NTP ist auf eine Referenzuhr und alle Uhren auf der NTP-Netzwerk sind auf diese Zeit synchronisiert. Es ist daher unerlässlich, dass der Referenztakt so genau wie möglich ist. Die genauesten Zeitmesser sind Atomuhren. Diese großen Physik-Laborgeräte können über Millionen von Jahren genaue Zeit behalten, ohne eine Sekunde zu verlieren.

An NTP-Server Die Zeit wird von einer Atomuhr entweder über das Internet, das GPS-Netzwerk oder Funkübertragungen empfangen. Bei der Verwendung einer Atomuhr als Referenz wird ein NTP-Netzwerk innerhalb weniger Millisekunden der globalen Zeitskala der Welt genau sein UTC (Abgestimmte Weltzeit).

NTP ist ein hierarchisches System. Je näher ein Gerät an der Referenzuhr ist, desto höher ist es auf der NTP-Schicht. Ein Atomuhr-Referenztakt ist ein Stratum 0-Gerät und ein NTP-Server Die Zeit, die von ihr empfangen wird, ist ein Stratum 1-Gerät, Clients des NTP-Servers sind Stratum 2-Geräte und so weiter.

Aufgrund dieses hierarchischen Systems können Geräte, die sich in den Schichten unten befinden, auch als eine Referenz verwendet werden, die es ermöglicht, dass große Netzwerke arbeiten, während sie mit nur einem verbunden sind NTP Zeitserver.

NTP ist ein Protokoll, das fehlertolerant ist. NTP achtet auf Fehler und kann mehrere Zeitquellen verarbeiten, und das Protokoll wählt automatisch die besten aus. Selbst wenn eine Referenzuhr vorübergehend nicht verfügbar ist, kann NTP vergangene Messungen verwenden, um die aktuelle Zeit zu schätzen.

Die meisten Leute haben vage davon gehört Atomuhr und nehmen an, dass sie wissen, was man ist, aber nur sehr wenige Menschen wissen, wie wichtig Atomuhren für das Funktionieren unseres täglichen Lebens im einundzwanzigsten Jahrhundert sind.

Es gibt so viele Technologien, die auf Atomuhren angewiesen sind und ohne viele der von uns als selbstverständlich angenommenen Aufgaben nicht möglich wären. Flugsicherung, Satellitennavigation und Internethandel sind nur einige der Anwendungen, die auf die hochpräzise Chronometrie einer Atomuhr angewiesen sind.

Genau was für ein Atomuhr ist, wird oft missverstanden. In einfachen Worten ist eine Atomuhr ein Gerät, das die Schwingungen von Atomen in verschiedenen Energiezuständen verwendet, um Ticks zwischen Sekunden zu zählen. Gegenwärtig ist Cäsium das bevorzugte Atom, weil es jede Sekunde über 9 Milliarden Zecken hat und weil diese Oszillationen sich nie ändern, macht es Cäsium zu einer hochgenauen Methode, Zeit zu behalten.

Atomuhren, wie viele behaupten, gibt es nur in großen Physiklabors wie NPL (UK National Physical Laboratory) und NIST (US Nationales Institut für Standards und Zeit). Oft wird vorgeschlagen, eine Atomuhr zu haben, die ihr Computernetzwerk steuert oder an ihrer Wand eine Atomuhr hat. Das ist nicht wahr und die Leute beziehen sich darauf, dass sie einen Uhr- oder Zeitserver haben, der die Zeit von einer Atomuhr empfängt.

Geräte wie die NTP Zeitserver Oft empfangen Atomuhren Signale von Orten wie NIST oder NPL über Langwellenfunk. Eine andere Methode, um Zeit von Atomuhren zu erhalten, ist das GPS-Netzwerk (Global Positioning System).

Das GPS-Netzwerk und die Satellitennavigation sind tatsächlich ein gutes Beispiel dafür Atomuhr-Synchronisierung wird mit solch hoher Genauigkeit dringend benötigt. Moderne Atomuhren, wie sie bei NIST, NPL und GPS-Satelliten im Orbit zu finden sind, sind innerhalb von einer Sekunde alle 100 Millionen Jahre genau. Diese Genauigkeit ist entscheidend, wenn Sie untersuchen, wie etwas wie ein GPS-Satellitennavigationssystem von Autos funktioniert.

Ein GPS-System arbeitet durch Triangulieren der Zeitsignale, die von drei oder mehr separaten GPS-Satelliten und ihren an Bord befindlichen Atomuhren gesendet werden. Da sich diese Signale mit Lichtgeschwindigkeit bewegen (fast 100,000km pro Sekunde), könnte eine Ungenauigkeit von sogar einer ganzen Millisekunde die Navigationsinformationen um 100 Kilometer hinausschieben.

Diese hohe Genauigkeit ist auch für Technologien wie die Flugverkehrskontrolle erforderlich, die sicherstellen, dass unser überfüllter Himmel sicher bleibt und sogar für viele Internettransaktionen, wie den Handel mit Derivaten, bei denen der Wert jede Sekunde steigen oder fallen kann, entscheidend ist.

A Netzwerk-Zeitserver (gemeinhin als der NTP Zeitserver nach dem Protokoll in Synchronisation verwendet - Network Time Protocol) ist ein Gerät, das ein einzelnes Zeitsignal empfängt und es an alle Geräte in einem Netzwerk verteilt.

Netzwerk-Zeitserver Als Synchronisierungswerkzeug werden die viel einfacheren Internetzeitserver bevorzugt, da sie viel sicherer sind. Die Verwendung des Internets als Grundlage für Zeitinformationen würde bedeuten, eine Quelle außerhalb der Firewall zu verwenden, die es böswilligen Benutzern ermöglichen könnte, einen Vorteil daraus zu ziehen.

Netzwerk-Zeit-Server dagegen arbeiten innerhalb der Firewall, indem sie die Quelle der UTC-Zeit (Coordinated Universal Time) entweder vom GPS-Netzwerk oder von spezialisierten Rundfunksendungen empfangen, die von dort gesendet werden Nationale Physiklaboratorien.

Beide Signale sind unglaublich genau und sicher, wobei beide Methoden eine Genauigkeit von Millisekunden für UTC liefern. Beide Systeme haben jedoch Nachteile. Die Radiosignale, die von den nationalen Zeit- und Frequenzlaboratorien ausgestrahlt werden, sind anfällig für Interferenzen und Lokalität, während das GPS-Signal, obwohl es buchstäblich überall auf dem Globus verfügbar ist, gelegentlich verloren geht (oft aufgrund von schlechtem Wetter, das die Sichtlinien-GPS-Signale beeinträchtigt) .

Für Computernetzwerke, in denen eine hohe Genauigkeit erforderlich ist, werden häufig duale Systeme verwendet. Diese Netzwerkzeitserver empfangen das Zeitsignal sowohl vom GPS-Netzwerk als auch von den Funkübertragungen und wählen einen Mittelwert für noch mehr Genauigkeit. Der wahre Vorteil der Verwendung eines dualen Systems besteht jedoch darin, dass, wenn ein Signal aus irgendeinem Grund ausfällt, sich das Netzwerk nicht auf die ungenauen Systemtakte verlassen muss, da das andere Verfahren zum Empfangen der UTC-Zeit immer noch betriebsbereit sein sollte.

NTP Homepage- Die Heimat des NTP-Projekts, das Unterstützung und zusätzliche Entwicklungsressourcen für die offizielle Referenzimplementierung von NTP bereitstellt.

NTP-Projekt Unterstützungsseiten

DAS NTP-Pool - Liste der öffentlichen Server

NPL - Das National Physical Laboratory in Großbritannien, das das MSF-Funksignal steuert.

Die Universität von Delaware und David Mills"Informationsseite, Professor Mills ist der ursprüngliche Erfinder und Entwickler von NTP

David Mills Liste von Öffentliche NTP-Zeitserver eine Liste der öffentlichen NTP-Server

Nationales Institut für Standards und Technologie (NIST) die das WWVB-Funksignal der USA betreiben

Europas größter Lieferant von NTP-Server verwandte Produkte.

Galeone Großbritannien - NTP-Server Produkte für das Vereinigte Königreich

NTP Time Server .com - einer der größten Zeit- und Frequenzlieferanten in den Vereinigten Staaten

NTP - Wikipedia Artikel über NTP

NTP Server Checker - kostenloses Tool, um die Genauigkeit des Zeitservers zu gewährleisten

Computernetzwerk-Synchronisation wird für viele Systemadministratoren oft als Kopfzerbrechen empfunden, aber es ist wichtig, dass die genaue Zeit eingehalten wird, damit ein Netzwerk sicher und zuverlässig bleibt. Wenn Sie kein genau synchronisiertes Netzwerk haben, kann dies zu Fehlern führen, wenn Sie mit zeitkritischen Transaktionen arbeiten.

Das Protokoll NTP (Network Time Protocol) ist der Industriestandard für die Zeitsynchronisation. NTP verteilt eine einzelne Zeitquelle an ein gesamtes Netzwerk, um sicherzustellen, dass alle Maschinen genau zur gleichen Zeit ausgeführt werden.

Einer der problematischsten Bereiche beim Synchronisieren eines Netzwerks ist die Auswahl der Zeitquelle. Wenn Sie Zeit damit verbringen, ein Netzwerk zu synchronisieren, dann müsste die Zeitquelle eine UTC sein (Coordinated Universal Time) da dies der globale Zeitrahmen ist, der von Computernetzen auf der ganzen Welt verwendet wird.

UTC ist natürlich über das Internet verfügbar, aber Internetzeitquellen sind nicht nur notorisch ungenau, sondern die Verwendung des Internets als Zeitquelle lässt das Computersystem für Sicherheitsbedrohungen offen, da die Quelle außerhalb der Firewall liegt.

Eine weitaus bessere und sicherere Methode ist die Verwendung eines dedizierten NTP Zeitserverdem „Vermischten Geschmack“. Seine NTP-Server sitzt in der Firewall und kann ein sicheres Zeitsignal von hochgenauen Quellen empfangen. Heutzutage wird das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) am häufigsten verwendet, weil das GPS-System buchstäblich überall auf dem Planeten verfügbar ist. Leider erfordert es eine klare Sicht auf den Himmel, um sicherzustellen, dass die GPS NTP-Server kann den Satelliten "sehen".

Es gibt jedoch eine andere Alternative, nämlich die nationalen Zeit- und Frequenzübertragungen, die von mehreren nationalen Physiklaboren gesendet werden. Diese haben den Vorteil, dass sie als Langwellensignale in Innenräumen empfangen werden können. Es muss jedoch angemerkt werden, dass diese Signale nicht in jedem Land übertragen werden und die Reichweite begrenzt ist und anfällig für Störungen und geografische Merkmale ist.

Einige der wichtigsten übertragenen Sendungen sind bekannt als: Großbritanniens MSF Signal, Deutschlands DCF-77 und die USA WWVB.

Die Global Positioning System gibt es seit den 1980's. Es wurde vom Militär der Vereinigten Staaten entworfen und gebaut, die ein genaues Positionierungssystem für Situationen auf dem Schlachtfeld wollten. Nach dem versehentlichen Abschuss oder einem koreanischen Passagierflugzeug stimmte der damalige US-Präsident (Ronald Reagan) jedoch zu, dass das System von Zivilisten benutzt werden sollte, um zu verhindern, dass eine solche Katastrophe erneut auftritt.

Von da an wurde das System auf zwei Frequenzen L2 für das US-Militär und L1 für den zivilen Einsatz übertragen. Das System funktioniert mit ultra-präzise Atomuhren das sind an Bord jedes Satelliten. Die GPS-Übertragung ist ein Zeitcode, der von dieser Uhr erzeugt wird, kombiniert mit Informationen wie Position und Geschwindigkeit des Satelliten. Diese Information wird dann von dem Satellitennavigationsempfänger empfangen, der berechnet, wie lange die Nachricht dauerte, um sie zu erreichen und daher wie weit sie von dem Satelliten entfernt ist.

Durch Triangulation (Verwendung von dreien dieser Signale) kann die genaue Position des GPS-Empfängers auf der Erde ermittelt werden. Da die Geschwindigkeit der Übertragungen, wie alle Funksignale, mit Lichtgeschwindigkeit läuft, ist es sehr wichtig, dass die GPS-Uhren sind ultra-präzise. Nur eine Sekunde Ungenauigkeit reicht aus, um die Navigationseinheit auf 100,000-Meilen ungenau zu machen, da das Licht in so kurzer Zeit so große Entfernungen zurücklegen kann.

weil GPS-Uhren Sie haben eine so hohe Genauigkeit, dass sie auch eine andere Verwendung haben. Das GPS-Signal, das überall auf dem Planeten verfügbar ist, ist ein hocheffizientes Mittel, um ein Zeitsignal zu erhalten, um auch ein Computernetzwerk zu synchronisieren. Ein dedizierter GPS Zeitserver empfängt das GPS - Signal und konvertiert das Atomzeit-Signal von ihr (bekannt als GPS-Zeit) und konvertieren sie in UTC (Coordinated Universal Time) Dies ist einfach zu tun, da beide Zeitskalen auf der Internationalen Atomzeit (TAI) basieren und der einzige Unterschied, dass die GPS-Zeit keine Schaltsekunden berücksichtigt, bedeutet, dass sie "genau" 15 Sekunden schneller ist.

A GPS Zeitserver wird höchstwahrscheinlich das Protokoll NTP verwenden (Network Time Protocol) um die Zeit an ein Netzwerk zu verteilen. NTP ist bei weitem das am häufigsten verwendete Netzwerkzeitprotokoll und wird in den meisten dedizierten installiert Zeit-Server und eine Version ist auch in den meisten Windows- und Linux-Betriebssystemen enthalten.

Die Atomuhr ist der Höhepunkt der Besessenheit der Menschheit, genaue Zeit zu erzählen. Vor der Atomuhr und der Nanosekundengenauigkeit basierten sie auf den Himmelskörpern.

Aber dank der Entwicklung der Atomuhr wurde nun erkannt, dass selbst die Erde in ihrer Rotation nicht so genau ist wie die Zeit Atomuhr wie es einen Bruchteil einer Sekunde jeden Tag verliert oder gewinnt.

Wegen der Notwendigkeit, eine Zeitskala zu haben, die etwas auf der Erdumdrehung basiert (Astronomie und Landwirtschaft sind zwei Gründe), eine Zeitskala, die durch Atomuhren gehalten wird, aber für jede Verlangsamung (oder Beschleunigung) im Spin der Erde angepasst ist. Diese Zeitskala ist bekannt als UTC (Coordinated Universal Time), wie sie auf der ganzen Welt eingesetzt werden, um Handel und Handel gleichzeitig zu nutzen.

Computernetzwerke verwenden Netzwerk-Zeitserver um mit der UTC-Zeit zu synchronisieren. Viele Menschen bezeichnen diese Zeitserver als Atomuhren, aber das ist ungenau. Atomuhren sind extrem teure und hochempfindliche Geräte und nur in Universitäten oder nationalen Physiklaboren anzutreffen.

Zum Glück mögen nationale Physiklabors NIST (Nationales Institut für Standards und Zeit - USA) und NPL (National Physical Laboratory - UK) senden das Zeitsignal ihrer Atomuhren aus. Alternativ dazu ist das GPS-Netzwerk eine weitere gute Quelle für genaue Zeit, da jeder GPS-Satellit an Bord hat Atomuhr.

Die Netzwerk-Zeitserver empfängt die Zeit von einer Atomuhr und verteilt sie unter Verwendung eines Protokolls wie z NTP (Network Time Protocol) stellt sicher, dass das Computernetzwerk gleichzeitig synchronisiert ist.

weil Netzwerk-Zeitserver Durch Atomuhren gesteuert können sie unglaublich genaue Zeit behalten; keine Sekunde in Hunderten oder gar Tausenden von Jahren verlieren. Dies stellt sicher, dass das Computernetzwerk sowohl sicher als auch unempfindlich gegenüber Zeitfehlern ist, da alle Maschinen genau die gleiche Zeit haben.

Die Atomuhr ist der Höhepunkt der Fähigkeit der Menschheit, die Zeit zu halten, die sich über mehrere Jahrtausende erstreckt. Die Menschen waren schon immer damit beschäftigt, die Zeit im Auge zu behalten, seit der frühe Mensch die Regelmäßigkeit der Himmelskörper bemerkt hatte.

Die Sonne, der Mond, die Sterne und die Planeten wurden bald zur Grundlage für Zeiträume wie Jahre, Monate, Tage und Stunden, die ausschließlich auf der Regulierung der Erdrotation beruhten.

Dies hat tausende von Jahren als verlässlicher Anhaltspunkt dafür gedient, wie viel Zeit vergangen ist, aber in den letzten paar Jahrhunderten haben Menschen nach immer zuverlässigeren Methoden gesucht, um die Zeit im Auge zu behalten. Während die Sonne und die Himmelskörper eine affektive Art waren, funktionierten Sonnenuhren an bewölkten Tagen nicht, und da sich die Tage und die Nacht im Laufe des Jahres veränderten, konnte man sich nur auf Mittag verlassen (wenn die Sonne am höchsten ist).

Der erste Vorstoß in eine genaue Uhr, die nicht auf Himmelskörper angewiesen war und keine einfache Zeit war (wie eine Kerzenverjüngung oder Wasseruhr), sondern über einen längeren Zeitraum die Zeit tatsächlich mitteilte, war die mechanische Uhr.

Diese ersten Geräte, die bis ins zwölfte Jahrhundert zurückreichen, waren primitive Mechanismen, die eine Gang- und Foliantenhemmung (ein Zahnrad und einen Hebel) benutzten, um die Ticks der Uhr zu kontrollieren. Nach einigen Jahrhunderten und einer Vielzahl von Entwürfen hat die mechanische Uhr mit dem Pendel ihren nächsten Schritt gemacht. Das Pendel gab den Uhren ihre erste wahre Genauigkeit, indem sie die Ticks der Uhr mit größerer Präzision steuerten.

Aber erst im 20. Jahrhundert, als die Uhren ins elektronische Zeitalter eintraten, wurden sie wahrhaftig richtig. Die digitale und elektronische Uhr wurde durch die Oszillation eines Quarzkristalls gesteuert (sein veränderter Energiezustand, wenn ein Strom zugrunde gelegt wird), der sich als so genau erwies, dass selten eine Sekunde pro Woche verloren ging.

Die Entwicklung von Atomuhren In den 1950 verwendet man die Oszillation eines einzelnen Atoms, das über 9 Milliarden Zecken pro Sekunde erzeugt und eine genaue Zeit für Millionen von Jahren aufrechterhalten kann, ohne eine Sekunde zu verlieren. Diese Uhren bilden nun die Grundlage unserer Zeitskalen, mit denen die gesamte Welt synchronisiert wird NTP-Server, die völlig genaue und zuverlässige Zeit sicherstellen.

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.

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.