NTP Zeitserver (Network Time Protocol) sind ein wesentlicher Aspekt jedes Computer- oder Technologie-Netzwerks. So viele Anwendungen erfordern genaue Timing-Informationen, die bei einer unzureichenden und genauen Synchronisierung eines Netzwerks zu Fehlern und Problemen führen können - insbesondere bei der Kommunikation mit anderen Netzwerken.

Genauigkeit, wenn es um Zeitsynchronisation geht, bedeutet nur eines - Atomuhren. Keine andere Methode, Zeit zu halten, ist so genau oder zuverlässig wie eine Atomuhr. Im Vergleich zu einer elektronischen Uhr, etwa einer Digitaluhr, die bis zu einer Sekunde am Tag verlieren wird - eine Atomuhr bleibt über 100,000-Jahre genau eine Sekunde lang genau.

Atomuhren können nicht in einem durchschnittlichen Serverraum untergebracht werden. Atomuhren sind sehr teuer, zerbrechlich und erfordern Vollzeit-Techniker zu kontrollieren, so dass sie in der Regel nur in großen Physiklabors wie denen, die von laufen NIST (Nationales Institut für Standards und Zeit - USA) und NPL (Nationales Physikalisches Laboratorium - UK).

Eine genaue Uhrzeit von einer Atomuhr zu bekommen ist relativ einfach. Für eine sichere und zuverlässige Quelle der Atomuhrzeit gibt es nur zwei Möglichkeiten (das Internet kann weder als sicher noch als verlässliche Quelle einer Zeit bezeichnet werden):

• GPS-Zeit
• UTC-Zeit wird auf Langwelle übertragen

Die GPS-Zeit vom Global Positioning System der USA ist ein Zeitstempel, der an Bord der Atomuhren der Satelliten erzeugt wird. Die Verwendung von GPS als Zeitquelle hat einen entscheidenden Vorteil: Es ist überall auf dem Planeten verfügbar.

Alles, was benötigt wird, um GPS-Zeit zu empfangen und zu nutzen, ist ein GPS-Zeittrenner und eine GPS-Antenne; Eine gute Sicht auf den Himmel wird auch für ein sicheres Signal benötigt. Während nicht streng UTC-Zeit (Coordinated Universal Time), die von GPS gesendet werden (UTC wurden 17-Schaltsekunden hinzugefügt, seit die Satelliten gestartet wurden), der Zeitstempel enthielt die Informationen, die NTP benötigt, um es in den universellen Zeitstandard zu konvertieren.

UTC wird jedoch direkt von Physiklaboren ausgestrahlt und ist unter Verwendung eines referenzierten Radios verfügbar NTP-Server. Diese Signale sind nicht überall verfügbar, aber in den USA (das Signal ist als WWVB bekannt) und die meisten von Europa (MSF und DCF) sind abgedeckt. Auch diese sind sehr genau Atomuhr erzeugte Zeitquellen und da beide Methoden von einer sicheren Quelle stammen, bleibt das Computernetzwerk sicher.

Wenn Sie Ihre Uhr auf die Sprechuhr oder die Zeit im Internet setzen, haben Sie sich jemals gefragt, wer diese Uhren setzt und überprüft, ob sie genau sind?

Es gibt keine einzige Hauptuhr, die für das Timing der Welt verwendet wird, aber es gibt eine Konstellation von Uhren, die als Basis für ein universelles Zeitsteuerungssystem verwendet werden, bekannt als UTC (Coordinated Universal Time).

UTC ermöglicht es allen Computernetzen und anderen Technologien der Welt, in perfekter Synchronität miteinander zu kommunizieren, was in der modernen Welt des Internethandels und der globalen Kommunikation von entscheidender Bedeutung ist.

Aber wie bereits erwähnt, ist die Steuerung von UTC nicht auf eine Hauptuhr beschränkt, stattdessen arbeiten eine ganze Reihe hochpräziser Atomuhren in verschiedenen Ländern zusammen, um eine Zeitquelle zu erzeugen, die auf der von ihnen allen mitgeteilten Zeit basiert.

Zu diesen UTC-Zeitnehmern gehören namhafte Organisationen wie das National Institute of Standards and Time (NIST) und dem britischen Physikalischen Laboratorium (NPL) unter anderem.

Diese Organisationen tragen nicht nur dazu bei, dass UTC so genau wie möglich ist, sondern stellen auch eine Quelle der UTC-Zeit für die weltweiten Computernetzwerke und -technologien zur Verfügung.

Um die Zeit von diesen Organisationen zu erhalten, a NTP Zeitserver (Netzwerkzeitserver) ist erforderlich. Diese Geräte empfangen die Übertragungen von Orten wie NIST und NPL über Langwellenfunkübertragungen. Das NTP-Server dann verteilt das Timing-Signal über ein Netzwerk und passt die einzelnen Systemtakte an, um sicherzustellen, dass sie so genau wie möglich auf UTC sind.

Ein einzelner dedizierter NTP-Server kann ein Computernetzwerk aus Hunderten oder sogar Tausenden von Maschinen synchronisieren, und die Genauigkeit eines Netzwerks, das in UTC-Zeit von den Ausstrahlungen durch NIST und NPL abhängt, wird ebenfalls sehr genau sein.

Das NIST-Zeitsignal ist bekannt als WWVB und wird von Boulder Colorado im Herzen der USA ausgestrahlt, während das britische NPL-Signal in Cumbria im Norden Englands ausgestrahlt wird MSF - Andere Länder haben ähnliche Systeme einschließlich der DSF Signalübertragung aus Frankfurt, Deutschland.

Das DCF 77-Signal ist eine Langwellensendeübertragung bei 77 KHz von Frankfurt in Deutschland. DCF -77 wird von der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt übertragen.

DCF-77 ist eine genaue Quelle der UTC-Zeit und wird von Atomuhren erzeugt, die ihre Genauigkeit sicherstellen. DCF-77 ist eine nützliche Zeitquelle, die in ganz Europa durch Technologien verwendet werden kann, die eine genaue Zeitreferenz benötigen.

Funkuhren und Netzwerk-Zeitserver Empfangen des Zeitsignals und im Fall von Zeitservern Verteilen dieses Zeitsignal über ein Computernetzwerk. Die meisten Computernetzwerke verwenden NTP, um das DCF 77-Zeitsignal zu verteilen.

Es gibt Vorteile, ein Signal wie DCF für die Zeitsynchronisation zu verwenden. DCF ist langwellig und daher anfällig für Störungen durch andere elektrische Geräte, aber sie können Gebäude durchdringen, die dem DCF - Signal einen Vorteil gegenüber der anderen allgemein verfügbaren UTC - Zeit bieten - GPS (Global Positioning System) -, die eine freie Sicht auf das Himmel, um Satellitenübertragungen zu empfangen.

Andere Langwellenfunksignale sind in anderen Ländern verfügbar, die DCF-77 ähnlich sind. In Großbritannien wird das MSF-60-Signal von NPL (National Physical Laboratory) aus Cumbria gesendet, während in den USA das NIST (National Institute of Standards and Time) das WVBB-Signal von Boulder, Colorado, überträgt.

NTP Zeitserver sind ein effizientes Verfahren, um diese Langwellenübertragungen zu empfangen und dann den Zeitcode als Synchronisationsquelle zu verwenden. NTP-Server kann DCF, MSF und WVBB empfangen und viele von ihnen können auch das GPS Signal empfangen.