Wie Teure Schaltsekunde Unterbrechungen zu vermeiden
Geschrieben von Richard N Williams on August 2nd, 2012
Am Ende Juni dieses Jahres,mehrere High-Profile-Websites erlitten Störung und ging durch die Aufnahme eines zusätzlichen zweiten an die internationale Zeitsystem. Die Websites, einschließlich der Social News und Networking-Websites, Reddit, Foursquare und Linkedin, wurden für mehrere Stunden durch die Aufnahme einer Schaltsekunde gestörtCoordinated Universal Time (UTC), der weltweit globale Zeitskala.
Während eine einzelne zweite mag nicht viel klingen, für Websites, die stark auf synchronisierte Operationen, die Nachspielzeit verursacht solche Störung, dass mehrere Standorte ging für fast 12 Stunden und andere erlitten unterschiedlichen Problemen wie Datenverlust. Diese Störungen waren nicht eindeutig ist, nicht. Schaltsekunden werden dem internationalen Zeitskala regelmäßig oft zweimal im Jahr in einem Basteln mit der Zeit, die zunehmend umstritten ist zugesetzt.
Synchronisation
Websites und andere moderne Technologien alle verlassen sich auf die weltweit globale Zeitskala für die Synchronisation. UTC ermöglicht Computern auf der ganzen Welt, um in perfekter Synchronisation zu kommunizieren, und ohne sie, viele der Online-Transaktionen, die wir für selbstverständlich halten, wie Social Networking, Banking und Shopping einfach nicht passieren könnte.
Computer verlassen sich stark auf Zeit in Form von Zeitmarken als Mittel zu sagen, wenn eine Transaktion aufgetreten ist oder auftreten muss. Wenn Computer wurden nicht genau synchronisiert, würde Computern keine Möglichkeit zu wissen, ob Prozess hatte oder nicht passiert und alle Arten von Fehlern stattfinden müssten. Verlorene Daten, Transaktionsfehler und die Betrugssicherheits würden alle gemeinsam sein ohne richtige Synchronisierung. Sie müssen nur noch zurück zu dem Millennium Bug denken, um die möglichen Probleme, die Computer und andere Technologien, könnte von außen präzise und genaue synchronisierte Zeit leiden, zu realisieren.
Coordinated Universal Time
UTC wurde in 1970s erdacht da Fortschritte in der Technologie bedeutete, dass es ein Bedürfnis nach einem einzigen universellen Zeit, um sicherzustellen Maschinen hatten eine einzige Zeitskala, auf die Geräte über der Kugel könnte, ohne von Zeitunterschied beeinflußt zu synchronisieren. Als. UTC ist an der Zeit, von Atomuhren sie außergewöhnlich präzise ist gesagt basiert, so dass Computer-Netzwerken auf entgegengesetzten Seiten der Welt zu sein,synchronisiert innerhalb weniger Millisekunden voneinander. Ohne Atomuhren, sich Netze Unterschiede in einigen Sekunden, die in vielen der oben erwähnten Fehlern führen würde.
In der Tat sind die Atomuhren auch genauer als der Erdrotation. Während wir alle denken, die Erde nimmt 24 Stunden, um eine vollständige Umdrehung machen, ist dies nicht genau der Fall. Jeden Tag können minutiös variieren. Manchmal kann es ein wenig länger als 24 Stunden, manchmal etwas weniger Zeit in Anspruch nehmen. All diese winzigen Unterschiede bedeuten, dass bis Ende des Jahres, die Rotation der Erde und koordinierte Weltzeit sind ganz synchron miteinander, und so eine leichte Anpassung.
Schaltsekunden
Da UTC eingeführt und Atomuhren begann, die unsere Zeit hat der Trend gewesen, dass die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht allmählich verlangsamt. Wir wissen jetzt, dass dies seit Millionen von Jahren der Fall gewesen ist. Zum Beispiel vor 100 Millionen Jahren, die Länge eines Tages auf der Erde war etwa 22 Stunden, und der Tag ist seitdem verlängert. Diese allmähliche Verlangsamung der Erdrotation durch Gezeitenkräfte, die als Bremse wirken und verlangsamen die Geschwindigkeit, mit der Erde dreht verursacht. Diese Gezeitenkräfte werden ihrerseits durch den Mond, die nach und nach immer weiter entfernt ist als Spin der Erde verlangsamt verursacht.
Während diese kosmologischen Veränderungen sind sehr gering und gleichsetzen, um nur ein oder zwei Sekunden im Jahr, bedeutet es, dass UTC erfordert die Zugabe eines zusätzlichen zweiten zweimal im Jahr, um sicherzustellen, dass er mit der Geschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht synchronisiert. Falls dies nicht geschehen ist, schließlich der Tag in die Nacht treiben und Mittag würde die Mitte des Tages nicht mehr sein, obwohl dies würde Millionen von Jahren dauern, und die Entscheidung, zusätzliche Sekunden hinzufügen, um die Erde zu bringen und UTC synchronisiert ist eine umstritten.
Kontroverse
Die Internationale Erdrotation und Referenzsysteme Dienst (IERS) entscheiden, wann zusätzliche Schaltsekunden hinzuzufügen. IERS überwachen die Geschwindigkeit, mit der sich die Erde dreht, und da die 1970s, haben sie 25 Schaltsekunden UTC zugegeben. Jedoch haben diese Änderungen immer umstritten gewesen.
Aufgrund der Probleme, die das Hinzufügen dieser zusätzlichen Sekunden Ursache, und die Tatsache, dass es Tausende von Jahren vor etwaigen Differenz in UTC zu nehmen und mittlere Sonnenzeit (wenn Mittag passiert, wenn die Sonne am höchsten ist) wäre bemerkbar, Kritiker argumentieren, Schaltsekunden sind nicht erforderlich. Sie argumentieren, andere Maßnahmen ergriffen werden könnten, beispielsweise ein Sprung Stunde alle tausend Jahre oder so, die weit weniger störend alle 30 Jahre zu beweisen wäre, oder sogar ein Sprung Minute. Allerdings, so weit, kein Konsens erreicht wurde und Schaltsekunden werden dann voraussichtlich auf absehbare Zeit bleiben.
Network Time Protocol
Computernetzwerke sind zu einer Form von UTC mit Network Time Protocol (NTP) synchronisiert. NTP ist ein Software-Algorithmus, der alle Geräte in einem Netz miteinander synchronisiert sicherstellt. Es arbeitet mit einer einzigen Quelle der UTC, die dann verteilt um einen Netzwerk-Einstellsystem Takte jedes Gerät ist innerhalb weniger Millisekunden von der UTC-Quelle.
Wenn Systeme Uhren werden um sich selbst überlassen, ohne kontinuierliche Anpassung von NTP, sie bald zu driften. Dies liegt daran, die meisten Computer verfügen über eine einfache Quarzoszillatoren auf ihren Motherboards zu Zeit zu halten, aber diese können mehrere Sekunden pro Woche verlieren. Für einen Computer, die Hunderte von Prozessen jeder Sekunde durchführen kann, desto genauer ist die Zeit, desto mehr effizient das Netzwerk sein wird, weshalb Netzwerke verwenden Atomuhr basierte Systeme wie UTC.
Oft treten Probleme mit Schaltsekunden, weil Quellen UTC automatisch ändern zu einer bestimmten Zeit. Zum Beispiel auf 30 Juni dieses Jahres, bei 11: 59: 59 eine zusätzliche zweite wurde hinzugefügt, die die Zeit, stotterte eine Sekunde, wodurch Probleme für Websites und Netzwerke, um die Änderung zu beherbergen kämpfte gemeint. Jedoch ist eine einfache Lösung zur Verfügung, um diese Störungen zu verhindern.
GPS Zeitserver
Das Global Positioning System (GPS) eine genaue Zeitquelle Atomuhren erzeugt. Während GPS zeit Signale keine Quelle der UTC, es ist ein Zeitatomuhren erzeugt und ist einfach für NTP zu justieren zu UTC überein, da die Signale, die erforderlichen Daten zur Umsetzung, beispielsweise die Anzahl der Schaltsekunden enthalten umfassen.
GPS Zeitsignale sind, was Navigationsgeräte verwenden, um die Positionierung zu berechnen. Durch die Verwendung der Zeitstempel in dem GPS-Signal kann ein Navigationsgerät seine Position bis auf wenige Meter zu triangulieren. Dies kann nur mit Hilfe der genaue Zeitpunkt von Atomuhren erzeugt, da die Zeitsignale laufen von den Satelliten mit der Geschwindigkeit von Licht und auch nur einen Bruchteil einer Sekunde der Diskrepanz konnte sehen Positionierungsinformationen von mehreren Meilen erfolgen.
Durch die Verwendung von GPS-Zeit, können Computer-Netzwerk-Administratoren ihre eigenen Bestimmung Änderungen für Schaltsekunden zu machen, und nicht unversehens durch die automatische Anpassung der UTC-Zeitquellen wie Funkübertragungen und Internet-basierte Zeitserver gemacht, über die Netzwerkadministratoren haben keinen Einfluss genommen werden .
GPS Zeitserver
Empfangen einer Quelle von GPS-Zeit ist einfach und kostengünstig zu. Dedicated NTP GPS Zeitserver sind leicht verfügbar, die GPS-Zeit-Signale zu empfangen und verwenden Sie es als eine Quelle der kannZeitsynchronisation für eine Netz. Diese Zeit-Server verwenden, eine Dachantenne, die die Zeit, die sie dann verteilt um ein Netzwerk mit NTP erhält. Eine einzige GPS Zeitserver ist in der Lage Wartung ein Netzwerk von Hunderten von Maschinen, so ist es eine kostengünstige Lösung für die Zeitsynchronisation. Darüber hinaus, da die GPS Zeitsignale enthalten alle relevanten Informationen zur GPS-Zeit auf UTC zu konvertieren, kann das Netzwerk automatisch eine Synchronisation mit anderen Netzen überführt werden, während Schaltsekunde Bestimmungen können in das Netzwerk geplant werden, die Vermeidung plötzlichen Unterbrechungen.
In einigen Netzen, wie dem Suchmaschinenriesen Google verwendet, die Einführung einer Schaltsekunde über einen längeren Zeitraum, die Einführung in winzigen Schritten für mehrere Wochen, die in der Tat schmiert die Schaltsekunde der über einen längeren Zeitraum und verhindert die plötzliche stottern eines zusätzliche Sekunde.
Sicherheit und Genauigkeit
GPS Zeitserver auch dafür sorgen, ein Netzwerk sicher ist. Einige Quellen von UTC-Zeit, wie die von Internet-Zeitserver übernommen, eine Gateway in Netzwerk-Firewalls, durch die Viren und andere bösartige Software könnte Zugang zu erhalten. GPS Zeit auf der anderen Seite, ist extern mit einem Netzwerk, und es ist unmöglich für jemanden, der mit ihm zu manipulieren. Darüber hinaus können Internet-Zeitserver nicht so präzise sein, wie viele Benutzer sich vorstellen, dass sie sein. Einige Zeit-Server kann mehrere Sekunden nicht synchron mit UTC werden. Darüber hinaus, wenn die Online-Zeit-Server erleidet einen Ausfall, wird das Netzwerk, ohne eine genaue Quelle der Zeit sein, bis Service wird wieder hergestellt, die in der Systemuhren treiben so das Netz verliert seine Synchronisation führen kann. GPS-Zeit durch Vergleich ist immer präzise, immer genau und nie untergeht.
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+
