di sistema per garantire la sincronizzazione.

NTP funziona su base gerarchica per garantire che non vi siano problemi di traffico di rete e larghezza di banda. Utilizza una singola origine oraria, normalmente UTC (tempo universale coordinato) e riceve richieste di tempo dalle macchine in cima alla gerarchia, che poi passano il tempo più avanti lungo la catena.

La maggior parte delle reti che utilizzano NTP utilizzerà un dedicato ora del server di rete per ricevere il loro segnale orario UTC. Questi possono ricevere il tempo dal Rete GPS o trasmissioni radio trasmesse dai laboratori nazionali di fisica. Questi dedicati NTP time server sono ideali in quanto ricevono il tempo direttamente da una sorgente di clock atomico, ma sono anche sicuri poiché sono situati esternamente e quindi non richiedono interruzioni nel firewall di rete.

NTP server sono utilizzati dalle reti di computer come riferimento temporale per la sincronizzazione. Un Server NTP è davvero un dispositivo di comunicazione che riceve il tempo da un orologio atomico e lo distribuisce. I server NTP che ricevono un tempo di clock atomico diretto sono noti come server 1 NTP di strato.

Un dispositivo 0 dello strato è un orologio atomico stesso. Si tratta di macchine molto costose e delicate e si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Sfortunatamente ci sono molte regole che governano chi può accedere ad un server 1 di uno strato a causa di considerazioni sull'ampiezza di banda. La maggior parte dei server 1 NTP stratificati sono creati da università o altre organizzazioni senza scopo di lucro e devono quindi limitare chi li accede.

Fortunatamente i server di tempo 2 stratum possono offrire un'accuratezza decente come una sorgente di temporizzazione e qualsiasi dispositivo che riceve un segnale orario può essere utilizzato come riferimento temporale (un dispositivo che riceve il tempo da uno strato 2 è un server 3 stratificato. uno strato 3 server sono dispositivi 4 stratum e così via).

Ntp.org è la sede ufficiale del progetto del pool NTP e di gran lunga il miglior posto dove andare per trovare un server NTP pubblico. Ci sono due elenchi di server pubblici disponibili nel pool; server primari, che visualizza i server 1 di strato (la maggior parte dei quali sono ad accesso chiuso) e secondario che sono tutti server 2 stratum.

Quando si utilizza un server NTP pubblico è importante rispettare le regole di accesso in quanto l'impossibilità di farlo può causare l'intasamento del traffico del server e se i problemi persistono eventualmente interrotti poiché la maggior parte dei server NTP pubblici sono configurati come atti di generosità.

Ci sono alcuni punti importanti da ricordare quando si utilizza una sorgente di temporizzazione da Internet. Innanzitutto, le fonti di cronometraggio su Internet non possono essere autenticate. L'autenticazione è una misura di sicurezza integrata utilizzata da NTP ma non disponibile in rete. In secondo luogo, per utilizzare una sorgente di sincronizzazione di Internet è necessaria una porta aperta nel firewall. Un buco in un firewall può essere utilizzato da utenti malintenzionati e può lasciare un sistema vulnerabile agli attacchi.

Per quelli che richiedono una fonte di temporizzazione sicura o quando la precisione è molto importante, un dedicato Server NTP che riceve un segnale di temporizzazione dalle trasmissioni radio a onde lunghe o dalla rete GPs.

NTP time server L'abuso (Network Time Protocol) è abbastanza spesso non intenzionale e fortunatamente grazie al pool NTP è meno frequente di quanto non fosse, anche se si verificano ancora incidenti.

Server NTP l'abuso è un atto che viola le regole di accesso di un server temporale NTP o un atto che lo danneggia in qualsiasi modo. I server NTP pubblici sono quei server a cui è possibile accedere da Internet tramite dispositivi e router da utilizzare come origine temporale per la sincronizzazione di una rete. La maggior parte dei time server NTP pubblici sono senza fini di lucro e istituiti come atti di generosità, principalmente da parte di università o altri centri tecnici.

Per questo motivo le regole di accesso devono essere impostate in quanto enormi quantità di traffico possono generare enormi fatture di larghezza di banda e possono portare allo spegnimento permanente del time server NTP. Le regole di accesso vengono utilizzate per evitare che troppo traffico acceda ai server 1 di stratos, per convenzione i server 1 dovrebbero essere accessibili solo dai server 2 di strato che a loro volta possono passare le informazioni di temporizzazione lungo la linea.

Tuttavia, i casi peggiori di abuso di server NTP sono stati dove migliaia di dispositivi hanno inviato richieste per tempo, mentre nella natura gerarchica di NTP ne è necessaria solo una.

Mentre la maggior parte degli atti di abuso NTP sono intenzionali alcuni dei peggiori abusi di NTP time server sono stati commessi (anche se involontariamente) da grandi aziende. La prima azienda di grandi dimensioni che si è resa colpevole di abuso di NTP è stata Netgear, che in 2003 ha rilasciato quattro router che erano tutti codificati per utilizzare il server NTP della University of Wisconsin, il conseguente DDS (Distributed Denial of Service) ha raggiunto quasi megabit 150 a secondo.

Anche ora, a cinque anni di distanza e nonostante il rilascio di diverse patch per risolvere il problema e l'università è stata risarcita da Netgear, il problema continua ancora perché alcune persone non hanno mai applicato patch ai loro router.

Simili incidenti sono stati commessi da SMC e D-Link. D-Link in particolare ha causato polemiche come quando la questione è stata richiamata sulla loro attenzione hanno deciso di coinvolgere gli avvocati. Solo dopo aver scoperto che violavano quasi i server 50 NTP, hanno tentato di risolvere il problema (e solo dopo che la si placano).

Il modo più semplice per evitare tali problemi è utilizzare un time server 1 esterno dedicato. Questi dispositivi sono relativamente economici, semplici da installare e molto più precisi e sicuri dei server NTP online. Questi dispositivi ricevono il tempo dagli orologi atomici dalla rete GPS (Global Positioning System).

Tempo ha sempre giocato un ruolo importante nella civiltà. Comprendere e monitorare il tempo è stata una delle pre-occupazioni dell'umanità sin dalla preistoria e la capacità di tenere traccia del tempo era tanto importante per gli antichi quanto per noi.

I nostri antenati avevano bisogno di sapere quando il momento migliore era piantare le colture o quando riunirsi per le celebrazioni religiose e conoscere il tempo significa assicurarsi che sia uguale a quello di tutti gli altri.

sincronizzazione oraria è la chiave per mantenere il tempo preciso come organizzare un evento in un determinato momento è utile solo se tutti corrono allo stesso tempo. Nel mondo moderno, dal momento che il business si è spostato da un sistema cartaceo a uno elettronico, l'importanza della sincronizzazione temporale e la ricerca di una precisione sempre migliore sono ancora più cruciali.

Le reti di computer comunicano tra di loro da ogni parte del mondo, eseguendo transazioni per miliardi di dollari ogni secondo, una precisione milliseconda fa ora parte del successo aziendale.

Le reti di computer possono essere composte da centinaia e migliaia di computer, server e router e mentre hanno tutti un orologio interno, a meno che non siano sincronizzati perfettamente insieme potrebbero verificarsi una miriade di potenziali problemi.

Violazioni della sicurezza, perdita di dati, frequenti arresti anomali e guasti, frode e credibilità del cliente sono tutti potenziali rischi di una cattiva sincronizzazione dell'ora del computer. I computer si basano sul tempo in quanto l'unico punto di riferimento tra gli eventi e molte applicazioni e processi dipende dal tempo.

Persino le discrepanze di pochi millisecondi tra i dispositivi possono causare problemi in particolare nel mondo della finanza globale, dove milioni di guadagni vengono persi o persi in un secondo. Per questo motivo la maggior parte delle reti di computer sono controllate da a ora del server. Questi dispositivi ricevono un segnale orario da un orologio atomico. Questo segnale viene quindi distribuito a tutti i dispositivi sulla rete, assicurando che tutte le macchine abbiano lo stesso tempo.

La maggior parte dei dispositivi di sincronizzazione è controllata dal programma del computer NTP (Network Time Protocol). Questo software verifica regolarmente la deriva di ciascun dispositivo (rallentando o accelerando dal tempo desiderato) e lo corregge assicurando che i dispositivi non oscillino mai dal tempo sincronizzato.

La Segnale orario MSF è una trasmissione radio dedicata che fornisce una fonte accurata e affidabile dell'ora civile del Regno Unito, basata sulla scala temporale globale UTC (Coordinated Universal Time), il segnale MSF è trasmesso e mantenuto dal Regno Unito Laboratorio Nazionale di Fisica (NPL).

Il segnale orario di MSF può essere utilizzato da chiunque richieda informazioni precise sulla temporizzazione, ma il suo uso principale è comunque una fonte di tempo UTC per gli amministratori che sincronizzano una rete di computer con un radiosveglia. Gli orologi radio sono in realtà un altro termine per un server orario di rete che utilizza una trasmissione radio come sorgente di temporizzazione.

La maggior parte basata sulla radio Network Time Server uso NTP (Network Time Protocol) per distribuire le informazioni di temporizzazione su tutta la rete.

Il segnale MSF viene trasmesso dalla stazione di Anthorn Radio in Cumbria da comunicazioni VT sotto contratto con la NPL. È disponibile 24 ore al giorno in tutto il Regno Unito e oltre, anche se il segnale è vulnerabile alle interferenze e alla topografia locale. Gli utenti del servizio MSF ricevono prevalentemente un segnale "onda a terra". Tuttavia, vi è anche una "onda del cielo" residua che viene riflessa dalla ionosfera ed è molto più forte di notte; ciò può comportare un segnale totale ricevuto che è più forte o più debole.

Il segnale MSF viene trasmesso su una frequenza di 60 kHz (all'interno delle parti 2 in 1012) ed è controllato da un orologio atomico al cesio basato sulla stazione radio.

L'antenna di Anthorn si trova a 54 ° 55 'N latitudine e 3 ° 15' W longitudine. La forza del campo del segnale supera 100 μV / m (micro volt al metro) ad una distanza di 1000 km da Anthorn, che copre tutto il Regno Unito, e può anche essere ricevuta in tutta l'Europa settentrionale e occidentale.

L'MSF trasmette un semplice codice binario contenente informazioni su data e ora. Il codice orario e data di MSF include le seguenti informazioni: anno, mese, giorno del mese, giorno della settimana, ora, minuto, ora legale britannica (in vigore o imminente), DUT1 (un parametro che indica UT1-UTC)

GPS time server sono server di tempo di rete che ricevono un segnale di temporizzazione dalla rete GPS e lo distribuiscono tra tutti i dispositivi su una rete assicurando che l'intera rete sia sincronizzata.

Il GPS è una fonte di tempo ideale poiché un segnale GPS è disponibile ovunque nel mondo. GPS sta per Global Positioning System, la rete GPS è di proprietà delle forze armate statunitensi e controllata e gestita dall'aviazione statunitense (ala spaziale). Tuttavia, dal momento che il compianto 1980 è stato aperto alla popolazione civile mondiale come strumento per aiutare la navigazione.

La rete GPS è in realtà una costellazione di satelliti 32 che orbitano attorno alla Terra, non forniscono effettivamente informazioni di posizionamento (i ricevitori GPS lo fanno) ma trasmettono dai loro orologi atomici integrati un segnale di temporizzazione.

Questo segnale di temporizzazione è ciò che viene usato per elaborare una posizione globale triangolando i segnali di temporizzazione 3-4, un ricevitore può calcolare la distanza e quindi la posizione da un satellite. In sostanza quindi, un satellite di posizionamento globale è solo un orologio orbitante ed è questa informazione che viene trasmessa che può essere rilevata da un time server GPS e distribuita tra una rete.

Mentre in senso stretto il tempo GPS non è lo stesso della scala cronologica universale UTC (tempo universale coordinato), a GPS ora del server convertirà automaticamente il formato dell'ora in UTC.

Un time server GPS può fornire un'accuratezza sfrenata con reti in grado di mantenere la precisione entro pochi millisecondi di UTC.