Zeit-Server sind übliche Geräte in modernen Serverräumen, aber die Zeitsynchronisation ist erst möglich dank der Ideen des Physikers des letzten Jahrhunderts und es sind unsere Zeitvorstellungen, die viele der Technologien der letzten Jahrzehnte möglich gemacht haben.

Die Zeit ist eines der schwierigsten Konzepte, das es zu verstehen gilt. Bis zum letzten Jahrhundert glaubte man, dass die Zeit eine Konstante ist, aber erst als die Ideen von Einstein die Zeit entdeckten, waren sie relativ.
Die relative Zeit war eine Folge von Einsteins populärster Theorie, der "Allgemeinen Relativitätstheorie" und ihrer berühmten Gleichung E = MC2.

Was Einstein entdeckte, war, dass die Lichtgeschwindigkeit die einzige Konstante im Universum war (im Vakuum sowieso), und diese Zeit wird sich für verschiedene Beobachter unterscheiden. Einsteins Gleichungen zeigten, dass je schneller ein Beobachter in Richtung der Lichtgeschwindigkeit reiste, desto langsamer würde es werden.

Er entdeckte auch, dass die Zeit keine separate Entität des Universums war, sondern Teil einer vierdimensionalen Raumzeit war und dass die Auswirkungen der Schwerkraft diese Raumzeit verzerren würden, was die Zeit verlangsamen würde.

Viele moderne Technologien wie Satellitenkommunikation und Navigation müssen diese Ideen berücksichtigen, sonst würden Satelliten aus der Umlaufbahn fallen und es wäre unmöglich, über den Globus zu kommunizieren.

Atomuhren sind so genau, dass sie in 400 Millionen Jahren weniger als eine Sekunde verlieren können, aber die Berücksichtigung von Einsteins Ideen muss berücksichtigt werden, da Atomuhren auf Meeresniveau aufgrund der Gravitations-Raumzeit der Erde langsamer laufen als jene auf höherer Höhe.

Es wurde eine universelle Zeitskala entwickelt, UTC (Coordinated Universal Time) genannt, die auf der Zeit von Atomuhren basiert, aber die winzige Verlangsamung der Erdrotation (verursacht durch die Schwerkraft des Mondes) kompensiert, indem jedes Jahr Leap-Sekunden hinzugefügt werden verhindern, dass der Tag in die Nacht kriecht (wenn auch in Jahrtausenden).

Dank Atomuhren und UTC Zeit Computernetzwerke auf der ganzen Welt können eine UTC-Zeitquelle über das Internet, über eine nationale Funkübertragung oder über das GPS-Netzwerk empfangen. EIN NTP-Server (Network Time Protocol) kann alle Geräte in einem Netzwerk zu dieser Zeit synchronisieren.

Zeit-Servers werden in der gesamten britischen Industrie verwendet. Viele von ihnen erhalten das MSF-Signal vom National Physical Laboratory in Cumbria. Hier sind einige FAQ's über die britische Zeit und das MSF Signal:

Wer entscheidet, wann Uhren im Sommer vor- oder zurückgehen sollen?

Wenn Sie in Europa leben, ist der Zeitpunkt, zu dem die Sommerzeit beginnt und endet, in der entsprechenden EU-Richtlinie und der britischen Rechtsvorschrift als 1 (Greenwich Mean Time, GMT) angegeben.

Gehört "Mitternacht" zum Tag davor oder übermorgen?

Die Verwendung des Wortes Mitternacht hängt stark von seinem Kontext ab, aber 00.00 (oft 12 genannt) ist der Beginn des nächsten Tages. Es gibt keine Standards für die Bedeutung von 12 am und 12 pm und oft ist eine 24-Stundenzeit weniger verwirrend.

Gibt es eine bewährte Möglichkeit, Daten und Uhrzeiten zu repräsentieren?

Die Standardnotation für das Datum ist die Reihenfolge YYYY-MM-DD oder YY-MM-DD, obwohl es in den USA die Konvention ist, Tage und Monate umgekehrt zu haben.

Wann hat das neue Jahrtausend wirklich begonnen?

Ein Jahrtausend ist ein Zeitraum von tausend Jahren. Man könnte also sagen, dass das nächste Jahrtausend jetzt beginnt. Das dritte Jahrtausend der christlichen Ära begann zu Beginn des Jahres 2001 AD

Woher weißt du das Atomuhren bessere Zeit behalten?

Wenn man sich mehrere Atomuhren anschaut, die alle auf dieselbe Zeit eingestellt sind, werden sie nach einer Woche immer noch innerhalb von zehn Millionstel einer Sekunde übereinstimmen.

Wie ist die Genauigkeit der "sprechenden Uhr"?

Selbst wenn man die Verzögerung im Telefonnetz berücksichtigt, kann man wahrscheinlich erwarten, dass die Sekunden der Pips innerhalb von etwa einer Zehntelsekunde genaue Sekundenmarkierungen sind.

Warum ist meine Funkuhr bei 2 um eine Stunde zu spät in die Sommerzeit gefahren?

Batteriebetriebene Funkuhren überprüfen die Zeit typischerweise nur alle ein oder zwei Stunden oder noch weniger. Dies dient dazu, die Batterie zu schonen.

Warum empfängt meine Funkuhr das MSF-Signal nachts schlechter?

Benutzer von der MSF-Dienst empfangen überwiegend ein "Grundwellensignal". Es gibt jedoch auch eine Rest- "Himmelwelle", die von der Ionosphäre reflektiert wird und nachts viel stärker ist, was zu einem insgesamt stärkeren oder schwächeren Empfangssignal führen kann.

Gibt es einen permanenten Unterschied zwischen MSF-Zeit und DCF-77-Zeit von einer Stunde?

Seit 1995 Oktober 22 gab es einen permanenten Unterschied von einer Stunde zwischen der britischen Zeit (wie von MSF ausgestrahlt) und der mitteleuropäischen Zeit, wie sie von DCF-77 in Deutschland ausgestrahlt wird.

Wofür steht MSF?

MSF ist das aus drei Buchstaben bestehende Rufzeichen, das zur Bezeichnung des britischen 60 kHz-Standardfrequenz- und Zeitsignals verwendet wird.

Danke an das National Physical Laboratory für ihre Hilfe mit diesem Blog.

Die meisten Zeitserver verwenden Network Time Protocol und wie andere internetbasierte Protokolle enthält NTP einen Paketheader. Ein Paket-Header ist einfach eine formatierte Dateneinheit, die die in dem Paket enthaltenen Informationen beschreibt.

Der NTP-Paket-Header besteht aus einer Anzahl von 32-Bit-Wörtern. Hier finden Sie eine Liste der gebräuchlichsten Header-Begriffe und ihre Bedeutung:

IP-Adresse - die Adresse des NTP Time Server

NTP Version - welche Version von NTP (aktuell ist 4 die aktuellste Version)

Referenzzeitstempel (die Primepoche), der von NTP verwendet wird, um die Zeit von diesem Sollwert aus zu berechnen (normalerweise Januar 01 1900

Round Trip Delay (die Zeit, die Anfrage zu kommen und kommen zurück in Millisekunden)

Local Clock Offset - Zeitunterschied zwischen Host und Client

Leap-Anzeige (wenn an diesem Tag eine Schaltsekunde vorhanden sein soll - normalerweise nur am 31 Dezember)

Mode3 - eine Ganzzahl mit drei Bit, deren Werte Folgendes darstellen: 0 = reserviert, 1 = symmetrisch aktiv, 2 = symmetrisch passiv, 3 = Client, 4 = Server, 5 = Broadcast, 6 = NTP-Steuermeldung, 7 = reserviert für den privaten Gebrauch.

Stratum level - welches Stratum level das NTP-Server ist (ein Stratum 1 Server erhält die Zeit von einer Atomuhr Quelle ein Stratum 2 Server erhält die Zeit von einem Stratum 1 Server)

Poll Interval (Anzahl der Anfragen und deren Intermittenz)

Präzision - wie genau in Millisekunden die Systemuhr ist

Root-Verzögerung - Dies ist eine vorzeichenbehaftete Festkommazahl, die die gesamte Roundtrip-Verzögerung für die primäre Referenzquelle im Stamm angibt

Root Dispersion (in Millisekunden) - Die Wurzel Dispersion ist die maximale (worst case) Differenz zwischen der lokalen Systemuhr und der Wurzel des NTP Baum (Stratum 1 Uhr)

Ref ID - 32-Bit, das den Referenztakt identifiziert

Stammen Zeitstempel (Zeit vor der Synchronisation Anfrage)

Receive timestamp - die Uhrzeit, zu der der Host / NTO-Zeitserver die Anfrage erhalten hat

Sendezeitstempel - die Uhrzeit, zu der der Host die Anfrage gesendet hat

Gültige Antwort: Ist die Systemuhr synchronisiert oder nicht?

Network Time Protocol (NTP) wurde von Dr. David Mills von der University of Delaware erfunden, ist seit 1985 im Einsatz und ist noch in ständiger Entwicklung. NTP ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Uhren in Computern und Netzwerken über das Internet oder lokale Netzwerke (LANs) zu synchronisieren. Die meisten Netzwerke werden über synchronisiert NTP zu einer UTC-Zeitquelle (koordinierte Weltzeit)

UTC basiert auf der Zeit von Atomuhren und wird weltweit als standardisierte Zeitquelle verwendet.

NTP (Version 4) kann Zeit über das öffentliche Internet innerhalb von 10 Millisekunden (1 / 100th einer Sekunde) der UTC Zeit halten und kann unter idealen Bedingungen sogar noch besser über LANs mit Genauigkeiten von 200 Mikrosekunden (1 / 5000 Sekunde) arbeiten .

NTP arbeitet innerhalb der TCP / IP-Suite und ist auf UDP angewiesen, die Zeitsynchronisation mit NTP ist relativ einfach, es synchronisiert die Zeit mit Bezug auf eine zuverlässige UTC-Quelle und verteilt diese Zeit dann auf alle Maschinen und Geräte in einem Netzwerk.

Microsoft und andere empfehlen, dass nur extern basiertes Timing verwendet werden sollte und nicht internetbasiert, da diese nicht authentifiziert werden können und ein System für Missbrauch anfällig lassen, insbesondere da eine Internet-Timing-Quelle außerhalb der Firewall liegt. Spezialist NTP-Server sind verfügbar, die die Zeit in Netzwerken synchronisieren können, die entweder die MSF-, DCF- oder WWVB-Funkübertragung verwenden. Diese Signale werden von mehreren nationalen Physiklabors auf lange Wellen übertragen.

In Großbritannien ist die MSF Die nationalen Zeit- und Frequenzfunkübertragungen, die zur Synchronisation eines NTP-Servers verwendet werden, werden vom National Physics Laboratory in Cumbria ausgestrahlt, das als nationale Zeitreferenz des Vereinigten Königreichs dient. Ähnliche Systeme gibt es in Colorado, USA (WWVB) und Frankfurt am Main (DCF -77).

Ein funkbasierter NTP-Server besteht in der Regel aus einem rackmontierbaren Zeitserver und einer Antenne, bestehend aus einer Ferritleiste in einem Kunststoffgehäuse, die die Funkzeit und die Frequenzübertragung empfängt. Die Antenne sollte immer waagerecht im rechten Winkel zum Getriebe montiert werden, um eine optimale Signalstärke zu erreichen. Die Daten werden in Impulsen gesendet, 60 eine Sekunde. Diese Signale liefern UTC-Zeit auf eine Genauigkeit von 100 Mikrosekunden, jedoch hat das Funksignal eine endliche Reichweite und ist anfällig für Störungen.

Ein per Funk referenzierter NTP-Server ist einfach zu installieren und kann einer Organisation eine genaue Zeitreferenz geben, die die Synchronisation ganzer Netzwerke ermöglicht. Der NTP-Server empfängt das Zeitsignal und verteilt es dann auf die Netzwerkgeräte.

Alle PCs und Netzwerkgeräte verwenden Uhren, um eine interne Systemzeit aufrechtzuerhalten. Diese Uhren, Real Time Clock Chips (RTC) genannt, liefern Zeit- und Datumsinformationen. Die Chips sind batteriegepuffert, so dass sie auch bei Stromausfällen Zeit sparen können.

Computernetzwerke sind bei fast allen Anwendungen auf die Zeitmessung angewiesen. Vom Senden einer E-Mail an das Speichern von Daten ist ein Zeitstempel erforderlich, damit der Computer den Überblick behält. Alle Router und Switches müssen mit der gleichen Geschwindigkeit laufen. Nicht synchronisierte Geräte können zu Datenverlusten und sogar zu kompletten Verbindungen führen.

Bei einigen Transaktionen müssen die Computer perfekt synchronisiert sein, selbst ein paar Sekunden Unterschied zwischen den Maschinen können schwerwiegende Auswirkungen haben, z. B. wenn ein Flugticket, das Sie gebucht haben, einen Moment später an einen anderen Kunden verkauft wurde ein Geldautomat und wenn Ihr Konto leer ist, könnten Sie schnell zu einem anderen Computer gehen und alles wieder zurückziehen.

Personal Computer sind jedoch nicht als perfekte Uhren konzipiert, ihr Design wurde für die Massenproduktion und zu geringen Kosten optimiert, anstatt die genaue Zeit einzuhalten. Diese internen Uhren sind jedoch anfällig für Drift und obwohl dies für viele Anwendungen durchaus angemessen sein kann, müssen Maschinen häufig in einem Netzwerk zusammenarbeiten, und wenn die Computer mit unterschiedlichen Raten driften, werden die Computer nicht mehr synchron zueinander und Probleme können entstehen besonders mit zeitkritische Transaktionen.

Zeit-Servers sind wie andere Computer-Server in dem Sinne, dass sie sich normalerweise in einem Netzwerk befinden. Ein Zeitserver sammelt Timing-Informationen, in der Regel von einer externen Hardware-Quelle und synchronisiert dann das Netzwerk zu dieser Zeit.

Die meisten Zeitserver verwenden NTP (Network Time Protocol), eines der ältesten Protokolle des Internets, das von Dr. David Mills von der Universität von Delaware erfunden wurde und seit 1985 verwendet wird. NTP ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Uhren in Computern und Netzwerken über das Internet oder lokale Netzwerke (LANs) zu synchronisieren.

NTP verwendet eine externe Timing-Referenz und synchronisiert dann alle Geräte im Netzwerk zu dieser Zeit.

Es gibt verschiedene Quellen, die a NTP Zeitserver kann als eine Timing-Referenz verwenden. Das Internet ist eine offensichtliche Quelle, jedoch können Internet-Timing-Referenzen aus dem Internet wie nist.gov und windows.time nicht authentifiziert werden, wodurch der Zeitserver und somit das Netzwerk für Sicherheitsbedrohungen anfällig ist.

Häufig werden Zeitserver mit einer UTC-Zeit (Coordinated Universal Time) synchronisiert, bei der es sich um die globale Standard-Zeitskala handelt und Computer auf der ganzen Welt genau zur selben Zeit synchronisiert werden können. Dies hat eine offensichtliche Bedeutung in Branchen, in denen genaues Timing entscheidend ist, wie beispielsweise die Börse oder die Luftfahrtindustrie.

Coordinated Universal Time (UTC - von der französischen Temps Universel Coordonné) ist eine internationale Zeitskala basierend auf der Zeit, die von Atomuhren erzählt wird. Atomuhren sind innerhalb von einer Sekunde in mehreren Millionen Jahren genau. Sie sind so genau, dass die Internationale Atomzeit, die Zeit, die durch diese Geräte weitergegeben wird, noch genauer ist als der Spin der Erde.

Die Erdrotation wird von der Schwerkraft des Mondes beeinflusst und kann daher verlangsamen oder beschleunigen. Aus diesem Grund muss die Internationale Atomzeit (TAI von der französischen Temps Atomique International) "Leap Sekunden" hinzugefügt haben, um sie mit der ursprünglichen Zeitskala GMT (Greenwich Independence), auch als UT1 bezeichnet, zu verbinden, die auf der Sonnenzeit basiert .

Diese neue Zeitskala, die als UTC bekannt ist, wird heute überall auf der Welt verwendet, so dass Computernetzwerke und Kommunikation auf gegenüberliegenden Seiten des Globus durchgeführt werden können.

UTC wird nicht von einem einzelnen Land oder einer Verwaltung verwaltet, sondern von einer weltweiten Zusammenarbeit von Atomuhren, die für politische Neutralität und Genauigkeit sorgt.

UTC wird auf verschiedene Arten auf der ganzen Welt übertragen und von Computernetzen, Fluggesellschaften und Satelliten genutzt, um eine genaue Synchronisation unabhängig vom Standort der Erde zu gewährleisten.

In den USA haben die NIST (Nationales Institut für Standards und Technologie) UTC von ihrer Atomuhr in Fort Collins, Colorado, ausgestrahlt. Die National Physics Laboratories des Vereinigten Königreichs und Deutschlands haben ähnliche Systeme in Europa.

Das Internet ist auch eine weitere Quelle der UTC-Zeit. Über tausend Zeit-Server Über das Internet kann eine UTC-Zeitquelle empfangen werden, obwohl viele für die meisten Netzwerkanforderungen nicht präzise genug sind.

Ein anderes, sichereres und genaueres Verfahren zum Empfang von UTC ist die Verwendung der Signale, die vom Global Positioning System der USA übertragen werden. Die Satelliten des GPS-Netzwerks enthalten alle Atomuhren, die zur Positionierung verwendet werden. Diese Uhren senden die Zeit, die mit einem GPS-Empfänger empfangen werden kann.

Viele gewidmet Zeit-Server sind verfügbar, die eine UTC-Zeitquelle entweder von dem GPS-Netzwerk oder den Übertragungen des Nationalphysiklabors (die alle auf 60-kHz-Langwelle gesendet werden) empfangen können.

Die meisten Zeitserver verwenden NTP (Network Time Protocol), um Computernetzwerke auf die UTC-Zeit zu verteilen und zu synchronisieren.

Network Time Protocol scheint für immer zu existieren. Tatsächlich ist es tatsächlich eines der ältesten Protokolle des Internets, das in den 1980 von Professor David Mills und seinem Team von der Delaware University entwickelt wurde.

In einer entspannten Welt ist es vielleicht egal, ob Computernetzwerke nicht synchronisiert sind. Die einzige Folge von Zeitfehlern könnte sein, dass eine E-Mail vor dem Versand eintrifft, aber in Branchen wie Flugplatzreservierung, Börsen- oder Satellitenkommunikation können Bruchteile von Sekunden schwerwiegende Fehler wie den mehrfachen Verkauf von Sitzplätzen verursachen von Millionen von Dollar oder sogar Betrug.

Computer sind logische Maschinen, und da die Zeit für einen Computer linear ist, muss jedes Ereignis, das auf einer Maschine passiert, geschehen, bevor die Nachricht von dieser Veranstaltung eine andere erreicht. Wenn Netzwerke nicht synchronisiert sind, haben Computer Schwierigkeiten, mit Ereignissen umzugehen, die offensichtlich aufgetreten sind (wie eine E-Mail gesendet wird), aber nach ihrer Uhr- und Zeitstempel noch nicht, denken Sie zurück an den Millennium Bug, wo es gefürchtet wurde Springe zurück zu 1900!

Aus diesem Grund wurde NTP entwickelt. NTP verwendet einen Algorithmus (Marzullos Algorithmus), um die Zeit mit der aktuellen Version von NTP zu synchronisieren, kann Zeit über das öffentliche Internet innerhalb von 10 Millisekunden halten und kann sogar noch besser über LANs arbeiten. NTP-Zeitserver arbeiten innerhalb der TCP / IP-Suite und sind auf UDP (User Datagram Protocol) angewiesen.

NTP-Server sind in der Regel dedizierte NTP-Geräte, die einen einzelnen Zeitbezug verwenden, um ein Netzwerk zu synchronisieren. Diese Zeitreferenz ist meistens eine UTC-Quelle (Coordinated Universal Time). UTC ist eine globale Zeitskala, die durch Atomuhren über das Internet, spezialisierte Langwellen-Funkübertragungen oder über das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) verteilt wird.

Der NTP-Algorithmus verwendet diese Zeitreferenz, um den Betrag zu bestimmen, um den System- oder Netzwerktakt vorzuziehen oder zurückzuziehen. NTP analysiert die Werte des Zeitstempels einschließlich der Häufigkeit von Fehlern und seiner Stabilität. Ein NTP-Server wird die Qualität sowohl der Referenzuhren als auch selbst schätzen.

NTP ist hierarchisch. Die Entfernung von der Zeitreferenz ist in Schichten unterteilt. Stratum 0 ist die Atomuhrreferenz; Stratum 1 ist der NTP-Server, während Stratum 2 ein Server ist, der Timing-Informationen vom NTP-Server empfängt. NTP kann fast grenzenlose Schichten unterstützen, obwohl die Entfernung vom Timing-Referenzwert um so ungenauer ist, je weiter es entfernt ist.

Da jede Schichtstufe Zeitsignale empfangen und senden kann, hat dieses hierarchische System den Vorteil, dass Tausende von Maschinen mit nur einem NTP-Server synchronisiert werden können.

NTP enthält eine Sicherheitsmaßnahme namens Authentifizierung. Die Authentifizierung verifiziert, dass jeder Zeitstempel aus der beabsichtigten Zeitreferenz stammt, indem er einen Satz von Verschlüsselungsschlüsseln analysiert, die mit der Zeitreferenz gesendet werden. NTP analysiert es und bestätigt, ob es aus der Zeitquelle stammt, indem es es mit einer Reihe vertrauenswürdiger Schlüssel in seinen Konfigurationsdateien vergleicht.

Die Authentifizierung ist jedoch aus Timing-Quellen aus dem Internet nicht verfügbar, weshalb Microsoft und Novell unter anderem dringend empfehlen, nur externe Zeitreferenzen zu verwenden, wie z. B. eine dedizierte GPS NTP-Server oder eine, die die nationale Zeit- und Frequenzlangwellenübertragung empfängt.

Sicherheit
Ungenaue Zeit oder ein Netzwerk, das nicht synchronisiert ist, kann ein Computersystem anfällig für Sicherheitsbedrohungen und sogar für Betrug machen. Zeitstempel sind der einzige Bezugspunkt für einen Computer, um Anwendungen und Ereignisse zu verfolgen. Wenn diese ungenau sind, können alle möglichen Probleme auftreten, z. B. E-Mails, die vor dem Senden ankommen. Es ermöglicht auch solche zeitkritischen Transaktionen wie E-Commerce, Online-Reservierung und den Handel mit Aktien und Aktien, wo genau mit einem Netzwerk-Zeitserver ist essentiell und die Preise können in einer Sekunde um Millionen fallen oder steigen.

Schutz:
Wenn ein Computernetzwerk nicht synchronisiert werden kann, können Hacker und böswillige Benutzer die Gelegenheit nutzen, sich an Ihr System zu wenden, und sogar Betrüger können davon profitieren. Sogar solche Maschinen, die synchronisiert werden, können zum Opfer fallen, besonders wenn das Internet als Zeitreferenz verwendet wird, die es böswilligen Benutzern erlaubt, einen Virus in Ihr Netzwerk zu injizieren. Mit Radio oder GPS Atomuhren Stellen Sie die genaue Zeit hinter Ihrer Firewall bereit, um Ihre Sicherheit zu gewährleisten.

Genauigkeit:
NTP Time Server stellen Sie sicher, dass alle vernetzten Computer automatisch auf die genaue Uhrzeit und das Datum synchronisiert werden, jetzt und in Zukunft, und das Netzwerk bei Sommer- und Sekundensprüngen automatisch aktualisiert.

Rechtmäßigkeit:
Wenn Computerdaten jemals vor einem Gericht verwendet werden sollen, ist es wichtig, dass die Informationen aus einem Netzwerk stammen, das synchronisiert ist. Wenn das System nicht funktioniert, kann der Nachweis unzulässig sein.

Glückliche Nutzer:
Stoppen Sie Benutzer, die sich über falsche Zeiten auf ihren Workstations beschweren

Steuern:
Sie haben die Kontrolle über die Konfiguration. Sie können z. B. die Zeit für Sommer- und Winterzeit automatisch ändern und die Serverzeit auf die UTC-Zeit oder eine beliebige Zeitzone festlegen.

Das GPS (Global Positioning System) Netzwerk gibt es seit über dreißig Jahren, aber erst seit 1983, als ein koreanisches Flugzeug versehentlich abgeschossen wurde, willigte das US-Militär, das das System besitzt und kontrolliert, ein, es für zivile Zwecke zu öffnen, in der Hoffnung, solche Tragödien zu verhindern .

Das GPS-System ist derzeit das einzige globale Navigationssatellitensystem (GNSS) der Welt, obwohl Europa und China derzeit eigene (Galileo und GLONASS) entwickeln. GPS, oder um ihm seinen offiziellen Namen zu geben Navstar GPS basiert auf einer Konstellation zwischen 24 und 32 Medium Earth Orbit Satelliten.

Diese Satelliten übertragen Nachrichten über präzise Mikrowellensignale. Diese Nachrichten enthalten die Zeit, zu der die Nachricht gesendet wurde, eine genaue Umlaufbahn für den Satelliten, der die Nachricht sendet, und den allgemeinen Systemzustand und die groben Umlaufbahnen aller GPS-Satelliten.

Um eine Position auszuarbeiten, ist ein GPS-Empfänger erforderlich. Dieser empfängt das Signal von 4 (oder mehr) Satelliten. Da die Satelliten ihre Position und die Zeit senden, zu der die Nachricht gesendet wurde, kann der GPS-Empfänger das Timing-Signal und die Entfernungsinformationen verwenden, um durch Triangulation genau dort zu trainieren, wo er sich befindet.

GPS und andere GNSS-Systeme können den Standort nur so genau lokalisieren, weil jeder Zeitsteuerungsinformationen von einer an Bord befindlichen Atomuhr übermittelt. Atomuhren sind so genau, dass sie in Millionen von Jahren entweder eine Sekunde verlieren oder gewinnen. Nur diese Genauigkeit macht die GPS-Ortung möglich, denn wenn das von den Satelliten gesendete Signal mit Lichtgeschwindigkeit läuft (bis zu 180,000-Meilen pro Sekunde), könnte eine Ungenauigkeit von einer Sekunde dazu führen, dass tausende von Kilometern am falschen Ort positioniert werden.

Aufgrund dieser Onboard-Atomuhr und der hohen Zeitgenauigkeit kann ein GPS-Satellit als Quelle für UTC (Coordinated Universal Time) verwendet werden. UTC ist eine globale Zeitskala, die auf der Zeit basiert, die von Atomuhren angegeben wird, und die auf der ganzen Welt verwendet wird, um zu ermöglichen, dass Computernetzwerke alle zur selben Zeit synchronisieren.

Computernetzwerke verwenden NTP Zeitserver (Netzwerkzeitprotokoll), um ihre Systeme zu synchronisieren. Ein NTP Server, der mit einer GPS-Antenne verbunden ist, kann ein UTC-Zeitsignal von dem Satelliten empfangen und dann auf das Netzwerk verteilen.

Die Verwendung der GPs für Zeitinformationen ist eine der genauesten und sichersten Methoden zum Empfangen einer UTC-Quelle mit Genauigkeiten von einigen Millisekunden, die durchaus möglich sind.

Q: Was ist NTP?
A. NTP - Network Time Protocol ist ein Internetprotokoll für die Zeitsynchronisation, während andere Zeitsynchronisationsprotokolle verfügbar sind. NTP ist mit Abstand am weitesten verbreitet, da es seit den mittleren 1980-Versionen existiert hat, als das Internet noch in den Kinderschuhen steckte.

Q. Was ist UTC?
A. UTC - Coordinated Universal Time ist eine globale Zeitskala basierend auf der Zeit, die von Atomuhren erzählt wird. Da diese Uhren jedes Jahr so ​​genau sind, müssen 'Schaltsekunden' hinzugefügt werden, da UTC sogar genauer ist als die Erddrehung, die sich dank der Schwerkraft des Mondes verlangsamt und beschleunigt.

Q. Was ist ein? Network Time Server?
A. Ein Netzwerkzeitserver, der auch als NTP-Zeitserver bezeichnet wird, ist ein Netzwerkgerät, das ein UTC-Zeitsignal empfängt und es dann an die anderen Geräte in einem Netzwerk verteilt. Das Zeitprotokoll NTP stellt dann sicher, dass alle Maschinen mit dieser Zeit synchronisiert sind.

Frage: Wo a Netzwerk-Zeitserver erhalten Sie eine UTC Zeit von?
A. Es gibt mehrere Quellen, in denen eine UTC-Zeitreferenz verwendet werden kann. Das Internet ist das offensichtlichste mit Hunderten von verschiedenen Zeitservern, die ihre UTC-Zeitsignale weiterleiten. Diese sind jedoch notorisch ungenau, abhängig von vielen Variablen. Das Internet ist auch keine sichere Quelle und nicht für irgendein Computernetzwerk geeignet, in dem Sicherheitsprobleme eine Rolle spielen. Die anderen Methoden, die eine genauere, sichere und zuverlässige UTC-Zeitquelle bereitstellen, sind entweder die Übertragungen des GPS-Netzes (Global Positioning System) oder die auf Langwelle ausgestrahlten nationalen Zeit- und Frequenzübertragungen.

Q. Kann ich von überall ein Funkzeitsignal empfangen?
A. Leider nicht. Nur bestimmte Länder haben ein Zeitsignal von ihren nationalen Physiklaboren gesendet und diese Signale sind begrenzt und anfällig für Interferenzen. In den USA wird das Signal aus Colorado gesendet und ist als WWVB bekannt, in Großbritannien wird es aus Cumbria gesendet und heißt MSF. Ähnliche Systeme gibt es in Deutschland, Japan, Frankreich und der Schweiz.

Q. Was ist mit dem GPS-Signal?
A. Ein Satellitennavigationssystem beruht auf den Zeitsignalen der an Bord befindlichen Atomuhren in den GPS-Satelliten. Es ist dieses Zeitsignal, das zum Triangulieren der Positionierung verwendet wird, und es kann auch von einem Netzwerkzeitserver empfangen werden, der mit einer GPS-Antenne ausgestattet ist. GPS ist überall auf der Welt verfügbar, aber eine Antenne muss eine klare Sicht auf den Himmel haben.

F. Wenn ich ein großes Netzwerk habe, benötige ich mehrere Netzwerkzeitserver?
A. Nicht unbedingt. NTP ist hierarchisch und in "Stratum" unterteilt. Eine Atomuhr ist ein Stratum 0-Gerät, ein Zeitserver, der das Taktsignal empfängt, ist ein Stratum 1-Gerät und ein Netzwerkgerät, das ein Signal von einem Zeitserver empfängt, ist ein Stratum 2-Gerät. NTP kann 12-Schicht unterstützen (realistisch, obwohl mehr möglich ist) und jede Schicht kann als ein Gerät zum Synchronisieren verwendet werden. Daher kann ein Stratum 2-Gerät andere Maschinen unten in den Schichten synchronisieren und so weiter. Dies bedeutet, dass unabhängig von der Größe eines Netzwerks nur ein Netzwerkzeitserver erforderlich ist.