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.

Cronometraggio Accurate se piuttosto spesso trascurato come una priorità per gli amministratori di rete, molti rischiano sia la sicurezza che la perdita di dati non assicurando che le loro reti siano sincronizzate nel modo più preciso possibile.

I computer hanno i propri orologi hardware, ma questi sono spesso semplici oscillatori elettronici come quelli esistenti negli orologi digitali e sfortunatamente questi orologi di sistema sono soggetti a deriva, spesso anche di alcuni secondi in una settimana.

L'esecuzione di diverse macchine su una rete che hanno tempi diversi, anche solo di pochi secondi, può causare il caos in quanto così tante attività del computer si basano sul tempo. Il tempo, sotto forma di timestamp, è l'unico computer di riferimento utilizzato per distinguere tra diversi eventi e il fallimento di sincronizzare con precisione una rete può portare a tutti i tipi di problemi indicibili.

Ecco alcuni dei principali motivi per cui la tua rete dovrebbe essere sincronizzata usando Network Time Protocol, prefasibilmente con a NTP time server.

Backup dei dati - fondamentale per salvaguardare i dati in qualsiasi azienda o organizzazione, la mancanza di sincronizzazione può portare non solo a fallire il backup, ma a versioni più vecchie di file che sostituiscono versioni più moderne.

Attacchi malevoli - non importa quanto sia sicura una rete, qualcuno, da qualche parte, potrà accedere alla rete, ma senza una sincronizzazione accurata potrebbe diventare impossibile scoprire quali compromessi sono stati effettuati e inoltre consentire agli utenti non autorizzati di avere più tempo all'interno di una rete per devastare.

Registrazione errori - quando si verificano errori, e inevitabilmente lo fanno, i registri di sistema contengono tutte le informazioni per identificare e correggere i problemi. Tuttavia, se i registri di sistema non sono sincronizzati a volte può essere impossibile capire cosa è andato storto e quando.

Trading Online - L'acquisto e la vendita su Internet è ormai all'ordine del giorno e in alcune aziende migliaia di transazioni online sono condotte ogni secondo, dalla prenotazione del posto all'acquisto di azioni e alla mancanza di sincronizzazione accurata può provocare tutti i tipi di errori nel trading online, come gli oggetti acquistati o venduti più di una volta.

Conformità e legalità - Molti sistemi di regolamentazione industriale richiedono un metodo di controllo verificabile e accurato. Una rete non sincronizzata sarà inoltre vulnerabile a problemi legali poiché l'ora esatta in cui si presume che un evento si sia verificato non può essere dimostrata.

Quando hai contato il capodanno per segnare l'inizio dell'anno successivo hai iniziato da 10 o 11? La maggior parte dei festaioli avrebbe fatto il conto alla rovescia da dieci, ma quest'anno sarebbero stati prematuri perché c'era un secondo in più aggiunto l'anno scorso - il secondo bisestile.

I secondi di salto vengono normalmente inseriti una o due volte l'anno (normalmente a Capodanno e a giugno) per garantire la scala temporale globale UTC (Coordinated Universal Time) coincide con il giorno astronomico.

I secondi di salto sono stati utilizzati da quando UTC è stato implementato per la prima volta e sono il risultato diretto della nostra accuratezza nel cronometraggio. Il problema è che moderno orologi atomici sono dispositivi di indicazione del tempo molto più precisi rispetto alla terra stessa. È stato notato quando gli orologi atomici sono stati sviluppati per la prima volta che la lunghezza di un giorno, una volta pensata per essere esattamente 24 ore, variava.

Le variazioni sono causate dalla rotazione terrestre che è influenzata dalla gravità della luna e dalle forze di marea della Terra, che rallentano minutamente la rotazione terrestre.

Questo rallentamento rotazionale, mentre è solo minuscolo, se non viene controllato, il giorno dell'UTC andrebbe presto alla deriva nella notte astronomica (anche se in diverse migliaia di anni).

La decisione sulla necessità di un secondo bisestile è il mandato del servizio internazionale di rotazione della terra (IERS), tuttavia, i secondi di salto non sono popolari con tutti e possono causare potenziali problemi quando vengono introdotti.

UTC è usato da NTP time server (Network Time Protocol) come riferimento temporale per sincronizzare reti di computer e altre tecnologie e l'interruzione di secondi Leap può causare non è considerata la seccatura.

Tuttavia, altri, come gli astronomi, sostengono che non riuscire a mantenere l'UTC in linea con il giorno astronomico renderebbe quasi impossibile lo studio dei cieli.

L'ultimo secondo inserito prima di questo era in 2005, ma ci sono stati un totale di 23 secondi aggiunti a UTC da 1972.

Firma digitale sta avanzando abbastanza rapidamente per una nuova industria così fiorente. Nuove innovazioni e stili di contenuto fantastici vengono continuamente sviluppati e ci sono alcune campagne davvero fantastiche là fuori e sempre più avventurose implementazioni stanno saltando fuori tutto il tempo.

Uno dei trend in crescita è l'uso di campagne complicate, pianificate e sincronizzate su più macchine. Questi sono incredibilmente accattivanti soprattutto quando il contenuto è sincronizzato per offrire ai passanti un'esperienza quasi interattiva.

I contenuti sincronizzati possono essere davvero difficili da implementare e questo tipo di contenuto non è certamente per i principianti, poiché la creazione di una campagna così sofisticata può essere davvero difficile.

Uno degli aspetti essenziali di questi tipi di campagne di digital signage programmate è garantire che tutti i display siano sincronizzati insieme. La sincronizzazione è forse l'aspetto più cruciale di questi tipi di sofisticate campagne di digital signage. Esistono diversi metodi per sincronizzare questo tipo di campagna.

Una soluzione è un time server di rete che riceve una singola sorgente di tempo e lo distribuisce tra tutti i dispositivi su quella rete utilizzando il protocollo temporale NTP (Network Time Protocol).

NTP server ricevere l'ora da una fonte esterna (normalmente GPS o radio a onde lunghe), quindi non è necessario che la rete sia connessa a Internet anche se è possibile sincronizzarsi con una sorgente di tempo internet, sebbene ciò possa essere problematico se c'è qualche disturbo nella connessione internet.

Anche qualsiasi grande rete di display per la segnaletica digitale deve essere protetta, specialmente se si utilizzano lettori multimediali o PC per generare contenuti. L'opzione migliore per garantire la sicurezza totale è posizionare sia lo schermo che il dispositivo multimediale in a display recinto, spesso indicato come un Custodia per LCD.

Gli oscillatori sono stati essenziali nello sviluppo di orologi e cronologia. Gli oscillatori sono solo circuiti elettronici che producono un segnale elettronico ripetitivo. Spesso i cristalli come il quarzo vengono utilizzati per stabilizzare la frequenza dell'oscillazione,

Gli oscillatori sono la tecnologia principale dietro gli orologi elettronici. Gli orologi digitali e l'orologio analogico alimentato a batteria sono tutti controllati da un circuito oscillante che di solito contiene un cristallo di quarzo.

E mentre gli orologi elettronici sono molte volte più accurati di un orologio meccanico, un oscillatore al quarzo andrà ancora alla deriva di un secondo o due alla settimana.

Gli orologi atomici ovviamente sono molto più accurati. Tuttavia, usano comunque oscillatori, più comunemente cesio o rubidio, ma lo fanno in uno stato iper fine spesso congelato in azoto liquido o elio. Questi orologi rispetto agli orologi elettronici non andranno alla deriva di un secondo nemmeno tra un milione di anni (e con i più moderni orologi atomici 100 milioni di anni).

Per utilizzare questa precisione cronologica un server orario di rete che utilizza NTP (Network Time Protocol) può essere utilizzato per sincronizzare reti complete di computer. NTP server utilizzare un segnale orario dal GPS o dalla radio a onde lunghe che proviene direttamente da un orologio atomico (nel caso del GPS l'ora viene generata in un orologio a bordo del satellite GPS).

NTP server controlla continuamente questa fonte di tempo e poi aggiusta i dispositivi su una rete per abbinarli. Tra un sondaggio e l'altro (ricevendo la sorgente del tempo) viene utilizzato un oscillatore standard dal server del tempo per mantenere il tempo. Normalmente questi oscillatori sono al quarzo ma poiché il server del tempo è in comunicazione regolare con l'orologio atomico, ogni minuto o due, la deriva normale di un oscillatore al quarzo non è un problema poiché pochi minuti tra i sondaggi non portano a nessuna deriva misurabile.

To be continued ...

Non importa dove siamo nel mondo, tutti noi abbiamo bisogno di conoscere l'ora ad un certo punto della giornata, ma mentre ogni giorno dura per lo stesso tempo, non importa dove ti trovi sulla Terra, la stessa scala temporale non viene usata globalmente.

L'impraticabilità degli australiani che devono svegliarsi a 17.00 o quelli negli Stati Uniti che devono iniziare a lavorare su 14.00 escluderebbero di citare in giudizio una singola scala temporale, sebbene l'idea sia stata discussa quando il Greenwich è stato nominato il primo meridiano ufficiale (dove la linea di trasmissione è ufficialmente) per il mondo alcuni 125 anni fa.

Mentre l'idea di una scala cronologica globale è stata respinta per le ragioni sopra esposte, è stato successivamente deciso che le linee longitudinali 24 avrebbero diviso il mondo in diversi fusi orari. Questi provengono dal GMT in giro con quelli sul lato opposto del pianeta che sono + 12 ore.

Tuttavia, grazie alla crescita delle comunicazioni globali di 1970, è stata finalmente adottata una scala cronologica universale che è ancora oggi molto utile nonostante molte persone non ne abbiano mai sentito parlare.

UTC, Coordinated Universal Time, è basato sul GMT (Greenwich Meantime) ma è mantenuto da una costellazione di orologi atomici. Conta anche per le variazioni della rotazione terrestre con secondi aggiuntivi noti come "secondi bisestili" aggiunti una volta due volte l'anno per contrastare il rallentamento della rotazione terrestre causata da forze gravitazionali e di marea.

Mentre la maggior parte delle persone non ha mai sentito parlare di UTC o la usa direttamente sulla sua vita in innegabile con reti di computer tutte sincronizzate con UTC tramite NTP time server (Network Time Protocol).

Senza questa sincronizzazione a una singola scala temporale molte delle tecnologie e applicazioni che oggi diamo per scontate sarebbero impossibili. Tutto, dal trading globale su azioni e condivisioni, allo shopping su Internet, alla posta elettronica e ai social network, è reso possibile solo grazie a UTC e NTP time server.

Fin dai primi giorni della rivoluzione industriale, quando le linee ferroviarie e il telegrafo si estendevano attraverso i fusi orari, divenne chiaro che era necessario un lasso di tempo globale che consentisse di usare lo stesso tempo, indipendentemente da dove ti trovassi nel mondo.

Il primo tentativo in un tempo globale è stato GMT - Nel frattempo a Greenwich. Questo era basato sul meridiano di Greenwich dove il sole è direttamente sopra a 12 a mezzogiorno. Il GMT è stato scelto, principalmente per l'influenza dell'impero britannico sul resto del mondo.

Altri tempi erano stati sviluppati come British Railway Time, ma GMT era la prima volta che un sistema di tempo veramente globale veniva usato in tutto il mondo.

Il GMT rimase come la scala temporale globale nella prima metà del XX secolo, sebbene la gente iniziò a fare riferimento a UT (Universal Time).

Tuttavia, quando gli orologi atomici furono sviluppati nella metà del XX secolo, divenne presto chiaro che GMT non era abbastanza accurato. Per rappresentare questi nuovi cronometri accurati, era auspicabile una scala temporale globale basata sul tempo indicato dagli orologi atomici.

L'International Atomic Time (TAI) fu sviluppato per questo scopo ma presto divennero evidenti problemi nell'uso di orologi atomici.

Si pensava che la rivoluzione della Terra sul suo asse fosse esattamente una 24 ore. Ma grazie agli orologi atomici è stato scoperto che lo spin della Terra varia e dal momento che gli 1970 hanno rallentato. Questo rallentamento della rotazione terrestre doveva essere tenuto in conto altrimenti le discrepanze potrebbero accumularsi e la notte andrebbe lentamente alla deriva nel giorno (anche se in molti millenni).

Coordinated Universal Time è stato sviluppato per contrastare questo. Basato su TAI e GMT, UTC consente il rallentamento della rotazione della Terra aggiungendo secondi bisestili ogni anno o due (e talvolta due volte l'anno).

UTC è ora un vero calendario globale ed è adottato da nazioni e tecnologie in tutto il mondo. Le reti di computer sono sincronizzate con UTC tramite Network Time Server e usano il protocollo NTP per garantire la precisione.

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.