Alle PCs und Netzwerkgeräte verwenden Uhren, um eine interne Systemzeit aufrechtzuerhalten. Diese Uhren, die als Echtzeituhrchips (RTC) bezeichnet werden, liefern Zeit- und Datumsinformationen. Die Chips sind batteriegepuffert, so dass sie auch bei Stromausfällen Zeit halten können. Jedoch sind Personalcomputer nicht als perfekte Uhren konzipiert, ihr Design wurde für eine Massenproduktion optimiert und kostengünstig, anstatt eine genaue Zeit aufrechtzuerhalten.

Diese internen Uhren neigen zu Drift, und obwohl dies für viele Anwendungen durchaus angemessen sein kann, müssen Maschinen oft in einem Netzwerk zusammenarbeiten, und wenn die Computer mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten driften, werden die Computer nicht synchron zueinander und Probleme können insbesondere auftreten. mit zeitabhängigen Transaktionen.

Network Time Protocol (NTP) ist eines der ältesten Protokolle des Internets, das von Dr. David Mills von der University of Delaware entwickelt wurde und seit 1985 verwendet wird. NTP ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Uhren auf 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.

Viele Betriebssysteme, einschließlich Windows, UNIX und LINUX, können NTP und SNTP verwenden, und die Zeitsynchronisation mit NTP ist relativ einfach, sie synchronisiert die Zeit mit Bezug auf eine zuverlässige Taktquelle. Diese Quelle kann relativ (eine interne Uhr eines Computers oder die Zeit auf einer Armbanduhr) oder absolut (A UTC - Universal Coordinated Time - Taktquelle, die genau ist, wie es menschlich möglich ist) sein.
Alle Microsoft Windows Versionen seit 2000 beinhalten den Windows Time Service (w32time.exe), der die Möglichkeit hat, die Computeruhr auf einen NTP Server zu synchronisieren.
 
Es gibt eine große Anzahl von Internet-gehosteten NTP-Servern, die sich mit externen UTC-Referenzen wie time.nist.gov oder ntp.my-inbox.co.uk synchronisieren, aber es muss angemerkt werden, dass Microsoft und andere empfehlen, dass eine externe Quelle verwendet wird, um Synchronisieren Sie Ihre Maschinen, da internetbasierte Referenzen nicht authentifiziert werden können. Es stehen spezielle NTP-Zeitserver zur Verfügung, mit denen die Zeit in Netzwerken mithilfe des MSF- (oder gleichwertigen) oder GPS-Signals synchronisiert werden kann.

Die am weitesten verbreiteten sind die GPS-Zeitserver, die das GPS-System verwenden, um genaue Zeit zu übertragen. Das GPS-System besteht aus einer Anzahl von Satelliten, die genaue Positions- und Ortsinformationen liefern. Jeder GPS-Satellit kann dies nur unter Verwendung einer Atomuhr tun, die wiederum als Zeitreferenz 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 eine Anzahl von nationalen Zeit- und Frequenzfunkübertragungen, die verwendet werden können, um einen NTP-Server zu synchronisieren. In Großbritannien wird das Signal (genannt MSF) durch das in Cumbria National Physics Laboratory ausgestrahlt, die als die britischen nationale Zeitreferenz dient, gibt es auch ähnliche Systeme in Colorado, USA (WWVB) und in Frankfurt am Main, Deutschland (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.

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+