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.

Die MSF-Übertragung von Anthorn (Breitengrad 54 ° 55 'N, Längengrad 3 ° 15' W) ist das wichtigste Mittel zur Verbreitung der vom nationalen Physikalischen Laboratorium in Großbritannien geltenden nationalen Normen für Zeit und Häufigkeit. Die effektive Monopolstrahlungsleistung beträgt 15 kW und die Antenne ist im Wesentlichen ungerichtet. Die Signalstärke ist größer als 10 mV / m bei 100 km und größer als 100 μV / m bei 1000 km vom Sender. Das Signal ist in Nord- und Westeuropa weit verbreitet. Die Trägerfrequenz wird bei 60 kHz innerhalb von 2-Teilen in 1012 gehalten.

Einfache Ein-Aus-Trägermodulation wird verwendet, die Anstiegs- und Abfallzeiten des Trägers werden durch die Kombination von Antenne und Sender bestimmt. Das Timing dieser Kanten wird von den Sekunden und Minuten der koordinierten Weltzeit bestimmt (UTC), die immer innerhalb einer Sekunde der Greenwich Mean Time (GMT) liegt. Jede UTC-Sekunde wird durch ein "Aus" markiert, dem mindestens 500 ms Träger vorausgehen, und dieser zweite Marker wird mit einer Genauigkeit übertragen, die besser ist als ± 1 ms.

Die erste Sekunde der Minute beginnt mit einer Periode von 500 ms mit ausgeschaltetem Träger, um als eine Minutenmarkierung zu dienen. Die anderen 59- (oder ausnahmsweise 60- oder 58-) Sekunden der Minute beginnen immer mit mindestens 100 ms 'aus' und enden mit mindestens 700 ms Träger. Sekunden 01-16 tragen Informationen für die aktuelle Minute über die Differenz (DUT1) zwischen astronomischer Zeit und Atomzeit, und die verbleibenden Sekunden übermitteln den Zeit- und Datumscode. Die Zeit- und Datumscode-Information wird immer in Bezug auf die britische Uhrzeit und das Datum gegeben, das ist UTC im Winter und UTC + 1h, wenn die Sommerzeit in Kraft ist, und es bezieht sich auf die Minute, die auf diejenige folgt, in der es übertragen wird.

Dedizierte MSF NTP Server Es sind Geräte verfügbar, die direkt mit der MSF-Übertragung verbunden werden können.

Informationen mit freundlicher Genehmigung von NPL

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.

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Zum Empfangen und Verteilen und Authentifizieren von UTC-Zeitquellen gibt es derzeit zwei Arten von NTP Server, der GPS NTP-Server und das Radio referenzierter NTP-Server. Während beide Systeme UTC auf identische Weise verteilen, unterscheidet sich die Art und Weise, wie sie die Timing-Informationen erhalten.

A GPS NTP Zeitserver ist eine ideale Zeit- und Frequenzquelle, da sie überall auf der Welt mit relativ billigen Komponenten hochgenaue Zeit liefern kann. Jeder GPS-Satellit sendet in zwei Frequenzen L2 für den militärischen Gebrauch und L1 für den Einsatz von Zivilisten, die mit 1575 MHz gesendet werden. Günstige GPS-Antennen und Empfänger sind jetzt weit verbreitet.

Das Funksignal von dem Satelliten übertragen wird, kann durch die Fenster passieren, kann aber durch Gebäude blockiert werden, so der ideale Ort für eine GPS-Antenne auf einem Dach mit einer guten Sicht auf den Himmel ist. Je mehr Satelliten kann es aus, desto besser das Signal empfangen. Allerdings Dachantennen können Blitzeinschläge oder andere Spannung anfällig Stöße so wird ein Suppressor sehr inline auf dem GPS-Kabel installiert wird empfohlen wird.

Das Kabel zwischen der GPS-Antenne und dem Empfänger ist ebenfalls kritisch. Die maximale Entfernung, die ein Kabel zurücklegen kann, beträgt normalerweise nur 20-30-Meter, aber ein hochwertiges Koaxialkabel in Kombination mit einem GPS-Verstärker zur Erhöhung der Antennenverstärkung kann mehr als 100-Meter Kabelstrecken ermöglichen. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Installation in größeren Gebäuden führen, wenn der Server zu weit von der Antenne entfernt ist.

Eine alternative Lösung besteht darin, ein Radio zu verwenden, auf das verwiesen wird NTP Zeitserver. Diese beruhen auf einer Anzahl von nationalen Zeit- und Frequenzfunkübertragungen, die die UTC-Zeit senden. In Großbritannien wird das Signal (MSF genannt) von der National Physics Laboratory In Cumbria, das als nationale Referenz des Vereinigten Königreichs dient, gibt es ähnliche Systeme in den USA (WWVB) und in Frankreich, Deutschland und Japan.

Ein Radio basiert NTP-Server besteht in der Regel aus einem rackmontierbaren Zeitserver und einer Antenne, bestehend aus einem Ferritstab in einem Kunststoffgehäuse, der die Sende- und Empfangszeit des Radios empfängt. Es sollte immer horizontal im rechten Winkel zum Getriebe montiert werden, um eine optimale Signalstärke zu erreichen. Daten werden in Impulsen gesendet, 60 eine Sekunde. Diese Signale liefern die UTC-Zeit mit einer Genauigkeit von 100 Mikrosekunden, das Funksignal hat jedoch eine begrenzte Reichweite und ist anfällig für Interferenzen.

A GPS Zeitserver ist wirklich ein Kommunikationsgerät. Sein Zweck besteht darin, ein Zeitsignal zu empfangen und es dann auf alle Geräte in einem Netzwerk zu verteilen. Zeitserver werden oft als verschiedene Dinge bezeichnet Netzwerkzeitserver, GPS-Zeitserver, Funkzeitserver und NTP-Server.

Die meisten Zeitserver verwenden das Protokoll NTP (Network Time Protocol). NTP ist eines der ältesten Protokolle des Internets und wird von den meisten Computern verwendet, die einen Zeitserver verwenden. In den meisten Betriebssystemen wird NTP häufig in einer grundlegenden Form installiert.

A GPS Zeitserver, wie der Name schon sagt, ein Zeitsignal von der GPS-Netzwerk. GPS-Satelliten sind wirklich nichts weiter als umlaufende Uhren. An Bord jedes GPS-Satelliten befindet sich eine Atomuhr. Die ultrapräzise Zeit von dieser Uhr ist, was vom Satelliten gesendet wird (zusammen mit der Position des Satelliten).

Ein Satellitennavigationssystem arbeitet, indem es das Zeitsignal von drei oder mehr Satelliten empfängt, und indem es die Position der Satelliten berechnet und wie lange die Signale ankommen, um eine Position zu triangulieren.

Ein GPS-Zeitserver benötigt noch weniger Informationen und es wird nur ein Satellit benötigt, um eine Zeitreferenz zu erhalten. Eine GPS-Zeitserver-Antenne empfängt ein Zeitsignal von einem der 33-Satelliten über die Sichtlinie, so dass der beste Ort zum Befestigen der Antenne das Dach ist.

Die meisten engagierten GPS NTP Zeitserver benötigen eine gute 48-Stunden, um zu finden und eine dauerhafte Reparatur auf einem Satelliten, aber sobald sie es haben, ist selten, dass die Kommunikation verloren geht.

Die von GPS-Satelliten übertragene Zeit wird als GPS-Zeit bezeichnet und obwohl sie sich von der offiziellen globalen Zeitskala UTC (Coordinated Universal Time) unterscheidet, da sie beide auf Atomzeit (TAI) basieren, wird die GPS-Zeit einfach durch NTP konvertiert.

Ein GPS-Zeitserver wird oft als Stratum 1 NTP-Gerät bezeichnet, ein Stratum 2-Gerät ist ein Gerät, das die Zeit vom GPS-Zeitserver empfängt. Stratum 2- und Stratum 3-Geräte können auch als Zeitserver verwendet werden und auf diese Weise kann ein einzelner GPS-Zeitserver als eine Zeitgeberquelle für eine unbegrenzte Anzahl von Computern und Geräten arbeiten, solange die Hierarchie von NTP wird gefolgt.

NTP (Network Time Protocol) ist die flexibelste, genaueste und beliebteste Methode zum Senden von Zeit über das Internet. Es ist vielleicht das älteste Protokoll des Internets in der einen oder anderen Form seit den mittleren 1980.

Der Hauptzweck von NTP besteht darin, sicherzustellen, dass alle Geräte in einem Netzwerk zur selben Zeit synchronisiert sind und einige Netzwerkzeitverzögerungen ausgeglichen werden. Über ein LAN oder WAN erreicht NTP eine Genauigkeit von einigen Millisekunden (über das Internet ist die Zeitübertragung aufgrund des Netzwerkverkehrs und der Entfernung weitaus ungenauer).

NTP ist bei weitem das am häufigsten verwendete Zeitsynchronisationsprotokoll (irgendwo in der Region von 95% aller Zeitserver verwenden NTP), und es verdankt einen Großteil seines Erfolgs seinen ständigen Aktualisierungen und seiner Flexibilität. NTP läuft unter UNIX, LINUX und Windows basierten Betriebssystemen (es ist auch kostenlos, ein weiterer möglicher Grund für seinen großen Erfolg).

NTP verwendet eine einzelne Zeitquelle, die es auf alle Geräte in einem Netzwerk verteilt; es überprüft auch jedes Gerät auf Drift (das Gewinnen oder Verlieren von Zeit) und passt sich jedem an. Es ist auch hierarchisch, dass buchstäblich Tausende von Maschinen mit nur einem gesteuert werden können NTP-Server da jede Maschine an sich von benachbarten Maschinen als Zeitserver genutzt werden kann.

NTP ist auch sehr sicher (wenn eine externe Zeitreferenz verwendet wird, nicht wenn das Internet für eine Zeitgeberquelle verwendet wird) mit einem Authentifizierungsprotokoll, das genau feststellen kann, woher eine Zeitgeberquelle kommt.

Damit ein Netzwerk wirklich effektiv ist, verwenden die meisten NTP-Zeitserver eine Atomuhr als Basis für ihre Zeitsynchronisation. Für diesen Zweck wurde eine internationale Zeitskala entwickelt, die auf der Zeit basiert, die Atomuhren geben. UTC (koordinierte Weltzeit).

Es gibt wirklich zwei Methoden, um ein sicheres zu erhalten UTC Atomuhr Zeitsignal, das von NTP verwendet werden soll. Die erste ist die Zeit- und Frequenzübertragung, die mehrere nationale Physiklabore auf der langen Welle rund um die Welt ausstrahlen; der zweite (und bei weitem der am leichtesten verfügbare) ist die Verwendung der Timing-Information in den GPS-Satellitenübertragungen. Diese können überall auf dem Globus abgeholt werden und bieten sichere, hochgenaue Timing-Informationen.

NTP Zeitserver (Network Time Protocol) Missbrauch ist oft unbeabsichtigt und glücklicherweise dank des NTP-Pools ist weniger häufig als es war, obwohl Vorfälle immer noch passieren.

NTP-Server Missbrauch ist jede Handlung, die gegen die Zugangsregeln eines NTP-Zeitservers verstößt oder eine Handlung, die sie in irgendeiner Weise beschädigt. Öffentliche NTP-Server sind die Server, auf die von Geräten und Routern über das Internet zugegriffen werden kann, um sie als Timingquelle für die Synchronisierung eines Netzwerks zu verwenden. Die meisten öffentlichen NTP-Zeitserver sind gemeinnützig und als Großzügigkeit angelegt, meist von Universitäten oder anderen technischen Zentren.

Aus diesem Grund müssen Zugriffsregeln eingerichtet werden, da große Mengen an Datenverkehr riesige Bandbreitenrechnungen erzeugen können und dazu führen können, dass der NTP-Zeitserver dauerhaft ausgeschaltet wird. Zugriffsregeln werden verwendet, um zu verhindern, dass zu viel Datenverkehr auf 1-Stratum-Server zugreift. Konventionell sollten Stratum 1-Server nur von Stratum 2-Servern erreicht werden, die wiederum die Timing-Informationen auf der ganzen Linie weiterleiten können.

Die schlimmsten Fälle von NTP-Servermissbrauch waren jedoch, wo Tausende von Geräten Anfragen nach Zeit gesendet haben, wobei in der hierarchischen Natur von NTP nur eine benötigt wird.

Während die meisten Fälle von NTP - Missbrauch absichtlich sind einige der schlimmsten Missbräuche von NTP Zeitserver wurden (wenn auch unbeabsichtigt) von großen Unternehmen begangen. Das erste große Unternehmen, das NTP missbraucht wurde, war Netgear, der in 2003 vier Router veröffentlichte, die alle hart codiert waren, um den NTP-Server der Universität von Wisconsin zu verwenden. Das resultierende DDS (Distributed Denial of Service) erreichte fast 150 Megabit zweite.

Selbst jetzt, fünf Jahre später und trotz der Veröffentlichung mehrerer Patches, um das Problem zu beheben und die Universität von Netgear kompensiert zu bekommen, geht das Problem weiter, da einige Leute ihre Router noch nie gepatcht haben.

Ähnliche Vorfälle wurden von SMC und D-Link begangen. Insbesondere D-Link löste Kontroversen aus, als man sie auf die Angelegenheit aufmerksam machte. Sie beschlossen, die Anwälte einzuschalten. Erst nachdem festgestellt wurde, dass sie fast 50-NTP-Server verletzten, versuchten sie, das Problem zu lösen (und das erst nach vernichtender Presseberichterstattung) sie geben nach).

Die einfachste Möglichkeit, solche Probleme zu vermeiden, ist die Verwendung eines externen Stratum 1-Zeitservers. Diese Geräte sind relativ kostengünstig, einfach zu installieren und viel genauer und sicherer als Online-NTP-Server. Diese Geräte erhalten die Zeit von Atomuhren entweder vom GPS-Netzwerk (Global Positioning System).

Die NTP-Server (Network Time Protocol) ist eines der am häufigsten verwendeten, aber am wenigsten verstandenen Computer-Netzwerk-Hardware-Elemente.

Ein NTP-Server ist nur ein Zeitserver, der das Protokoll NTP verwendet. Es gibt andere Zeitprotokolle, aber NTP ist bei weitem am weitesten verbreitet. Die Begriffe 'NTP-Server', 'Zeitserver' und 'Netzwerk-Zeitserver"sind austauschbar und oft die Begriffe" Funkuhr "oder"GPS Zeitserverwerden verwendet, aber diese beschreiben einfach die Methode, mit der die Zeitserver eine Zeitreferenz erhalten.

NTP-Server erhalten eine Zeitquelle, die sie dann in einem Netzwerk verteilen können. NTP prüft die Systemuhr eines Geräts und erhöht oder verkürzt die Zeit, je nachdem wie stark es gedriftet ist. Durch regelmäßige Überprüfung der Systemuhr mit dem Zeitserver kann NTP sicherstellen, dass das Gerät synchronisiert ist.

Der NTP-Server ist ein einfaches Gerät zum Installieren und Ausführen. Die meisten verbinden sich mit einem Netzwerk über ein Ethernet-Kabel und die mitgelieferte Software ist einfach zu konfigurieren. Es gibt jedoch einige allgemeine Problembehandlungsprobleme, die mit NTP-Servern und insbesondere mit dem Empfangen von Zeitsteuerungsquellen verbunden sind:

A dedizierter NTP-Server wird ein Zeitsignal von verschiedenen Quellen erhalten. Das Internet ist wahrscheinlich die häufigste Quelle von UTC-Zeit (Coordinated Universal Time), jedoch kann die Verwendung des Internets als Zeitquelle eine Ursache für mehrere Zeitserverprobleme sein.

Erstens können Internet-Timing-Quellen nicht authentifiziert werden; Authentifizierung ist die eingebaute Sicherheitsmaßnahme von NTP und stellt sicher, dass eine Timing-Referenz von dort kommt, wo sie heißt. In ähnlicher Weise würde die Verwendung einer Internet-Timing-Quelle bedeuten, dass in der Netzwerk-Firewall eine Lücke erstellt werden müsste, was natürlich zu eigenen Sicherheitsproblemen führen kann.

Internet-Timing-Quellen sind ebenfalls notorisch ungenau. Eine Umfrage des MIT (Massachusetts Institute of Technology) ergab, dass weniger als ein Viertel der Internet-Timing-Quellen nahezu genau waren und oft diejenigen, die zu weit von den Kunden entfernt waren, um eine zuverlässige Timing-Quelle zu liefern.

Die häufigste, sicherste und genaueste Methode zum Empfangen einer Zeitgeberquelle ist das GPS-System (Global Positioning System). Während ein GPs-Signal überall auf dem Planeten empfangen werden kann, gibt es immer noch allgemeine Installationsprobleme.

Eine GPS-Antenne muss eine gute Sicht auf den Himmel haben; Dies liegt daran, dass die GPS-Satelliten ihr Signal per Sichtlinie senden. Das Signal kann nicht in Gebäude eindringen und deshalb muss die Antenne auf dem Rood liegen. Ein weiteres häufiges Problem mit einem GPS-Zeitserver ist, dass sie für mindestens 49-Stunden verlassen werden müssen, um sicherzustellen, dass der GPS-Empfänger eine gute Satellitenbefeuerung erhält. Viele Benutzer finden, dass sie ein intermittierendes Signal empfangen, das normalerweise aufgrund von Ungeduld ist und das GPS-System keine feste Lösung erhalten lässt.

Das andere sichere und zuverlässige Verfahren zum Empfangen eines Zeitsteuersignals sind die nationalen Funkübertragungen. In Großbritannien wird dies MSF genannt, aber ähnliche Systeme existieren in den USA (WWVB), Deutschland (DCF) und einigen anderen Ländern. Bei der Verwendung des MSF / DCF / WWVB-Signals treten normalerweise weniger Probleme auf.

Obwohl das Funksignal in Gebäude eindringen kann, ist es anfällig für Störungen durch Topographie und andere elektrische Geräte. Probleme mit einem MSF-Zeitserver können normalerweise gelöst werden, indem der Server in ein anderes Gebietsschema verschoben wird oder der Server oft so ausgerichtet wird, dass seine ib-gebaute Antenne senkrecht zur Übertragung steht.