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.

Mentre molti di noi sono a conoscenza del GPS (Global Positioning System) come strumento di navigazione e molti di noi hanno "navigatori satellitari" nelle nostre auto, ma la rete GPS ha un altro uso che è anche importante per le nostre vite quotidiane, ma pochi lo comprendono.

I satelliti GPS contengono orologi atomici che trasmettono alla terra un segnale orario preciso; è questa trasmissione che i dispositivi di navigazione satellitare utilizzano per calcolare la posizione globale. Tuttavia, ci sono altri usi per questo segnale orario oltre alla navigazione.

Quasi tutte le reti di computer sono mantenute accurate a un orologio atomico. Questo perché l'accuratezza miniscola attraverso una rete può portare fino a problemi, da problemi di sicurezza a perdita di dati. La maggior parte delle reti utilizza una forma di NTP (Network Time Protocol) per sincronizzare le loro reti, ma NTP richiede una fonte di tempo principale per la sincronizzazione.

Il GPS è l'ideale per questo, non solo è una sorgente di orologi atomici, che NTP può calcolare da UTC (Coordinated Universal Time) da, il che significa che la rete sarà sincronizzata con ogni altra rete UTC sul globo.

Il GPS è una fonte di tempo ideale in quanto è disponibile letteralmente ovunque sul pianeta fintanto che l'antenna GPS ha una visione chiara del cielo. E non sono solo le reti di computer che richiedono il tempo di orologio atomico, tutti i tipi di tecnologie richiedono una sincronizzazione accurata: semafori, telecamere CCTV, controllo del traffico aereo, server Internet, infatti molte applicazioni e tecnologie moderne senza che noi ci rendiamo conto sono mantenute per il tempo GPS .

Il massimo utilizzo del GPS come fonte di tempo, a GPS server NTP è obbligatorio. Questi si collegano a router, switch o altra tecnologia e ricevono un segnale orario regolare dai satelliti GPS. Il Server NTP quindi distribuisce questo tempo attraverso la rete, con il protocollo NTP che controlla continuamente ogni dispositivo per assicurarsi che non sia alla deriva.

GPS server NTP non sono solo accurati ma anche altamente sicuri. Alcuni amministratori di rete usano i time server di Internet come fonte di tempo, ma questo può portare a problemi. Non solo l'accuratezza di molte di queste fonti è discutibile, ma i segnali possono essere dirottati da software dannosi che possono violare il firewall di rete e causare caos.

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).

Diamo per scontato che un giorno sia ventiquattr'ore. In effetti, il ritmo circadiano del nostro corpo è finalmente regolato per far fronte a una giornata di 24-hour. Tuttavia, un giorno sulla Terra non era sempre 24 ore.

Nei primi giorni della Terra, un giorno era incredibilmente breve - solo cinque ore, ma al tempo del periodo Giurassico, quando i dinosauri vagavano per la Terra, un giorno si era allungato a circa 22.5 ore.

Ovviamente ora, un giorno è 24-ore ed è stato da quando gli umani si sono evoluti, ma ciò che ha causato questo graduale allungamento. La risposta sta con la Luna.

La luna era molto più vicina alla Terra e l'effetto della sua gravità era quindi molto più forte. Mentre la luna alimentava i sistemi di marea, questi erano molto più forti nei primi giorni della Terra, e la conseguenza era che la rotazione della Terra rallentava, lo strappo della gravità della luna e le forze di marea sulla Terra, come un freno alla rotazione del pianeta.

Ora la luna è più lontana e continua ad allontanarsi ancora di più, tuttavia l'effetto della luna si percepisce ancora sulla Terra, con una conseguenza che il giorno della Terra sta ancora rallentando, sebbene minutamente.

Con moderno orologi atomici, è ora possibile tenere conto di questo rallentamento e della scala cronologica globale utilizzata dalla maggior parte delle tecnologie per garantire la sincronizzazione temporale, UTC (Coordinated Universal Time), deve rendere conto di questo graduale rallentamento, altrimenti, a causa della estrema precisione degli orologi atomici, alla fine il giorno scivolerebbe nella notte mentre la Terra rallentava e non aggiustavamo i nostri orologi.

Per questo motivo, una o due volte all'anno, viene aggiunto un secondo supplementare alla scala cronologica globale. Questi secondi bisestili, come sono noti, sono stati aggiunti dopo 1970 quando UTC è stato sviluppato per la prima volta.

Per molte moderne tecnologie in cui è richiesta una precisione millisecondo, ciò può causare problemi. Fortunatamente, con NTP time server (Network Time Protocol) questi secondi bisestili sono contabilizzati automaticamente, quindi tutte le tecnologie collegate a un Server NTP non devi preoccuparti di questa discrepanza.

NTP server sono utilizzati da tecnologie sensibili al tempo e reti di computer in tutto il mondo per garantire sempre un tempo preciso e preciso, indipendentemente da ciò che stanno facendo i corpi celesti.

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La maggior parte delle città e città avrebbe un orologio principale, come il Big Ben a Londra, e per coloro che vivono nelle vicinanze, è stato abbastanza facile guardare fuori dalla finestra e regolare l'orologio dell'ufficio o della fabbrica per garantire la sincronicità; tuttavia, per quelli non in vista di questi orologi da torre, sono stati utilizzati altri sistemi.

Comunemente, qualcuno con un orologio da taschino avrebbe fissato l'ora al cronometro della torre al mattino e poi sarebbe andato in giro per le aziende e per una piccola tassa, far sapere alla gente esattamente che ore erano, consentendo loro di adattare l'ufficio o l'orologio della fabbrica .

Quando però le ferrovie iniziarono e gli orari divennero importanti, fu chiaro che era necessario un metodo più accurato di conservazione del tempo, e fu allora che venne sviluppata la prima scala temporale ufficiale.

Poiché gli orologi erano ancora meccanici, e quindi imprecisi e inclini alla deriva, la società si voltò di nuovo verso quel cronometro più accurato, il sole.

Fu deciso che quando il sole si trovava direttamente sopra una determinata posizione, ciò avrebbe indicato mezzogiorno su questa nuova scala temporale. Il luogo: Greenwich, a Londra, e la scala temporale, in origine chiamata tempo ferroviario, divenne in seguito Greenwich Meantime (GMT), una scala temporale che fu utilizzata fino a 1970.

Ora, naturalmente, con gli orologi atomici, il tempo è basato su una scala internazionale UTC (Coordinated Universal Time) sebbene le sue origini siano ancora basate sul GMT e spesso l'UTC sia ancora definito GMT.

Ora con l'avvento del commercio internazionale e delle reti informatiche globali, UTC è usato come base di quasi tutto il tempo internazionale. Le reti di computer si distribuiscono NTP server per garantire che i tempi sulle loro reti siano accurati, spesso fino a un millesimo di secondo rispetto a UTC, il che significa che in tutto il mondo i computer stanno ticchettando con lo stesso tempo preciso - sia a Londra, Parigi o New York, l'UTC è utilizzato per garantire che i computer in tutto il mondo possano comunicare in modo preciso tra loro, evitando errori di scarsa qualità tempo di sincronizzazione può causare.

Il mondo moderno è piccolo. Di questi tempi, negli affari hai la stessa probabilità di comunicare attraverso l'Atlantico mentre stai commerciando con il tuo vicino, ma questo può causare difficoltà - poiché chiunque lo sapesse, qualcuno che sta cercando di entrare in contatto con qualcuno dall'altra parte del mondo lo saprà.

Il problema, ovviamente, è tempo. Ci sono i fusi orari 24 sulla Terra, il che significa che le persone con le quali potresti voler parlare dall'altra parte del mondo, sono a letto quando sei sveglio - e viceversa.

Anche la comunicazione non è un problema per noi umani; gran parte della nostra comunicazione è condotta attraverso computer e altre tecnologie che possono causare ancora più problemi. Non solo perché le fasce orarie sono diverse, ma gli orologi, sia quelli che alimentano un computer, sia quelli da ufficio, possono andare alla deriva.

Sincronizzazione oraria è quindi importante assicurarsi che il dispositivo con cui si sta comunicando abbia lo stesso tempo altrimenti qualsiasi transazione che si sta conducendo potrebbe causare errori come il fallimento dell'applicazione, perdita di dati o il fatto che le macchine credano che un'azione sia avvenuta quando non è stata eseguita.

Coordinated Universal Time

Coordinated Universal Time (UTC) è un calendario internazionale. Non tiene conto delle fasce orarie ed è mantenuto fedele da una costellazione di orologi atomici: orologi accurati che non soffrono di deriva.

UTC compensa anche il rallentamento della rotazione della Terra aggiungendo secondi bisestili per assicurarsi che non ci sia una deriva che alla fine farà sì che il mezzogiorno si sposti verso la notte (anche se in molti millenni, così lento è il rallentamento della Terra).

La maggior parte delle tecnologie e delle reti di computer in tutto il mondo utilizzano l'UTC come fonte di tempo, rendendo la comunicazione globale più fattibile.

Time Server Network Time e NTP Time Server

La ricezione dell'ora UTC per una rete di computer è il lavoro di NTP time server. Questi dispositivi utilizzano Network Time Protocol per distribuire il tempo a tutte le tecnologie sulla rete NTP. NTP time server ricevere la fonte di tempo da un certo numero di fonti diverse.

• Internet - anche se le fonti di tempo su Internet possono essere insicure e inaffidabili
• Il GPS (Global Positioning System) - utilizza gli orologi atomici di bordo dai satelliti di navigazione.
• Segnali radio - trasmessi dai laboratori nazionali di fisica come NPL e NIST.

Il nuovo governo del Regno Unito è di guardare di nuovo al dibattito perenne di cambiare gli orologi durante i mesi estivi da GMT (Greenwich Mean Time) a British Summer Time (BST).

Mentre la mossa è controversa, con molti in Scozia nel nord del Regno Unito, non disposti ad adottare il cambiamento a causa dei lunghi giorni bui dell'inverno che vivono nel resto del paese - la mossa aiuterebbe a sincronizzare la Gran Bretagna con il resto dell'Europa .

Nonostante la sua posizione nell'Unione europea, la Gran Bretagna ha un calendario diverso rispetto al resto dell'Europa. Le persone provenienti dal Regno Unito che viaggiano all'estero devono far avanzare i propri orologi un'ora ogni volta che viaggiano verso l'Europa continentale.

Nelle nuove proposte, l'ora legale continuerà ancora, ma l'orario invernale standard sarà avanzato di un'ora e un ulteriore avanzamento di un'ora per l'estate - noto come doppia estate britannica - che consente al Regno Unito di avere lo stesso tempo dell'Europa.

Tuttavia, nonostante i problemi, un tale cambiamento dovrebbe avere delle persone; la tecnologia non subirà modifiche in base all'ora legale.

UTC Tempo

La tecnologia, come le reti di computer, usano tutti un tempo universale - UTC (Coordinated Universal Time). UTC è una scala temporale globale, mantenuta valida da un conglomerato internazionale di orologi atomici. Ciò significa che hai una rete di computer con sede nel Regno Unito, o una dall'altra parte del mondo, per le tecnologie: il tempo è lo stesso.

La maggior parte delle tecnologie riceve questa volta da una sorgente di clock atomico utilizzando dispositivi noti come NTP server (dopo il protocollo temporale: Network Time Protocol). NTP server Approfitta degli orologi atomici a bordo dei satelliti GPS in modo che non solo possano fornire una fonte di tempo accurata, ma possono assicurare che la sorgente del tempo non si muova mai.

Altri metodi per ottenere una sorgente di tempo di un orologio atomico includono l'uso di trasmissioni a onde medie trasmesse da luoghi come il National Physical Laboratory (NPL) del Regno Unito o l'American National Institute for Standards and Time.

NTP server assicurati che, indipendentemente da dove ti trovi nel mondo, la fonte di tempo utilizzata dai tuoi computer e dalla tecnologia è sempre Coordinated Universal Time, indipendentemente dal periodo dell'anno.

La sincronizzazione temporale diventa sempre più rilevante man mano che diventiamo più dipendenti da Internet. Con così tante transazioni time sensitive condotte in tutto il mondo, dal settore bancario e commerciale alle e-mail di invio, il tempo corretto e preciso è vitale per prevenire errori e garantire la sicurezza.

Sempre di più, sempre più persone si affidano a fonti di tempo in internet, specialmente con molti dei moderni strumenti di Microsoft Windows come Windows 7 con NTP e sincronizzazione dell'ora abilità già installate.

Windows 7 e sincronizzazione temporale

Windows 7, appena estratto dalla scatola, cercherà di trovare una fonte di tempo su internet; tuttavia, per una macchina in rete ciò non significa necessariamente che il computer sarà sincronizzato in modo accurato o sicuro.

Le fonti di orario Internet possono essere del tutto inaffidabili e non sicure per una moderna rete di computer. Il tempo di Internet deve passare attraverso il firewall e, dato che questi codici temporali non hanno più spazio, il software dannoso può trarre vantaggio da questo buco del firewall.

La precisione di questi dispositivi non solo può variare a seconda della distanza della rete, ma anche una fonte di tempo di Internet viene raramente diretta da un orologio atomico.

Infatti, la maggior parte delle fonti di tempo internet sono conosciute come dispositivi 2 stratum. Ciò significa che si connettono a un altro dispositivo, uno strato 1, ovvero a NTP time server che ottiene l'ora direttamente dall'orologio e la trasmette al dispositivo 2 dello strato.

Time server Stratum 1 NTP

Per la massima accuratezza e sicurezza, non esiste una sostituzione per la propria rete server strato 1 NTP. Questi dispositivi non solo sono sicuri, ricevono una sorgente di tempo esterna al firewall (spesso utilizzando il GPS) ma ricevono anche questi segnali direttamente dagli orologi atomici (il satellite GPS che trasmette questo segnale ha un orologio atomico integrato che genera il tempo.

Il segnale di frequenza e frequenza del Regno Unito MSF, fornito dal Laboratorio Nazionale di Fisica fuori dalla Cumbria, sarà indisponibile per manutenzione essenziale su 26 e 27 luglio.

Il tempo di inattività non pianificato è quello di consentire la manutenzione essenziale da eseguire in sicurezza. Il trasmettitore MSF smetterà di trasmettere il segnale MSF su 26 e 27 luglio tra 08.00 e 20.00 (BST - 07: 00 GMT / UTC) anche se è possibile che la manutenzione sia terminata prima del previsto, nel qual caso il segnale verrà attivato in precedenza .

La manutenzione futura è programmata per i seguenti orari in cui il segnale verrà disattivato:

• 9 September 2010 da 10: 00 BST a 14: 00 BST
• 9 dicembre 2010 da 10: 00 UTC a 14: 00 UTC
• 10 March 2011 da 10: 00 UTC a 14: 00 UTC

Problemi per la sincronizzazione dell'ora

Generalmente, la maggior parte NTP time server dovrebbe essere in grado di mantenere un tempo stabile durante queste brevi interruzioni e gli utenti dei dispositivi di sincronizzazione dell'ora di MSF non dovrebbero incontrare difficoltà con la mancanza del segnale MSF.

Tuttavia, quegli utenti che richiedono alti livelli di precisione e affidabilità e trovano che le interruzioni di MSF li riguardano dovrebbero forse guardare a GPS server NTP.

GPS time server ricevono i loro segnali orari dalla rete GPS che è disponibile 24 ore al giorno, 365 giorni all'anno e non subiscono mai interruzioni.

"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.