Questo articolo descrive cosa è successo quando l'Europa ha adottato il calendario gregoriano e i problemi che affrontiamo oggi cercando di sincronizzarsi con il movimento della Terra.

Sei mai andato a letto una notte e ti sei chiesto dove fosse andata la giornata? Potresti immaginare di esserti svegliato per scoprire che undici giorni erano svaniti completamente? È proprio quello che è successo in 1752 quando gli abitanti della Gran Bretagna e dell'America sono andati a letto mercoledì 2 settembre, per poi svegliarsi giovedì 14 settembre.

Tuttavia, non si trattava di un'epidemia di malattia assonnata o di una dose massiccia di pigrizia che teneva a bada l'intera popolazione, ma semplicemente le autorità che tentavano di sincronizzarsi con il resto del mondo adottando il calendario gregoriano.

Il calendario giuliano (intitolato a Julius Caesar) era in uso fin dai tempi biblici, ma fu definitivamente abbandonato in tutta Europa nel 1582, ma ci vollero i risoluti inglesi e americani per altri duecento anni.

E se si pensa che il pittore Hogarth sia creduto che la popolazione non ci abbia preso troppo bene, con le persone che scendono in strada chiedendo il ritorno dei loro giorni 11 mancanti e persino i rapporti di rivolta.

Allora perché cambiare? Questo era ciò che le autorità britanniche sostenevano da duecento anni da quando papa Gregorio XIII aveva sostituito il calendario giuliano in Europa duecento anni prima.

Tuttavia, il motivo del cambiamento originale era che il calendario giuliano non prevedeva abbastanza anni bisestili (erano omessi negli anni divisibili da 100 ma non divisibili da 400 - cosa stavano pensando i romani?) E le stagioni stavano lentamente diventando fuori di sincronizzazione con il calendario. La situazione ora stava diventando ancora più intollerabile in Gran Bretagna, devastando gli agricoltori - che non avevano idea di quando piantare i loro raccolti, infine le autorità dovevano passare e far avanzare rapidamente l'intero paese 11 giorni.

Tuttavia questo problema di sincronizzazione è sempre stato con noi. Abbiamo tradizionalmente cercato di basare i nostri calendari attorno al movimento della Terra per permetterci di prevedere le stagioni e sapere quando cadrà l'estate e l'inverno. Tuttavia, potremmo aver risolto gli anni bisestili (causati dal fatto che la Terra impiega 365 e un quarto di giorno per viaggiare intorno al Sole) ma provare a basare un calendario attorno al movimento della Terra porterà sempre a problemi.

Il calendario gregoriano funzionava bene fino al 1950 quando fu sviluppato l'orologio atomico. L'orologio atomico ha funzionato così bene - fornendo informazioni precise su un secondo in diversi milioni di anni - che ci siamo subito resi conto che i nostri orologi erano ora molto più precisi della Terra stessa.

La Terra in realtà sta rallentando a rotazione e se non fosse stato fatto nulla alla fine alla fine di mezzogiorno cadrebbe di notte e viceversa (anche se non per diversi millenni) ma non preoccuparti, non ti accorgi di svegliarti a metà della prossima settimana. La soluzione è l'aggiunta di secondi bisestili e 33 è stato inserito alla fine dei nostri anni dal 1970.

La decisione di inserire un secondo è di solito presa sei mesi prima dopo un attento monitoraggio della rotazione terrestre. Un calendario basato sul movimento della Terra può sembrare meno rilevante oggi, ma con un Global Positioning System (GPS), una scala cronologica globale (Coordinated Universal Time) e tutti i computer sincronizzati in tutto il mondo utilizzando i server NTP (Network Time Protocol ) è imperativo che tutti possiamo dire al momento giusto.

Che ore sono? Una delle domande più comuni pronunciate in tutto il mondo, ma cosa esattamente stiamo chiedendo? Chiedete a qualcuno in Cina che cosa è il momento, allora certamente otterrete una risposta diversa se chiedete a un americano, ovviamente le loro zone di tempo sono sul lato opposto del mondo.

Ma cosa succede se chiedi a due persone nella tua stessa stanza? Potresti ottenere la stessa risposta da entrambi, ma poi di nuovo l'orologio di una persona potrebbe essere un minuto o due più veloce.

Quando chiediamo il tempo allora quello che stiamo davvero chiedendo è una stima approssimativa per il fuso orario in cui siamo. Alcuni orologi sono più precisi di altri, ma è spesso sufficiente per le nostre esigenze quotidiane.

Ma cosa succede se hai bisogno di sapere l'ora esatta e cosa succede se tu devi sapere che tempo è anche un altro paese? Forse avete comprato un biglietto aereo; Sarebbe deludente tornare in aeroporto solo per essere detto che il tuo biglietto è stato venduto a qualcun altro in quanto l'orologio al loro agente di viaggio era più lento di quello in cui è stato acquistato il tuo biglietto.

Quindi, come fa l'industria globale mantenere un tempo accurato tra di loro? La risposta è abbastanza semplice e si chiama Coordinated Universal Time o UTC.

L'Ufficio internazionale dei pesi e delle misure (BIPM) funge da tempo per il mondo e ha iniziato UTC in 1972 dopo lo sviluppo di orologi atomici.

L'orologio atomico fu sviluppato per la prima volta nel 50 quando fu scoperto che il cesio dell'atomo-133 risuonava ad una frequenza esatta di 9,192,631,770 ogni secondo. Questa frequenza era così esatta che gli orologi atomici svilupparono un'accuratezza di un secondo in 1.4million anni e il Sistema internazionale di unità definì la seconda come la frequenza dell'atomo di cesio 133 e nacque un'unità internazionale per misurare il tempo.

Tuttavia, gli orologi atomici sono ancora più precisi della Terra stessa, che in realtà sta rallentando la sua rotazione. Questo rallentamento è solo piccolo, ma se il sistema standard di tempo, UTC, non lo compensasse, alla fine della mezzanotte cadrebbe nel bel mezzo della giornata (anche se ciò richiederebbe un millennio o due) in modo che i secondi bisestili vengano aggiunti ogni pochi anni compensare.

L'unico problema con i timepieces UTC è che gli orologi atomici sono enormi sia in dimensioni che in costi. In realtà sono in genere solo nei laboratori di fisica su larga scala quali NPL (National Physics Laboratory, Regno Unito) o MIT (Massachusetts Institute of Technology, Stati Uniti).

Quindi come fa il resto del mondo a tenere traccia dell'ora UTC? Il tempo raccontato su questi vasti orologi atomici viene trasmesso attraverso le trasmissioni radio o il sistema satellitare GPS (la navigazione satellitare dipende da UTC, in quanto senza il satellite non è possibile sapere esattamente dove si trova un ricevitore).

La maggior parte delle reti di computer è sincronizzata con l'ora UTC su Internet (che non è sicura e consigliata solo agli utenti domestici) o tramite server GPS o radiofonici specializzati. Questi time server fanno uso di NTP (Network Time Protocol) sviluppato negli ultimi 25 anni per mantenere sincronizzate le reti di computer in modo che non debbano fare affidamento sui loro orologi interni imprecisi.

I server NTP e UTC hanno permesso all'industria di diventare veramente globale e ha reso possibili tecnologie come i satelliti di comunicazione, i telefoni cellulari, i navigatori satellitari e gli ATM che tutti noi diamo per scontati.

Network Time Protocol (NTP) è uno dei protocolli più vecchi di Internet ed è ancora lo standard per la sincronizzazione dell'ora. Il successo di NTP deriva dal suo costante sviluppo (la versione 4 è attualmente in corso) e dalla precisione che un time server NTP può vantare nella sincronizzazione delle reti.

Mentre una precisione di 1 / 5000th di un secondo può essere ottenuta su una rete nelle giuste condizioni, questa precisione dipende solamente da qualsiasi riferimento di riferimento utilizzato da NTP per sincronizzare. Questa fonte potrebbe ovviamente essere inaffidabile, come un orologio di workstation come chip in tempo reale nella maggior parte dei computer sono inclini a deriva e sono molto meno accurati dell'orologio digitale medio.

L'alternativa è quella di utilizzare una fonte affidabile UTC (Coordinated Universal Time). UTC è lo standard per la sincronizzazione temporale. È stato avviato in 1972 dopo lo sviluppo di orologi atomici e consente all'intero globo di sincronizzare allo stesso tempo assoluto. Questo non solo ha consentito tecnologie come Internet, GPS e satelliti di comunicazione, ma ha anche permesso alle industrie come le compagnie aeree e il mercato azionario di scambiare a livello globale.

Il modo più semplice per sincronizzare una rete con UTC è sempre stato quello di utilizzare un riferimento di tempo Internet. Ci sono centinaia di disponibili come nist.gov e la maggior parte dei programmi Windows dispone di un'utilità incorporata, Windows Time (win32.exe) per sincronizzare l'orologio di sistema con un clock di riferimento su Internet.

Tuttavia, Microsoft e altri avvertono di non utilizzare una fonte Internet come un riferimento temporale poiché l'autenticazione non è possibile da queste fonti.

L'autenticazione è la misura di sicurezza utilizzata da NTP per garantire che un riferimento di tempo sia attendibile. Senza sistemi di autenticazione sono vulnerabili agli attacchi dannosi come gli hacker che potrebbero modificare un timestamp per commettere frodi o un attacco DDoS (Distributed Denial of Service, solitamente causato da software dannoso che inondano il sistema).

Non solo le fonti dei tempi di Internet non sono autenticate, ma anche un'indagine di Nelson Minar del MIT su oltre 900 riferimenti di tempo su Internet, scoperto quasi la metà sono stati compensati da oltre dieci secondi (uno per gli incredibili anni 6 - ma fortunatamente non molti coetanei) e meno che un terzo descritto come "utile".

Il rapporto ha anche scoperto che molti host di riferimento Internet time erano troppo lontani dai loro coetanei per consentire una sincronizzazione precisa del tempo.

Esistono tuttavia diversi modi per garantire che un server NTP sia sincronizzato con un'origine temporale UTC affidabile e stabile, sia accurata che autenticata.

Ci sono due sistemi disponibili e entrambi utilizzano attrezzature a costi relativamente bassi. La prima opzione e spesso la cosa più semplice è collegarsi ad un'antenna GPS e ad un server dedicato GPS dedicato alla rete. Questo utilizza il codice temporale UTC trasmesso dai satelliti GPS, a condizione che l'antenna abbia una buona visibilità del cielo.

In alternativa, i segnali di broadcast specializzati trasmettono un timestamp in diversi paesi. In Gran Bretagna è denominato MSF e trasmesso da Cumbria dal Laboratorio Nazionale di Fisica a 60 kHz, ma può essere raccolto fino a 1000 km, anche se in Germania, Francia e Stati Uniti operano sistemi analoghi. Questi radio referenziati NTP server sono vulnerabili alle interferenze, ma tradizionalmente erano di un costo inferiore rispetto ai ricevitori GPS, tuttavia i progressi tecnologici significano che la differenza è ora minima.

L'integrità di una sorgente temporale utilizzata da un time server NTP è quindi molto importante e gli amministratori di sistema whist sono fin troppo disposti a investire in firewall costosi e software anti-virus per proteggere le loro reti molti trascurano la sicurezza del loro server di tempo che, dopo tutto, potrebbe non dire loro comunque il momento giusto!

Network Time Protocol (NTP) è uno dei protocolli più vecchi di Internet ancora in uso, inventato dal dott. David Mills dell'Università del Delaware, utilizzato sin da 1985. NTP è un protocollo progettato per sincronizzare gli orologi su computer e reti attraverso Internet o reti locali (LAN).

NTP (versione 4) in grado di mantenere il tempo su Internet pubblico per pochi millisecondi 10 (1 / 100th di secondo) e può eseguire anche meglio su LAN con precisioni di 200 microsecondi (1 / 5000th di secondo) in condizioni ideali.

NTP opera all'interno della suite TCP / IP e si basa su UDP, una forma meno complessa di NTP esiste chiamato Simple Network Time Protocol (SNTP) che non richiede la memorizzazione di informazioni su comunicazioni precedenti, necessari per NTP. Viene utilizzato in alcuni dispositivi e applicazioni dove elevata accuratezza di temporizzazione non è importante.

La sincronizzazione dell'ora con NTP è relativamente semplice, sincronizza il tempo con riferimento a una sorgente di clock affidabile. Questa fonte potrebbe essere relativa (all'orologio interno di un computer o all'orologio dell'orologio da polso) o assoluta (A UTC - Universal Coordinated Time - all'origine dell'orologio che è accurata come è umanamente possibile).

Gli orologi atomici sono i dispositivi di rilevazione del tempo più assoluti; tuttavia, sono estremamente costosi e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Tuttavia, NTP può sincronizzare le reti con un orologio atomico utilizzando la rete GPS (Global Positioning System), una trasmissione radio specializzata o via Internet. Tuttavia, si deve notare che Microsoft raccomanda vivamente di utilizzare un timing basato sull'esterno piuttosto che basato su Internet, in quanto questi non possono essere autenticati.

Il GPS è una fonte ideale di tempo e frequenza perché può fornire tempi estremamente precisi in qualsiasi parte del mondo utilizzando componenti relativamente economici. Ogni satellite GPS trasmette in due frequenze L2 per uso militare e L1 per l'uso da parte di civili trasmessi a 1575 MHz, le antenne e i ricevitori GPS a basso costo sono ora ampiamente disponibili.

Il segnale trasmesso dal satellite può passare attraverso le finestre ma può essere bloccato dagli edifici, quindi la posizione ideale per un'antenna GPS è su un tetto con una buona vista del cielo. Più satelliti possono ricevere dal migliore segnale. Tuttavia, le antenne montate sul tetto possono essere soggette a lampi di luce o ad altri picchi di tensione, quindi l'installazione di un soppressore in linea sul cavo GPS è altamente raccomandata.

Il cavo tra l'antenna e il ricevitore GPS è anche critico. La distanza massima che un cavo può funzionare normalmente solo 20-30 metri e un cavo coassiale di alta qualità combinato con un amplificatore GPS disposte in linea per aumentare il guadagno dell'antenna può consentire in eccesso di lunghezza dei cavi 100 metro.

Un ricevitore GPS quindi decodifica il segnale GPS inviato dall'antenna a un protocollo leggibile dal computer che può essere utilizzato dalla maggior parte dei server di tempo e dei sistemi operativi inclusi Windows, LINUX e UNIX.

Il ricevitore GPS emette inoltre un impulso preciso al secondo che i server GPS Network Time Protocol (NTP) e i server di tempo del computer possono utilizzare per fornire un timing ultra preciso. La temporizzazione dell'impulso al secondo sulla maggior parte dei ricevitori è precisa entro 0.001 di un secondo di UTC.

Il GPS è ideale per fornire server temporali NTP o computer autonomi con un riferimento esterno estremamente accurato per la sincronizzazione. Anche con apparecchiature a costi relativamente bassi, l'accuratezza di centinaia di nanosecondi (un nanosecondo = un miliardesimo di secondo) può essere ragionevolmente raggiunta usando il GPS come riferimento esterno.

Tutti i computer devono sapere l'ora. Molte applicazioni, dall'invio di e-mail alla memorizzazione delle informazioni dipendono dal PC che conosce quando l'evento ha avuto luogo. In alcuni ambienti la tempistica è ancora più cruciale in cui un solo secondo può fare la differenza tra profitti e perdite - basti pensare alla borsa.

La maggior parte dei computer dispone di orologi interni che sono supportati da batterie, in modo che il computer possa mantenere il tempo quando la macchina è spenta. Tuttavia, sono questi orologi davvero affidabili? La risposta, ovviamente, è no.

I computer sono commercializzati su larga scala e progettati per funzioni multiple, il cui tempismo non è così alto nell'agenda del produttore. Gli orologi interni (chiamati chip RTC in tempo reale) sono normalmente adeguati per l'home computing o quando le workstation funzionano da sole. Tuttavia, quando i computer vengono eseguiti in una rete, la mancanza di sincronizzazione può causare problemi.

Può essere una cosa minore, ad esempio una e-mail che arriva da qualche parte prima che venga inviata (secondo un orologio del PC) ma con alcune transazioni e applicazioni sensibili al tempo, una mancanza di sincronizzazione può causare problemi immaginabili: immagina di tornare in aeroporto solo per trovare Il sedile della compagnia aerea che avevi acquistato settimane prima è stato infatti venduto a qualcun altro dopo che il loro agente di prenotazione aveva un clock più lento sul loro computer!

Per aggirare questi problemi, la maggior parte dei computer su una rete sono sincronizzati su una singola sorgente di tempo utilizzando NTP (protocollo del tempo di rete) questa origine temporale può essere relativa (orologio di un computer o orologio da polso) o una sorgente di tempo assoluto come l'UTC.

L'UTC (Coordinated Universal Time) è stato sviluppato dopo l'emergenza di orologi atomici ed è una scala temporale standard utilizzata a livello globale, consentendo alle macchine di tutto il mondo di utilizzare un'unica fonte di tempo.

Windows XP può impostare facilmente l'orologio del sistema per utilizzare UTC accedendo ad una fonte Internet per UTC (either: time.windows.com o time.nist.gov). A tal fine, un utente deve semplicemente fare doppio clic sull'orologio sul proprio desktop e regolare le impostazioni nella scheda Ora Internet.

Tuttavia, Microsoft e altri produttori di sistemi operativi consigliano vivamente di utilizzare riferimenti temporali esterni, poiché le fonti Internet non possono essere autenticate, rendendo i sistemi vulnerabili a un attacco dannoso.

Se si desidera eseguire un server orario di rete Windows XP, sono disponibili server NTP specializzati in grado di ricevere un riferimento temporale tramite il sistema satellitare GPS o trasmissioni nazionali specializzate

Per consentire a Windows XP di funzionare come server di riferimento orario di rete, è necessario attivare il servizio NTP. Per attivare NTP è sufficiente trovare la seguente sottochiave nell'editor del Registro di sistema (regedit):
HKEY_LOCAL_MACHINE \ SYSTEM \ CurrentControlSet \ Services \ W32Time \ TimeProviders \ NtpServer \
Tasto destro attivato (nella finestra di destra) quindi Modifica. Modifica il valore DWORD e digita 1. Fare clic con il pulsante destro del mouse su NtpServer, quindi su Modifica e nel valore Modifica DWORD in Tipo di dati Valore Peer, quindi fare clic su OK.

Esci dal registro e avvia il servizio orario di Windows facendo clic su Start / Esegui e digitando:
net stop w32time && net start w32time .; Quindi, su ciascun computer della rete (diverso dal controller di dominio che non può essere sincronizzato con se stesso) digitare: W32tm / resync / rediscover.

NTP (Network Time Protocol) sincronizza le reti ad una sola fonte volta usando timestamp per rappresentare l'ora corrente del giorno, questo è essenziale per le transazioni sensibili di tempo e molte applicazioni di sistema come la posta elettronica.

L'NTP è quindi vulnerabile alle minacce alla sicurezza, da un hacker malintenzionato che vuole modificare il timestamp per commettere frodi o un attacco DDoS (Distributed Denial of Service - normalmente causato da malware dannoso che inonda un server con traffico) che blocca l'accesso al server.

Tuttavia, essendo uno dei protocolli più vecchi di Internet e sviluppato per oltre 25 anni, NTP è dotato di proprie misure di sicurezza sotto forma di autenticazione.

L'autenticazione verifica che ogni timestamp è venuto dal riferimento temporale previsto analizzando una serie di chiavi di crittografia concordati che vengono inviati insieme alle informazioni del tempo. NTP, utilizzando la crittografia Message Digest (MD5) a un-crittografare la chiave, analizza e conferma se è venuto dalla fonte tempo di fiducia attraverso la verifica contro una serie di chiavi di fiducia.

chiavi di autenticazione attendibili sono elencati nel file di configurazione del server NTP (ntp.conf) e sono normalmente memorizzati nel file ntp.keys. Il file chiave è normalmente molto grande ma le chiavi di fiducia dire al server NTP quale set di sottoinsieme di chiavi è attualmente attivo e che non sono. Diverse sottoinsiemi possono essere attivati ​​senza modificare il file utilizzando il comando ntp.keys trusted-keys config.

L'autenticazione è quindi molto importante per proteggere un server NTP da attacchi malevoli; tuttavia ci sono molti riferimenti temporali in cui l'autenticazione non può essere considerata attendibile.

Microsoft, che ha installato una versione di NTP nei propri sistemi operativi da Windows 2000, raccomanda vivamente di utilizzare una sorgente hardware come riferimento temporale, in quanto non è possibile autenticare le origini Internet.

L'NTP è fondamentale per mantenere sincronizzate le reti, ma è altrettanto importante mantenere i sistemi al sicuro. Mentre gli amministratori di rete spendono migliaia di software anti-virali / malware molti non riescono a individuare la vulnerabilità nei loro server di riferimento.

Molti amministratori di rete si affidano ancora a fonti Internet per il loro riferimento temporale. Mentre molti forniscono una buona fonte per il tempo UTC (Coordinated Universal Time - lo standard internazionale di tempo), come nist.gov, la mancanza di autenticazione significa che la rete è aperta all'abuso.

Altre fonti di tempo UTC sono più sicuri e possono essere utilizzati con apparecchiature costo relativamente basso. Il metodo più semplice è quello di utilizzare un time server NTP GPS specialista in grado di connettersi a un'antenna GPS e ricevere un timestamp autenticato via satellite.

I time server GPS possono fornire la precisione al tempo UTC entro pochi nanosecondi a condizione che l'antenna abbia una buona visione del cielo. Sono relativamente economici e il segnale è autenticato fornendo un riferimento temporale sicuro.

In alternativa ci sono diverse trasmissioni nazionali che trasmettono un riferimento temporale. Nel Regno Unito questo viene trasmesso dal Laboratorio di Fisica Nazionale (NPL) in Cumbria. Sistemi simili operano in Germania, Francia e Stati Uniti. Mentre questo segnale viene autenticato, queste trasmissioni radiofoniche sono vulnerabili alle interferenze e hanno una gamma limitata.

Autenticazione per NTP è stato sviluppato per evitare maligni manomissioni con la sincronizzazione del sistema così come i firewall sono stati sviluppati per proteggere le reti dagli attacchi ma come con qualsiasi sistema di sicurezza funziona solo se viene utilizzato.

Tutti i PC e i dispositivi di rete utilizzano gli orologi per mantenere un tempo interno del sistema. Questi orologi, chiamati chip Real Time Clock (RTC), forniscono informazioni su data e ora. I chip sono tamponati a batteria in modo che anche durante le interruzioni di corrente, possono mantenere il tempo. Tuttavia, i personal computer non sono progettati per essere orologi perfetti, il loro design è stato ottimizzato per la produzione di massa e a basso costo, piuttosto che mantenere un tempo preciso.

Questi orologi interni sono soggetti a deriva e sebbene per molte applicazioni questo possa essere abbastanza adeguato, spesso le macchine devono lavorare insieme su una rete e se i computer vanno alla deriva a velocità diverse i computer non si sincronizzeranno e potrebbero sorgere problemi con transazioni time sensitive.

Network Time Protocol (NTP) è uno dei protocolli più vecchi di Internet ancora in uso, inventato dal dott. David Mills dell'Università del Delaware, utilizzato sin da 1985. NTP è un protocollo progettato per sincronizzare gli orologi su computer e reti attraverso Internet o reti locali (LAN).

NTP (versione 4) in grado di mantenere il tempo su Internet pubblico per pochi millisecondi 10 (1 / 100th di secondo) e può eseguire anche meglio su LAN con precisioni di 200 microsecondi (1 / 5000th di secondo) in condizioni ideali.

NTP opera all'interno della suite TCP / IP e si basa su UDP, una forma meno complessa di NTP esiste chiamato Simple Network Time Protocol (SNTP) che non richiede la memorizzazione di informazioni su comunicazioni precedenti, necessari per NTP. Viene utilizzato in alcuni dispositivi e applicazioni dove elevata accuratezza di temporizzazione non è importante.

Molti sistemi operativi tra cui Windows, UNIX e LINUX possono utilizzare NTP e SNTP e la sincronizzazione dell'ora con NTP è relativamente semplice, sincronizza il tempo con riferimento a una sorgente di clock affidabile. Questa fonte potrebbe essere relativa (all'orologio interno di un computer o all'orologio dell'orologio da polso) o assoluta (A UTC - Universal Coordinated Time - all'origine dell'orologio che è accurata come è umanamente possibile).
Tutte le versioni di Microsoft Windows poiché 2000 include il servizio di Windows Time (w32time.exe) che ha la possibilità di sincronizzare l'orologio del computer con un server NTP.
 
C'è un gran numero di server NTP in hosting su Internet che si sincronizzano con riferimenti UTC esterni come time.nist.gov o ntp.my-inbox.co.uk ma si deve notare che Microsoft e altri raccomandano che una fonte esterna sia utilizzata per sincronizzare le macchine, poiché i riferimenti basati su Internet non possono essere autenticati. Sono disponibili time server NTP specializzati in grado di sincronizzare l'ora sulle reti utilizzando il segnale MSF (o equivalente) o GPS.

I più utilizzati sono i time server GPS che utilizzano il sistema GPS per trasmettere l'ora esatta. Il sistema GPS è costituito da un numero di satelliti che forniscono informazioni precise sul posizionamento e sulla posizione. Ogni satellite GPS può farlo solo utilizzando un orologio atomico che a sua volta può essere utilizzato come riferimento temporale.

Un ricevitore GPS tipico in grado di fornire informazioni di temporizzazione entro pochi nanosecondi di UTC finché c'è un'antenna situata con una buona vista del cielo.

Esistono numerose trasmissioni radio nazionali in termini di ora e frequenza che possono essere utilizzate per sincronizzare un server NTP. In Gran Bretagna il segnale (chiamato MSF) è trasmesso dal National Physics Laboratory in Cumbria che funge da riferimento temporale nazionale del Regno Unito, ci sono anche sistemi simili in Colorado, Stati Uniti (WWVB) e Francoforte, in Germania (DCF-77). Questi segnali forniscono all'ora UTC una precisione di microsecondi 100, tuttavia il segnale radio ha una portata limitata ed è vulnerabile alle interferenze.

Gli orologi atomici sono in circolazione da oltre cinquant'anni. Si tratta di orologi che utilizzano una frequenza di risonanza atomica come elemento di indicazione del tempo piuttosto che cristalli oscillanti convenzionali come il quarzo.

La maggior parte degli orologi atomici usa la risonanza dell'atomo cesio-133 che risuona ad una frequenza esatta di 9,192,631,770 ogni secondo. Poiché 1967 il Sistema Internazionale di Unità (SI) ha definito il secondo come quel numero di cicli dal cesio -133 che rende gli orologi atomici (a volte chiamati oscillatori del cesio) lo standard per le misurazioni del tempo.

Poiché la risonanza dell'atomo del cesio-133 è così precisa, questo rende gli orologi atomici precisi a meno di nanosecondi 2 al giorno, il che equivale a circa un secondo in 1.4million anni.

Poiché gli orologi atomici sono così precisi e in grado di mantenere una scala temporale costante e stabile, è stato sviluppato un tempo universale, UTC (Coordinated Universal Time o Temps Universel Coordonné), che supporta funzioni come il secondo intercalare - aggiunto per compensare il rallentamento del tempo Rotazione della Terra.

Tuttavia, gli orologi atomici sono estremamente costosi e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Tuttavia, NTP (Network Time Protocol), il mezzo standard per ottenere la sincronizzazione dell'ora sulle reti di computer, può essere sincronizzato con un orologio atomico utilizzando la rete GPS (Global Positioning System) o trasmissioni radio specializzate.

Il più diffuso è il GPS (Global Positioning System), sviluppato dall'esercito degli Stati Uniti. Il GPS incorpora almeno i satelliti di comunicazione 24 in orbita alta per fornire informazioni precise sulla posizione e il posizionamento. Ogni satellite GPS può farlo solo utilizzando un orologio atomico che a sua volta può essere utilizzato come riferimento temporale.

Un time server GPS è una fonte di tempo e frequenza ideale perché può fornire tempi estremamente precisi in qualsiasi parte del mondo utilizzando componenti relativamente economici. Ogni satellite GPS trasmette in due frequenze L2 per uso militare e L1 per l'uso da parte di civili trasmessi a 1575 MHz, le antenne e i ricevitori GPS a basso costo sono ora ampiamente disponibili.

Ci sono anche una serie di trasmissioni radio nazionali di tempo e frequenza che possono essere utilizzate per sincronizzare un server NTP. In Gran Bretagna il segnale (chiamato MSF) è trasmesso dal National Physics Laboratory in Cumbria che funge da riferimento temporale nazionale del Regno Unito, ci sono anche sistemi simili in Colorado, Stati Uniti (WWVB) e Francoforte, in Germania (DCF-77). Questi segnali forniscono all'ora UTC una precisione di microsecondi 100, tuttavia il segnale radio ha una portata limitata ed è vulnerabile alle interferenze.

Utilizzando un server NTP GPS o un server orario NTP basato su radio, i client orari di rete possono essere sincronizzati in pochi millisecondi di UTC in base al traffico di rete.

A volte abbiamo tutti bisogno di sapere l'ora e abbiamo una moltitudine di dispositivi diversi per dircelo; dai nostri telefoni cellulari e orologi da polso all'orologio da parete dell'ufficio o ai rintocchi delle notizie della radio.

Ma quanto sono accurati tutti questi orologi e importa se tutti raccontano tempi diversi? Per il nostro lavoro quotidiano, probabilmente non importa se l'orologio da parete dell'ufficio è più veloce del tuo orologio da polso, probabilmente il tuo capo non ti licenzierà per un minuto di ritardo.

Ma in alcuni ambienti l'accuratezza e la sincronizzazione sono fondamentali dove un minuto può fare la differenza in qualcosa che viene venduto o no o anche qualcosa che viene rubato!

La sincronizzazione dell'ora nelle moderne reti di computer è essenziale. Non solo fornisce l'unico sistema di riferimento tra tutti i dispositivi, ma è fondamentale in qualsiasi momento, dalla messa in sicurezza, alla pianificazione e al debug di una rete, fino alla fornitura di un timestamp per applicazioni come l'acquisizione di dati o la posta elettronica.

La maggior parte degli orologi interni dei PC e dei dispositivi di rete, chiamati chip Real Time Clock (RTC) che forniscono informazioni su data e ora. I chip sono tamponati a batteria in modo che anche durante le interruzioni di corrente, possono mantenere il tempo.

Tuttavia, i personal computer non sono progettati per essere orologi perfetti, il loro design è stato ottimizzato per la produzione di massa e a basso costo, piuttosto che mantenere un tempo preciso.

Pertanto, questi orologi interni sono soggetti a deriva e sebbene per molte applicazioni questo possa essere abbastanza adeguato, spesso le macchine che lavorano insieme su una rete non si sincronizzeranno e potrebbero sorgere problemi in particolare con le transazioni temporali. Riesci a immaginare di acquistare un posto aereo solo per essere informato all'aeroporto che il biglietto è stato venduto due volte perché è stato acquistato in seguito su un computer che aveva un orologio più lento?

I time server NTP (Network Time Protocol) utilizzano un riferimento unico per sincronizzare tutte le macchine sulla rete fino a quel momento. Questo riferimento temporale può essere relativo (l'orologio interno di un computer o l'ora di un orologio da polso) o assoluto come un orologio atomico che trasmette l'ora UTC (tempo coordinato universale) ed è accurato quanto umanamente possibile.

Gli orologi atomici sono i dispositivi di rilevamento del tempo più assoluti, accurati per un secondo ogni 1.4 milioni di anni. Tuttavia, gli orologi atomici sono estremamente costosi e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Tuttavia, NTP può sincronizzare le reti con l'ora UTC tramite un orologio atomico utilizzando la rete GPS (Global Positioning System) o trasmissioni radio specializzate (MTF nel Regno Unito).

Mentre alcune organizzazioni devono sincronizzare le loro reti in UTC come le compagnie aeree e la borsa, una rete può essere sincronizzata in qualsiasi momento e funzionare ancora, ma non c'è davvero alcun sostituto per il tempo UTC. Non solo è più efficiente sincronizzare la rete con il resto del mondo, una fonte di tempo UTC è vitale per fornire protezione contro le frodi, la perdita di dati e l'esposizione legale e senza di essa, le organizzazioni possono essere vulnerabili e perdere credibilità.

NTP (versione 4) in grado di mantenere il tempo su Internet pubblico per pochi millisecondi 10 (1 / 100th di secondo) e può eseguire anche meglio su LAN con precisioni di 200 microsecondi (1 / 5000th di secondo) in condizioni ideali.

Nota: è vivamente consigliato da Microsoft e da altri utenti, che si debba utilizzare la tempistica basata sull'esterno piuttosto che basata su Internet, poiché questi non possono essere autenticati. Sono disponibili server NTP specializzati in grado di sincronizzare l'ora sulle reti utilizzando il segnale MSF (o equivalente) o GPS time server.

Tutti i PC e i dispositivi di rete utilizzano gli orologi per mantenere un tempo interno del sistema. Questi orologi, chiamati chip Real Time Clock (RTC), forniscono informazioni su data e ora. Sono tamponati a batteria in modo che anche durante le interruzioni di corrente, possono mantenere il tempo. Tuttavia, i personal computer non sono progettati per essere orologi perfetti: il loro design è stato ottimizzato per la produzione di massa e a basso costo, piuttosto che per mantenere un tempo preciso.

Questi orologi interni sono soggetti a deriva e sebbene per molte applicazioni questo può essere abbastanza adeguato per alcune applicazioni, ma le macchine su una rete che si spostano a velocità diverse, non si sincronizzano tra loro e possono sorgere problemi, in particolare con il tempo transazioni.

I server NTP (Network Time Protocol) utilizzano un riferimento unico per sincronizzare tutte le macchine sulla rete con un riferimento temporale. Questo riferimento temporale può essere relativo (l'orologio interno di un computer o l'ora di un orologio da polso) o assoluto come una sorgente di clock UTC (Universal Coordinated Time) come un orologio atomico che sia il più accurato possibile.

Per alcune applicazioni una fonte di tempo relativo è sufficiente, tuttavia in molti ambienti, come ad esempio le compagnie aeree e la borsa è essenziale per il momento di essere assoluta. Immaginate di acquistare un posto aereo solo per sentirsi dire in aeroporto che il biglietto è stato venduto due volte perché è stato acquistato in seguito su un computer che aveva un orologio più lento!

Gli orologi atomici sono i dispositivi di cronometraggio più assoluti. Essi funzionano sul principio che l'atomo, cesio-133, ha un numero esatto di cicli di radiazioni ogni secondo (9,192,631,770). Questo è dimostrato in modo preciso il Sistema internazionale di unità (SI) ha ora definito il secondo come la durata dei 9,192,631,770 cicli di radiazioni di cesio-133 e lo sviluppo di UTC (Coordinated Universal Time) ora significa computer in tutto il workld può essere sincronizzato allo stesso tempo.

Tuttavia, gli orologi atomici sono estremamente costosi e generalmente si trovano solo nei laboratori di fisica su larga scala. Tuttavia, i server NTP possono sincronizzare le reti con un orologio atomico utilizzando la rete GPS (Global Positioning System) o trasmissioni radio specializzate (MTF nel Regno Unito). È necessario notare che Microsoft e altri raccomandano vivamente di utilizzare il timing basato sull'esterno piuttosto che basato su Internet, in quanto questi non possono essere autenticati. Sono disponibili server NTP specializzati in grado di sincronizzare l'ora sulle reti utilizzando il segnale MSF (o equivalente) o GPS time server.

Il GPS è una fonte ideale di tempo e frequenza perché può fornire tempi estremamente precisi in qualsiasi parte del mondo utilizzando componenti relativamente economici. Ogni satellite GPS trasmette in due frequenze L2 per uso militare e L1 per l'uso da parte di civili trasmessi a 1575 MHz, le antenne e i ricevitori GPS a basso costo sono ora ampiamente disponibili.

Il segnale radio trasmesso dal satellite può passare attraverso le finestre, ma può essere bloccata da edifici quindi la posizione ideale per un'antenna GPS è su un tetto con una buona vista del cielo. I più satelliti può ricevere dal migliore è il segnale. Tuttavia, le antenne sul tetto possono essere soggette a fulmini o altre sovratensioni così un soppressore è altamente suggerisce installato in linea sul cavo GPS.

Il cavo tra l'antenna e il ricevitore GPS è anche critico. La distanza massima che un cavo può funzionare normalmente solo 20-30 metri e un cavo coassiale di alta qualità combinato con un amplificatore GPS disposte in linea per aumentare il guadagno dell'antenna può consentire in eccesso di lunghezza dei cavi 100 metro.

Ci sono anche una serie di trasmissioni radio nazionali di tempo e frequenza che possono essere utilizzate per sincronizzare un server NTP. In Gran Bretagna il segnale (chiamato MSF) è trasmesso dal National Physics Laboratory in Cumbria che funge da riferimento temporale nazionale del Regno Unito, ci sono anche sistemi simili in Colorado, Stati Uniti (WWVB) e Francoforte, in Germania (DCF-77).

Un server NTP radiofonico basato solito costituita da un server di tempo montabile e un'antenna, costituito da una barra di ferrite all'interno di un involucro di plastica, che riceve il tempo di trasmissione radio e frequenza. Si deve sempre essere montato orizzontalmente ad angolo retto verso la trasmissione di potenza del segnale ottimale. I dati vengono inviati in impulsi, 60 un secondo. Questi segnali fornisce il tempo UTC con una precisione di microsecondi 100, tuttavia, il segnale radio ha una portata limitata ed è vulnerabile alle interferenze.

Sia un server NTP GPS che un server orario MSF possono fornire un modo economico ed efficiente per sincronizzare accuratamente reti di computer tramite NTP.