Abgesehen von den üblichen Feierlichkeiten und Feierlichkeiten Ende Dezember brachte ein weiterer Leap Second dazu UTC Zeit (Koordinierte Weltzeit).

UTC ist die globale Zeitskala, die von Computernetzwerken auf der ganzen Welt verwendet wird, um sicherzustellen, dass alle die gleiche Zeit haben. Leap Seconds werden von der International Earth Rotation Service (IERS) als Reaktion auf die Verlangsamung der Erdrotation aufgrund von Gezeitenkräften und anderen Anomalien. Wenn keine Schaltsekunde eingefügt würde, würde dies bedeuten, dass UTC von GMT (Greenwich Meantime) - oft als UT1 bezeichnet - wegdriften würde. GMT basiert auf der Position der Himmelskörper, so dass die Sonne am Mittag ihren höchsten Punkt über dem Greenwich-Meridian hat.

Wenn UTC und GMT auseinanderdriften würden, würde dies das Leben für Astronomen und Landwirte erschweren und schließlich würden Tag und Nacht (wenn auch in etwa tausend Jahren) abdriften.

Normalerweise werden Schaltsekunden zur allerletzten Minute von Dezember 31 hinzugefügt, aber gelegentlich, wenn mehr als eins in einem Jahr benötigt wird, dann wird es im Sommer hinzugefügt.

Schaltsekunden sind jedoch umstritten und können auch Probleme verursachen, wenn die Ausrüstung nicht mit Schaltsekunden entwickelt wird. Zum Beispiel wurde die letzte Schaltsekunde auf 31 December hinzugefügt und der Datenbank-Riese Oracle Cluster Ready Service schlug fehl. Dies führte dazu, dass das System sich automatisch zu Neujahr neu startete.

Leap-Sekunden können auch Probleme verursachen, wenn Netzwerke mithilfe von Internet-Zeitquellen oder Geräten, die manuelle Eingriffe erfordern, synchronisiert werden. Zum Glück am meisten gewidmet NTP-Server sind mit Leap Seconds konzipiert. Diese Geräte erfordern keinen Eingriff und passen das gesamte Netzwerk automatisch an die richtige Zeit an, wenn eine Schaltsekunde vorhanden ist.

Ein dedizierter NTP-Server ist nicht nur selbstregulierend und erfordert keine manuellen Eingriffe, sondern sie sind hochgradig genau Stratum 1 Server (die meisten Internetzeitquellen sind Stratum 2-Geräte, also Geräte, die Zeitsignale von Stratum 1-Geräten erhalten, dann erneut ausgeben), aber sie sind auch hoch Sicher sein, dass externe Geräte nicht hinter der Firewall sein müssen.

Zeitsynchronisation wird von Netzwerkadministratoren oft als "Kopfschmerz" beschrieben. Computer in einem Netzwerk zu halten, die alle gleichzeitig laufen, wird in der modernen Netzwerkkommunikation immer wichtiger, insbesondere wenn ein Netzwerk mit einem anderen Netzwerk kommunizieren muss, das unabhängig von anderen läuft.

Aus diesem Grund UTC (Coordinated Universal Time) wurde entwickelt, um sicherzustellen, dass alle Netzwerke die gleiche genaue Zeitskala durchlaufen. UTC basiert auf der Zeit von Atomuhren so ist es hochpräzise, ​​verliert nie auch nur eine Sekunde. Netzwerkzeitsynchronisierung ist jedoch relativ unkompliziert dank des Protokolls NTP (Network Time Protocol).

UTC-Zeitquellen sind weit verbreitet mit mehr als tausend online verfügbaren Stratum 1-Servern im Internet verfügbar. Die Schichthöhe beschreibt, wie weit a entfernt ist Zeit-Server ist zu einer Atomuhr (an Atomuhr das generiert UTC ist bekannt als Stratum 0-Gerät). Die meisten Zeitserver, die im Internet verfügbar sind, sind in der Tat keine Stratum 1-Geräte, sondern eine Schicht, in der sie ihre Zeit von einem Gerät beziehen, das wiederum das UTC-Zeitsignal empfängt.

Für viele Anwendungen kann dies genau genug sein, aber da diese Timing-Quellen im Internet sind, gibt es sehr wenig, was Sie tun können, um sowohl ihre Genauigkeit als auch ihre Genauigkeit sicherzustellen. In der Tat, auch wenn eine Internet-Quelle sehr genau ist, kann die Entfernung weg von ihr Verzögerungen in einem Zeitsignal verursachen.

Internetzeitquellen sind ebenfalls unsicher, da sie sich außerhalb der Firewall befinden, wodurch das Netzwerk für die Zeitanforderungen offen bleibt. Aus diesem Grund entscheiden sich Netzwerkadministratoren, die sich für die Zeitsynchronisation interessieren, lieber ihren eigenen externen Stratum 1 Server.

Diese Geräte, oft als a NTP-Serverempfangen Sie eine UTC-Zeitquelle von einer vertrauenswürdigen und sicheren Quelle wie einem GPS-Satelliten und verteilen Sie sie dann auf das Netzwerk. Das NTP-Server ist viel sicherer als eine Internet-basierte Zeitquelle und ist relativ preiswert und sehr genau.

Zeitsynchronisation ist extrem wichtig für moderne Computernetzwerke. In manchen Industriezweigen ist die Zeitsynchronisation absolut unerlässlich, besonders wenn es sich um Technologien wie die Flugsicherung oder die Schifffahrt handelt, bei denen Hunderte von Leben durch den Mangel an genauer Zeit gefährdet werden könnten.

Auch in der Finanzwelt ist eine korrekte Zeitsynchronisierung wichtig, da jede Sekunde Millionen von Aktien hinzugefügt oder abgewischt werden können. Aus diesem Grund folgt die gesamte Welt einer globalen Zeitskala, die als koordinierte universelle Zeit bezeichnet wird (UTC). Die Einhaltung von UTC und die genaue Einhaltung von UTC sind jedoch zwei verschiedene Dinge.

Die meisten Computeruhren sind einfache Oszillatoren, die entweder langsamer oder langsamer driften. Unglücklicherweise bedeutet dies, dass sie am Freitag, unabhängig davon, wie genau sie am Montag eingestellt sind, am Freitag verschwunden sind. Diese Abweichung kann nur ein Bruchteil einer Sekunde sein, aber es wird nicht lange dauern, bis die ursprüngliche UTC-Zeit über einer Sekunde liegt.

In vielen Branchen bedeutet dies nicht, dass der Verlust von Millionen an Aktien und Aktien an Leben und Tod liegt, aber die fehlende Zeitsynchronisierung kann unvorhergesehene Konsequenzen haben, wie zum Beispiel, dass ein Unternehmen weniger vor Betrug geschützt ist. Das Empfangen und Halten der wahren UTC-Zeit ist jedoch ziemlich einfach.

Engagiert Netzwerk-Zeitserver sind verfügbar, die das Protokoll verwendet NTP (Network Time Protocol), um die Zeit eines Netzwerks gegen eine Quelle von UTC-Zeit kontinuierlich zu überprüfen. Diese Geräte werden oft als bezeichnet NTP-Server, Zeitserver oder Netzwerkzeitserver. Das NTP-Server passt ständig alle Geräte in einem Netzwerk an, um sicherzustellen, dass die Maschinen nicht von UTC abweichen.

UTC ist von verschiedenen Quellen einschließlich des GPS-Netzwerks verfügbar. Dies ist eine ideale Quelle für UTC-Zeit, da sie sicher, zuverlässig und überall auf dem Planeten verfügbar ist. UTC ist auch über spezielle nationale Radioübertragungen verfügbar, die von ausgestrahlt werden Nationale Physiklaboratorien obwohl sie nicht überall verfügbar sind.

Wenn wir einen Blick auf unsere Uhren oder die Bürouhr werfen, nehmen wir oft an, dass die Zeit, die wir bekommen, richtig ist. Wir werden vielleicht bemerken, wenn unsere Uhren zehn Minuten schnell oder langsam sind, aber nehmen Sie wenig Beachtung, wenn sie eine Sekunde oder zwei sind.

Doch seit Tausenden von Jahren ist die Menschheit darauf aus, immer mehr zu werden genaue Uhren deren Vorteile heute in unserer Zeit der Satellitennavigation reichlich vorhanden sind, NTP-Server, das Internet und die globale Kommunikation.

Um zu verstehen, wie genau die Zeit gemessen werden kann, ist es zunächst wichtig, das Konzept der Zeit selbst zu verstehen. Die Zeit, wie sie seit Jahrtausenden auf der Erde gemessen wird, ist ein anderes Konzept als die Zeit selbst, die, wie Einstein uns mitteilte, Teil des Gefüges des Universums selbst ist, das er als vierdimensionale Raumzeit beschreibt.

Aber wir haben die Zeit historisch nicht auf der Zeit selbst gemessen, sondern auf der Rotation unseres Planeten in Bezug auf die Sonne und den Mond. Ein Tag wird in 24-gleiche Teile (Stunden) unterteilt, von denen jede in 60-Minuten unterteilt ist und die Minute in 60-Sekunden unterteilt ist.

Es wurde jedoch nun erkannt, dass die Messzeit auf diese Weise nicht als genau betrachtet werden kann, da die Erdrotation von Tag zu Tag variiert. Alle möglichen Variablen wie Gezeitenkräfte, Hurrikane, Sonnenwinde und sogar die Schneemenge an den Polen beeinflussen die Geschwindigkeit der Erdrotation. Tatsächlich, als die Dinosaurier anfingen, die Erde zu durchstreifen, wäre die Länge eines Tages, wie wir es jetzt messen, nur 22 Stunden gewesen.

Unsere Zeitmessung basiert nun auf dem Übergang von Atomen mit Atomuhren mit einer Sekunde basierend auf 9,192,631,770-Perioden der Strahlung, die durch den Hyperfeinübergang eines nichtionisierten Cäsiumatoms im Grundzustand emittiert wird. Das hört sich kompliziert an, ist aber nur ein atomarer "Tick", der sich nie ändert und daher einen sehr genauen Bezug zu unserer Zeit bieten kann.

Atomuhren benutzen diese Atomresonanz und können die Zeit so genau behalten, dass eine Sekunde nicht einmal in einer Milliarde Jahre verloren geht. Moderne Technologien nutzen alle diese Präzision und ermöglichen viele der heutigen Kommunikations- und Welthandelsaktivitäten mit der Nutzung der Satellitennavigation, NTP-Server und die Flugsicherung verändert die Art und Weise, wie wir unser Leben leben.

In einer Zeit der Atomuhren und der NTP-Server Die Zeitmessung ist jetzt präziser denn je, mit immer größerer Präzision, und hat viele der Technologien und Systeme ermöglicht, die wir heute für selbstverständlich halten.

Während die Zeitmessung schon immer ein Thema der Menschheit war, war erst in den letzten Jahrzehnten wahre Genauigkeit möglich, dank der Einführung der Atomuhr.

Vor der Atomzeit waren elektrische Oszillatoren, wie sie in der durchschnittlichen Digitaluhr zu finden sind, das genaueste Maß für die Zeit, und während elektronische Uhren wie diese viel genauer sind als ihre Vorgänger - die mechanischen Uhren, können sie immer noch bis zu einer Sekunde pro Woche driften .

Aber warum muss die Zeit so genau sein, wie wichtig kann eine Sekunde sein? Im täglichen Leben ist eine Sekunde nicht so wichtig und elektronische Uhren (und sogar mechanische Uhren) bieten eine angemessene Zeitmessung für unsere Bedürfnisse.

In unserem täglichen Leben macht eine Sekunde wenig Unterschied, aber in vielen modernen Anwendungen kann eine Sekunde ein Alter sein.

Die moderne Satellitennavigation ist ein Beispiel. Diese Geräte können einen Ort irgendwo auf der Erde auf wenige Meter genau lokalisieren. Sie können dies jedoch nur aufgrund der ultrapräzisen Art der Atomuhren tun, die das System steuern, wenn das von den Navigationssatelliten gesendete Zeitsignal mit der Lichtgeschwindigkeit läuft, die fast 300,000 km pro Sekunde beträgt.

Da Licht in einer Sekunde jede Atomuhr so ​​weit zurücklegen kann, dass ein Satellitennavigationssystem, das nur eine Sekunde entfernt war, regiert, würde die Positionierung um Tausende von Meilen ungenau sein, was das Positionierungssystem nutzlos machen würde.

Es gibt viele andere Technologien, die eine ähnliche Genauigkeit erfordern und auch viele der Arten, wie wir handeln und kommunizieren. Aktien und Aktien schwanken jede Sekunde auf und ab und der globale Handel erfordert, dass jeder auf der ganzen Welt gleichzeitig kommunizieren muss.

Die meisten Computernetzwerke werden mit a gesteuert NTP-Server (Netzwerkzeitprotokoll) Diese Geräte ermöglichen Computernetzwerken, alle die gleiche auf der Atomuhr basierende Zeitskala UTC (Coordinated Universal Time) zu verwenden. Durch die Verwendung von UTC Über einen NTP-Server können Computernetzwerke innerhalb weniger Millisekunden synchronisiert werden.

Organisieren von Schichten

Ebenenebenen beschreiben die Entfernung zwischen einem Gerät und der Referenzuhr. Zum Beispiel ist eine Atomuhr, die in einem Physiklabor oder GPS-Satellit basiert, ein Stratum 0-Gerät. EIN Stratum 1 Gerät ist ein Zeitserver, der Zeit von einem Stratum 0 Gerät erhält, also dediziert NTP-Server ist Stratum 1. Geräte, die die Zeit vom Zeitserver wie Computer und Router empfangen, sind Stratum 2-Geräte.

NTP Sie können bis zu 16-Stratum-Levels unterstützen, und obwohl die Genauigkeit abnimmt, sind die Stratum-Levels so konzipiert, dass große Netzwerke alle Zeit von einem einzigen NTP-Server empfangen können, ohne dass es zu Netzwerkstaus oder einer Blockierung der Bandbreite kommt .

Bei Verwendung eines NTP-Server Es ist wichtig, das Gerät nicht mit Zeitanforderungen zu überlasten, so dass das Netzwerk mit einer ausgewählten Anzahl von Maschinen aufgeteilt werden sollte, die Anfragen von der NTP-Server (Der NTP-Server-Hersteller kann die Anzahl der Anforderungen empfehlen, die er verarbeiten kann). Diese Stratum 2-Geräte können als Zeitreferenzen für andere Geräte (die Stratum 3-Geräte werden) auf sehr großen Netzwerken verwendet werden, die dann als Zeitreferenzen verwendet werden können.

NTP-Server sind ein wichtiges Werkzeug für jedes Unternehmen, das global und sicher kommunizieren muss. NTP-Server verteilen Coordinated Universal Time (UTC), die globale Zeitskala der Welt, basierend auf der hochgenauen Zeit, die von Atomuhren erzählt wird.

NTP (Network Time Protocol) ist das Protokoll, das verwendet wird, um die UTC-Zeit über ein Netzwerk zu verteilen, es stellt auch sicher, dass die gesamte Zeit genau und stabil ist. Es gibt jedoch viele Fallstricke bei der Einrichtung eines NTP-Netzwerk, hier sind die häufigsten:

Verwenden der richtigen Zeitquelle

Das Erzielen der geeignetsten Zeitquelle ist grundlegend beim Einrichten eines NTP-Netzwerks. Die Zeitquelle wird auf alle Maschinen und Geräte in einem Netzwerk verteilt, daher ist es wichtig, dass sie nicht nur genau, sondern auch stabil und sicher ist.

Viele Systemadministratoren schneiden Ecken mit einer Zeitquelle. Einige werden sich dafür entscheiden, eine internetbasierte Zeitquelle zu verwenden, obwohl diese nicht sicher sind, da die Firewall eine Öffnung erfordert und auch viele Internetquellen entweder völlig ungenau oder zu weit entfernt sind, um irgendeine nützliche Genauigkeit zu bieten.

Es gibt zwei sehr sichere Methoden zum Empfangen einer UTC-Zeitquelle. Die erste besteht darin, das GPS-Netzwerk zu nutzen, das zwar keine UTC sendet, GPS-Zeit basiert auf der internationalen Atomzeit und ist daher leicht für NTP zu konvertieren. GPS-Zeitsignale sind ebenfalls überall auf der Welt verfügbar.

Die zweite Methode besteht darin, die von einigen ausgestrahlten Langwellenfunksignale zu verwenden nationale physikalische Laboratorien. Diese Signale sind jedoch nicht in jedem Land verfügbar und sie haben eine begrenzte Reichweite und sind anfällig für Störungen und lokale Topographie.

Network Time Protocol wurde entwickelt, um Computer synchronisiert zu halten. Alle Computer sind anfällig für Drift und genaue Timing ist für viele zeitkritische Anwendungen unerlässlich.

Eine Version von NTP ist auf den meisten Versionen von Windows installiert (obwohl eine abgespeckte Version namens SNTP - Simplified NTP - in älteren Versionen ist) und Linux, aber kann kostenlos von NTP.org heruntergeladen werden.

Beim Synchronisieren eines Netzwerks ist es vorzuziehen, einen dedizierten zu verwenden NTP-Server Das empfängt eine Timing-Quelle von einem Atomuhr entweder über spezielle Funkübertragungen oder die GPS-Netzwerk. Es sind jedoch viele Internetzeitverweise verfügbar, einige zuverlässiger als andere, obwohl zu beachten ist, dass internetbasierte Zeitquellen nicht mit NTP authentifiziert werden können, sodass Ihr Computer anfällig für Bedrohungen ist.

NTP ist hierarchisch und in Stratum angeordnet. Stratum 0 ist eine Timing-Referenz, während Stratum 1 ein Server ist, der mit einer Stratum 0-Timing-Quelle verbunden ist, und ein Stratum 2 ist ein Computer (oder Gerät), der an einen Stratum 1-Server angeschlossen ist.

Die Grundkonfiguration von NTP erfolgt mit der Datei /etc/ntp.conf, die Sie bearbeiten müssen und die IP-Adresse von Stratum 1 und Stratum 2 Servern. Hier ist ein Beispiel für eine grundlegende ntp.conf-Datei:

Server xxx.yyy.zzz.aaa bevorzugt (Zeitserveradresse wie time.windows.com)

123.123.1.0 Server

Server 122.123.1.0 Stratum 3

Driftdatei / etc / ntp / drift

Die grundlegendste ntp.conf-Datei listet 2-Server auf, einen, den sie auch synchronisieren möchte, und eine IP-Adresse für sich. Es ist ein guter Haushalt, mehr als einen Server als Referenz zu haben, falls einer ausfallen sollte.

Ein Server mit dem Präfix "prefer" wird für eine vertrauenswürdige Quelle verwendet, die sicherstellt, dass NTP diesen Server nach Möglichkeit immer verwendet. Die IP-Adresse wird bei Problemen verwendet, wenn NTP mit sich selbst synchronisieren wird. In der Drift-Datei erstellt NTP eine Aufzeichnung der Driftrate der Systemuhr und passt sie automatisch an.

NTP passt die Systemzeit nur langsam an. NTP erwartet mindestens zehn Informationspakete, bevor er der Zeitquelle vertraut. Um NTP zu testen, ändern Sie einfach Ihre Systemuhr um eine halbe Stunde am Ende des Tages und die Uhrzeit am Morgen sollte korrekt sein.

Verteilte Netzwerke verlassen sich vollständig auf die richtige Zeit. Computer benötigen Zeitstempel, um Ereignisse zu ordern, und wenn eine Sammlung von Computern zusammenarbeitet, müssen sie unbedingt gleichzeitig ausgeführt werden.

Leider sind moderne PCs nicht als perfekte Zeitmesser konzipiert. Ihre Systemuhren sind einfache elektronische Oszillatoren und neigen zur Drift. Dies ist normalerweise kein Problem, wenn die Maschinen unabhängig voneinander arbeiten, aber wenn sie über ein Netzwerk kommunizieren, können alle möglichen Probleme auftreten.

Von E-Mails, die ankommen, bevor sie an ganze Systemabstürze gesendet wurden, fehlt es an Synchronisation Dies kann zu unzähligen Problemen in einem Netzwerk führen, und aus diesem Grund werden Netzwerkzeitserver verwendet, um sicherzustellen, dass das gesamte Netzwerk synchronisiert ist.

Netzwerk-Zeitserver kommen in zwei Formen - Die GPS Zeitserver und der Radio-bezogene Zeitserver. GPS NTP Server verwenden das von GPS-Satelliten gesendete Zeitsignal. Dies ist extrem genau, da es von einer Atomuhr an Bord des GPS-Satelliten erzeugt wird. Radio referenziert NTP-Servers verwenden eine Langwellensendung, die von mehreren nationalen Physiklaboren gesendet wird.

Beide Methoden sind eine gute Quelle für Coordinated Universal Time (UTC) die globale Zeitskala der Welt. UTC wird von Netzwerken auf der ganzen Welt verwendet und die Synchronisierung mit ihm ermöglicht es Computernetzen, sicher zu kommunizieren und zeitkritische Transaktionen ohne Fehler zu verarbeiten.

Einige Administratoren verwenden das Internet, um eine UTC-Zeitquelle zu empfangen. Obwohl hierfür kein dedizierter Netzwerk - Zeitserver erforderlich ist, hat er Sicherheitsmängel, da ein Port in der Firewall offen bleiben muss, damit der Computer mit dem Server kommunizieren kann NTP-ServerDies kann ein System angreifbar und angreifbar machen. Darüber hinaus sind Internetzeitquellen notorisch unzuverlässig, wobei viele entweder zu ungenau oder zu weit weg sind, um irgendeinen nützlichen Zweck zu erfüllen.

Network Time Protocol ist ein Internetprotokoll, mit dem Computeruhren mit einer stabilen und präzisen Zeitreferenz synchronisiert werden. NTP wurde ursprünglich von Professor David L. Mills an der Universität von Delaware in 1985 entwickelt und ist ein Internetstandardprotokoll.

NTP wurde entwickelt, um das Problem zu lösen, dass mehrere Computer zusammenarbeiten und unterschiedliche Zeit haben. Während die Zeit in der Regel nur fortschreitet, sollte die Zeit, selbst wenn Sie von einem Computer zu einem anderen wechseln, weiterlaufen, wenn Programme auf verschiedenen Computern ausgeführt werden. Wenn jedoch ein System dem anderen voraus ist, würde ein Wechsel zwischen diesen Systemen Zeit zum Vorwärts- und Rückwärtsspringen verursachen.

Als Folge können Netzwerke ihre eigene Zeit haben, aber sobald Sie mit dem Internet verbinden, werden Effekte sichtbar. Nur E-Mail-Nachrichten kommen vor dem Versand an und werden sogar beantwortet, bevor sie verschickt wurden!

Während diese Art von Problemen harmlos erscheinen mag, wenn es um den Empfang von E-Mails geht, kann jedoch in einigen Umgebungen ein Mangel an Synchronisation verheerende Folgen haben. Aus diesem Grund war die Flugsicherung eine der ersten Anwendungen für NTP.

NTP verwendet eine einzelne Zeitquelle und verteilt sie unter allen Geräten in einem Netzwerk, indem sie einen Algorithmus verwendet, der ermittelt, wie viel eine Systemuhr eingestellt werden muss, um die Synchronisation sicherzustellen.

NTP arbeitet auf einer hierarchischen Basis, um sicherzustellen, dass kein Netzwerkverkehr und keine Bandbreitenprobleme auftreten. Es verwendet eine einzelne Zeitquelle, normalerweise UTC (koordinierte universelle Zeit) und empfängt Zeitanforderungen von den Maschinen oben auf dem Hierarch, die dann die Zeit weiter unten in der Kette weiterleiten.

Die meisten Netzwerke, die NTP verwenden, verwenden eine dedizierte Netzwerk-Zeitserver um ihr UTC-Zeitsignal zu erhalten. Diese können die Zeit von der GPS-Netzwerk oder Radioübertragungen, die von nationalen Physiklaboren gesendet werden. Diese gewidmet NTP Zeitserver Sie sind ideal, da sie Zeit direkt von einer Atomuhrquelle erhalten, sie sind auch sicher, da sie extern angeordnet sind und daher keine Unterbrechungen in der Netzwerkfirewall benötigen.