Network Time Protocol (NTP) ist eines der ältesten noch verwendeten Protokolle des Internets. Es wurde von Dr. David Mills von der University of Delaware entwickelt und seit 1985 verwendet. NTP ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Uhren in Computern und Netzwerken über das Internet oder lokale Netzwerke (LANs) zu synchronisieren.

NTP (Version 4) kann die Zeit über das öffentliche Internet auf 10 Millisekunden (1 / 100th einer Sekunde) aufrechterhalten und kann unter idealen Bedingungen noch besser über LANs mit Genauigkeiten von 200 Mikrosekunden (1 / 5000th einer Sekunde)

NTP arbeitet innerhalb der TCP / IP-Suite und verlässt sich auf UDP, eine weniger komplexe Form von NTP existiert als Simple Network Time Protocol (SNTP), die nicht die Speicherung von Informationen über vorherige Kommunikation erfordert, die von NTP benötigt wird. Es wird in einigen Geräten und Anwendungen verwendet, wo hohe Genauigkeit Timing ist nicht so wichtig.

Die Zeitsynchronisation mit NTP ist relativ einfach, sie synchronisiert die Zeit mit Bezug auf eine zuverlässige Taktquelle. Diese Quelle könnte relativ sein (die interne Uhr eines Computers oder die Zeit auf einer Armbanduhr) oder absolut (A UTC - Universal Coordinated Time - Taktquelle, die so genau wie möglich ist).

Atomuhren sind die absolutsten Zeitmessgeräte. Sie arbeiten nach dem Prinzip, dass das Atom, Cäsium-133, eine genaue Anzahl von Zyklen der Strahlung jede Sekunde (9,192,631,770) hat. Dies hat sich als so genau erwiesen, dass das Internationale System der Einheiten (SI) nun das zweite als die Dauer der 9,192,631,770-Zyklen der Strahlung des Cäsium-133-Atoms definiert hat.

Allerdings sind Atomuhren extrem teuer und sind in der Regel nur in großflächigen Physiklaboratorien zu finden. Allerdings kann NTP Netzwerke mit einer Atomuhr synchronisieren, indem entweder das Global Positioning System (GPS) oder eine spezialisierte Funkübertragung verwendet wird.

Am weitesten verbreitet ist das GPS-System, das aus einer Anzahl von Satelliten besteht, die eine genaue Positionierung und Standortinformation bereitstellen. Jeder GPS-Satellit kann dies nur durch die Verwendung einer Atomuhr tun, die wiederum als Timing-Referenz verwendet werden kann.

Ein typischer GPS-Empfänger kann Timing-Informationen innerhalb von wenigen Nanosekunden von UTC liefern, solange es eine Antenne mit einem guten Blick auf den Himmel befindet.

Es gibt auch eine Anzahl von nationalen Zeit- und Frequenzfunkübertragungen, die verwendet werden können, um einen NTP-Server zu synchronisieren. In Großbritannien wird das Signal (MSF) vom National Physics Laboratory in Cumbria gesendet, das als nationale Zeitreferenz des Vereinigten Königreichs dient. Ähnliche Systeme gibt es auch in Colorado, USA (WWVB) und in Frankfurt (DCF-77). Diese Signale liefern UTC-Zeit mit einer Genauigkeit von 100 Mikrosekunden, jedoch hat das Funksignal eine begrenzte Reichweite und ist anfällig für Störungen.

Der Abstand von der Referenzuhr ist als die Stratum-Ebenen bekannt und sie existieren, um Zyklen im NTP zu verhindern. Stratum 0 sind Geräte wie Atomuhren, die direkt an einen Computer angeschlossen sind. Stratum 1 sind Computer, die an Schicht 0-Geräten angeschlossen sind, während Stratum 2 Computer sind, die NTP-Anfragen an Stratum 1-Server senden. NTP kann bis zu 256-Schichten unterstützen.

Alle Microsoft Windows-Versionen seit 2000 enthalten den Windows-Zeitdienst (w32time.exe), der die Computeruhr auf einen NTP-Server (oder einen SNTP-Server - eine vereinfachte Version von NTP) synchronisieren kann. Viele LINUX- und UNIX-basierte Betriebssysteme haben auch eine Version von NTP, aber der Quellcode kann kostenlos (aktuelle Version 4.2.4) auf der NTP-Website (ntp.org) heruntergeladen werden.

Es wird dringend von Microsoft und anderen empfohlen, dass extern basiertes Timing verwendet werden sollte und nicht internetbasiert, da diese nicht authentifiziert werden können. Spezielle NTP-Zeitserver sind verfügbar, die die Zeit in Netzwerken synchronisieren können, indem sie entweder das MSF-Signal (oder ein gleichwertiges Signal) oder das GPS-Signal verwenden.

Dieser Beitrag wurde geschrieben von Richard N Williams

Richard Williams N ist ein technischer Autor und Spezialist für die NTP-Server und Zeitsynchronisation-Industrie. Richard Williams N auf Google+