NTP (Netzwerkzeitprotokoll) ist ein Internetprotokoll. Protokolle sind einfach eine Reihe von Anweisungen, die ein Computer befolgen wird, und NTP wurde entwickelt und entwickelt, um Computernetzwerke zu synchronisieren.

Es wurde in der 1985 von Professor David Mills von der Universität von Delaware entwickelt, als das Internet noch in den Kinderschuhen steckte. Professor Mills erkannte die Notwendigkeit der Synchronisation zwischen Computern, wenn sie miteinander sprachen.

NTP verwendet Marzullos Algorithmus, einen Vereinbarungsalgorithmus, der verwendet wird, um Quellen zum Schätzen der genauen Zeit aus einer Anzahl von rauschbehafteten Zeitquellen auszuwählen. NTP funktioniert durch die Verteilung einer einzelnen Zeitquelle. Während diese Zeitreferenz alles wie eine Armbanduhr sein kann, macht es wenig Sinn, ein Netzwerk mit irgendetwas anderem als UTC-Zeit zu synchronisieren.

UTC (Coordinated Universal Time) ist eine globale Zeitskala basierend auf der Zeit, die von Atomuhren erzählt wird. Atomuhren haben eine so hohe Genauigkeit, dass sie in über einer Million Jahren keine Sekunde verlieren oder gewinnen.

Durch Synchronisieren mit einer UTC-Zeitquelle kann sich ein Netzwerk auf jedes andere Netzwerk synchronisieren, das die UTC-Zeit verwendet.

Sobald eine Zeitquelle ausgewählt wurde, verteilt der NTP-Dämon (oder der Dienst unter Windows) nicht nur die Zeitreferenz, sondern überprüft auch kontinuierlich die Genauigkeit und die Fehler.

NTP ist ein hierarchisches System. Die Entfernung von einem Zeitserver wird als Stratum-Ebene bezeichnet. Ein stratum 0 Server ist selbst eine Zeitquelle wie eine Atomuhr, ein stratum 1 Server ist der NTP Zeitserver, während ein Stratum 2 Server ein Gerät ist, das die Zeit vom Zeitserver empfängt und Stratum 3 Server das Zeitsignal über ein Stratum 2-Server.

Das Netzwerk in Schichten einzuordnen bedeutet, dass a NTP Zeitserver kann Zeit auf Hunderte oder sogar Tausende von Maschinen verteilen, ohne dass der Netzwerk- oder Zeitserver selbst mit Verkehr überlastet wird. Es muss jedoch angemerkt werden, dass, je niedriger die Schichthöhe eines Geräts ist, ein Abfall der Genauigkeit erwartet werden kann.

Das tatsächliche UTC-Zeitsignal kann auf verschiedene Arten empfangen werden. Aus dem Internet, obwohl dies zu Sicherheitsproblemen führen kann, da das Zeitsignal nicht authentifiziert werden kann, was die eingebaute Sicherheitsmaßnahme von NTP ist. Es ist viel sicherer, ein Zeitsignal von einem Radiosignal zu empfangen, das von mehreren nationalen Physiklabors oder sogar vom GPS - Netzwerk ausgestrahlt wird, dessen Onboard - Atomuhren als Zeitquelle genutzt werden können, wenn die NTP Zeitserver ist mit einem GPS-Empfänger ausgestattet.

Die NTP-Server ist ein integraler Bestandteil des modernen Computernetzwerks. Ohne Network Time Protocol und NTP Zeitserver Viele der modernen Funktionen von Computern, die wir für selbstverständlich halten, wie Online-Reservierung, Internethandel und Satellitenkommunikation, wären unmöglich.

Die Synchronisation in Computern wird von NTP erledigt. NTP- und NTP-Server verwenden eine einzige Referenz, um alle Computer in einem Netzwerk mit dieser Zeit zu synchronisieren. Diese Zeitreferenz könnte tatsächlich irgendetwas wie die Zeit auf einer Armbanduhr vielleicht sein. Die Synchronisierung ist jedoch sinnlos, es sei denn, es wird eine UTC-Zeitquelle (koordinierte universelle Zeit) verwendet, da UTC entwickelt wurde, um die gesamte Welt zur gleichen Zeit synchronisieren zu können, was eine wirklich globale Synchronisation ermöglicht.

UTC basiert auf der Zeit, die von Atomuhren erzählt wird, obwohl Kompensationsmaße wie Leap-Sekunden zu UTC hinzugefügt werden, um sie in Einklang mit Greenwich Meantime (GMT) zu halten.

Atomuhren sind sehr teure und extrem empfindliche Ausrüstungsgegenstände und nicht die Art von Dingen, die im Büro-Serverraum untergebracht werden können. Glücklicherweise kann ein NTP-Server eine UTC-Zeitquelle von mehreren verschiedenen Standorten empfangen.

Das Internet ist vielleicht die am häufigsten verwendete Quelle von Zeitreferenzen. Leider gibt es jedoch Nachteile bei der Verwendung des Internets für eine Timing-Quelle. Erstens können die Internet-Timing-Quellen nicht authentifiziert werden. Authentifizierung ist eine Sicherheitsmaßnahme, die von NTP verwendet wird, um zu überprüfen, ob die Timing-Quelle echt ist. Zweitens bedeutet die Verwendung einer Internet-Timing-Referenz, dass ein Loch in der Firewall des Netzwerks offen gelassen werden muss, was wiederum die Sicherheit beeinträchtigt. Drittens sind Internet-Timing-Quellen notorisch ungenau und diejenigen, die nicht sind, können oft zu weit von einem Client entfernt sein, um irgendeine nützliche Genauigkeit bereitzustellen.

Wenn jedoch Sicherheit und hohe Genauigkeit der UTC-Zeit nicht erforderlich sind, kann das Internet eine einfache und kostengünstige Lösung bieten.

Eine weitaus sicherere Methode zum Erhalt einer UTC-Timing-Referenz besteht darin, die von mehreren Ländern ausgestrahlte landesspezifische Zeit- und Frequenzübertragung zu verwenden. Das Vereinigte Königreich (MSF), die USA (WWVB), Deutschland (DCF) und Japan (JJY) verfügen alle über ein Langwellen-Zeitsignal. Während diese Signale in Reichweite und Stärke begrenzt sind, stellen sie, wo verfügbar, eine ideale Zeitquelle dar, da der Funkempfänger diese Signale aus dem Inneren eines Gebäudes aufnehmen kann. Diese Übertragungen können auch authentifiziert werden, was ein hohes Maß an Sicherheit bietet.

Die dritte und vielleicht einfachste Lösung ist die Verwendung eines GPS-NTP-Servers. Diese verwenden die vom Global Positioning System gesendeten Signale, die Zeitinformationen enthalten. Dies ist ideal, da das GPS-Signal buchstäblich überall auf der Welt empfangen werden kann. Wenn es keine Funkübertragung in Ihrem Gebiet gibt, dann wird das GPS-Netzwerk eine sichere und authentifizierte Lösung bieten.

Der einzige Nachteil von GPS ist, dass eine Antenne eine gute Sicht auf den Himmel haben muss und daher auf dem Dach positioniert werden muss. Dies hat offensichtlich logistische Nachteile, wenn der Serverraum im Keller eines Wolkenkratzers ist.

Bei der Auswahl einer Timing-Quelle ist die wichtigste Sache, die man sich merken sollte, wo die NTP-Server wird sich befinden. Wenn es drinnen ist und es keine Möglichkeit gibt, auf dem Dach zu rennen und Antennen zu installieren, dann wären die Funkübertragungen die beste Alternative. Wenn in Ihrem Land / Gebiet keine Funkübertragung erfolgt oder die Signale durch lokale Topographie blockiert sind, ist das GPS eine ideale Lösung.

Wenn jedoch Genauigkeit und Sicherheit keine Rolle spielen, wäre das Internet die naheliegendste Lösung.

A NTP GPS Server ist eine Art Zeitserver, der das Network Time Protocol (NTP) als Methode zum Synchronisieren der Zeit auf Netzwerkgeräten und Computern nach dem Empfang eines Zeitsignals vom GPS-Netzwerk verwendet.

Das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) ist eine Konstellation von Satelliten, die dem US-Militär gehören und von ihm betrieben werden. Die meisten Menschen kennen GPS als Hilfe für die Satellitennavigation. In Wirklichkeit ist die Basis der von den GPS-Satelliten ausgestrahlten Sendungen ein Zeitsignal. Dieses Zeitsignal wird von der an Bord befindlichen Atomuhr des Satelliten erzeugt. Diese Information empfängt und berechnet ein Satellitennavigationssystem durch Triangulation die Entfernung von den Satelliten.

Dieses Zeitsignal wird von einem NTP-GPS-Server als Referenz verwendet, um auch ein Netzwerk zu synchronisieren. NTP verteilt diese Zeit dann an alle Router und Computer in diesem Netzwerk.

A NTP GPS Server besteht aus einem GPS-Empfänger, GPS-Antenne und NTP-Software. Die GPS-Antenne sollte sich auf einem Dach befinden, das die beste Möglichkeit bietet, die Übertragungen von den Satelliten zu empfangen.

Der GPS-Empfänger wandelt diese Informationen dann in Zeitinformationen um, die von NTP gelesen und verteilt werden können.

Während die Atomuhren an Bord der GPS-Satelliten keinen UTC-Timing-Code (Coordinated Universal Time) übertragen. NTP hat jedoch die Fähigkeit, die Atomuhr von den Satelliten in UTC umzuwandeln. Auf diese Weise können Computernetzwerke mit derselben universellen Zeitquelle synchronisiert werden, egal wo auf der Welt sie sich befinden.

Mit einem dedizierten NTP-GPS-Server kann ein Netzwerk innerhalb weniger Millisekunden der UTC-Zeit mit Genauigkeiten von einigen hundert Nanosekunden über LANs synchronisiert werden.

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.

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.

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 insbesondere bei zeitkritischen Transaktionen.

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.

Zeit-Server 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), das eines der ältesten noch verwendeten Protokolle des Internets ist und 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 von 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.

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.

Es gibt verschiedene Quellen, die ein Zeitserver als Zeitreferenz verwenden kann. 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 damit das Netzwerk anfällig für Sicherheitsbedrohungen wird.

Die Art und Weise, wie ein Computer mit der Zeit umgeht, ist völlig anders als die Art, wie Menschen sie wahrnehmen. Wir ordnen die Zeit in Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Wochen, Monate und Jahre ein, während Computer die Zeit als eine einzelne Zahl anordnen, die die Sekunden darstellt, die von einem einzigen Zeitpunkt, der sogenannten Primepoche, verstrichen sind.

Die meisten Computer benutzen NTP (Network Time Protocol), um mit der Zeit und in Netzwerken umzugehen, werden viele mit einem dedizierten NTP-Zeitserver synchronisiert. NTP weiß nichts über Tage, Jahre oder Jahrhunderte, nur die Sekunden aus der Blütezeit. Diese Primärepoche wird (um die meisten Systeme) um Mitternacht um die Jahrhundertwende gesetzt, die für einen Menschen als etwas wie: 00: 00 - 01,01,1900 aufgezeichnet würde.

Computer hingegen zählen die Zeit als die Anzahl der Sekunden nach diesem Punkt. Wenn ein Computer in 1900 seinen Zeitstempel am Mitternacht Januar 1 wäre 0, während in 1972 am gleichen Datum wäre der Zeitstempel 2,272,060,800, die die Anzahl der Sekunden seit 1900 darstellt.

Die Zeitstempel starten alle 136-Jahre mit dem nächsten in 2036 fälligen Wrap-Around neu. Dies hat bei einigen, die ein Millennium-Bug-Szenario fürchten, Unbehagen verursacht, obwohl die meisten Zweifel bestehen, wenn ein Umlauf des Zeitstempels auftritt Es wird eine Ganzzahl vom Typ "ina" hinzugefügt (+ 1), damit Computer Zeitspannen verarbeiten können, die mehr als einen Umlauf abdecken. Wenn Computer und NTP sich mit der Zeit beschäftigen müssen, die vor der Primepoche liegt, wird eine negative Ganzzahl verwendet (für das Jahr 1500 wird ein -3 verwendet, um drei Zyklen von 136 Jahren darzustellen).

Zeitstempel werden in praktisch jeder Transaktion verwendet, die moderne Computer ausführen müssen, wie das Senden von E-Mails, das Debuggen und Programmieren. Da die Zeit linear ist, weiß ein Computer, dass jeder Zeitstempel immer größer als der vorherige ist, und daher finden Computer und NTP es schwierig, mit Ungenauigkeiten in der Zeit umzugehen, insbesondere wenn die Zeit plötzlich scheint, rückwärts zu gehen.

Dies kann passieren, wenn Computer nicht zur selben Zeit synchronisiert sind. Wenn eine E-Mail an einen Computer mit einer langsameren Uhr gesendet wird, scheint es, dass der Computer empfangen wurde, bevor er gesendet wurde. Der Mangel an Synchronisation kann ernsthafte Probleme verursachen und kann sogar ein System anfällig für bösartige Angriffe und sogar Betrug machen.

Aus diesem Grund sind die meisten Computernetzwerke auf UTC (Coordinated Universal Time) synchronisiert. UTC ist eine globale Zeitskala und für jeden weltweit die gleiche Zeit, die von Atomuhren erzählt wird, die sehr genau sind und in Millionen von Jahren keine Sekunde gewinnen oder verlieren.

Die meisten Computernetzwerke verwenden eine dedizierte NTP Zeitserver um eine UTC-Zeit zu erhalten, um auch ihre Computer zu synchronisieren. UTC ist über das Internet (wenn auch ungesichert), über das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) oder über den Empfang von nationalen Zeit- und Frequenzsendungen über Langwellen verfügbar.

NTP synchronisiert einen Computer, indem die empfangene UTC-Zeit überprüft und der Zeitstempel eines Computers so lange hinzugefügt oder gehalten wird, bis er perfekt mit UTC übereinstimmt. Durch die Verwendung eines dedizierten NTP-Zeitservers kann die UTC in einem Netzwerk auf einige Millisekunden der UTC-Zeit aufrechterhalten werden.

Computernetzwerke gehören zu den schwierigsten Aspekten der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT). Die Logistik beim Verbinden von Terminals, Routern, Druckern und allen anderen Geräten kann viele Administratoren mit ständigen Kopfschmerzen belästigen.

Einer der wichtigsten Aspekte, die oft übersehen werden und katastrophale Folgen haben können, ist die Zeitsynchronisation.

Es ist zwingend erforderlich, dass alle Geräte in einem Netzwerk die gleiche Zeit wie Zeitstempel angeben. Das Format, in dem ein Computer Zeit miteinander verknüpft, ist die einzige Form der Referenz, die ein Computer verwenden kann, um eine Abfolge von Ereignissen einzurichten. Wenn verschiedene Maschinen in einem Netzwerk unterschiedliche Zeiten angeben, dann werden unvorhergesehene Konsequenzen, wie z. B. E-Mails, die ankommen, bevor sie technisch gesendet wurden, und andere Anomalien die Kopfschmerzen des Administrators noch schlimmer machen.

Darüber hinaus ist ein Computernetzwerk, das nicht synchronisiert ist, offen für Sicherheitsbedrohungen und sogar für Betrug. Zum Glück der NTP Zeitserver gibt es seit vielen Jahren und kann die Kopfschmerzen der Zeitsynchronisation erleichtern.

NTP (Network Time Protocol) ist eines der ältesten von Computernetzen verwendeten Protokolle. Vor fast drei Jahrzehnten entwickelt, ist NTP ein Protokoll, das die Zeit aller Geräte im Netzwerk überprüft und genügend Zeit hinzufügt oder subtrahiert, um sicherzustellen, dass alle synchronisiert sind.

NTP benötigt eine Zeitreferenz, um die Uhren des Netzwerks zu synchronisieren. Während NTP ein Netzwerk jederzeit synchronisieren kann, ist eine autoritative Zeitquelle offensichtlich die beste Lösung. UTC (Coordinated Universal Time) ist eine global verwendete Zeitskala basierend auf der Zeit, die von Atomuhren erzählt wird. Da Atomuhren in mehr als tausend Jahren weniger als eine Sekunde an Zeit verlieren, ist UTC bei weitem die beste Zeitquelle, um ein Netzwerk zu synchronisieren. Ihr Netzwerk wird nicht nur perfekt synchronisiert, sondern auch Ihr Netzwerk wird zur selben Zeit synchronisiert wie Millionen von Computernetzen aus der ganzen Welt.

A NTP-Server kann eine UTC-Zeitreferenz von mehreren Quellen erhalten. Das Internet ist die offensichtlichste Quelle, jedoch sind Internet-Timing-Quellen notorisch ungenau und diejenigen, die nicht sind, können relativ nutzlos sein, wenn die Entfernung zu weit entfernt ist. Nachdem Sie Ihren NTP-Server sicher hinter Ihrer Firewall platziert haben, scheint es sinnlos, ein Loch offen zu halten, damit der NTP-Server die Timing-Referenz aus dem Internet abrufen und das gesamte Netzwerk angreifbar machen kann, insbesondere als NTP-Authentifizierung (NTPs) eigene Sicherheitsmaßnahme) ist über das Internet nicht möglich.

Es gibt zwei weitaus sicherere und genauere Methoden zum Empfangen einer UTC-Timing-Referenz. Die erste besteht darin, die nationalen Zeit- und Frequenzübertragungen zu nutzen, die von mehreren Ländern aus ihren nationalen Physiklaboren gesendet wurden. Diese werden normalerweise über eine lange Welle übertragen, was den Vorteil hat, dass sie in einem Serverraum aufgenommen werden können, obwohl viele Länder kein solches Signal haben.

Viele NTP-Server können jedoch das Zeitsignal verwenden, das von den an Bord befindlichen Atomuhren der GPS-Satelliten (Global Positioning System) übertragen wird. Dieses Signal ist überall verfügbar, aber es wird eine GPS-Antenne benötigt, die den Blick auf den Himmel freigibt.

Durch Verwendung einer UTC-Zeitgeberquelle entweder durch das GPS-Netzwerk der Funkübertragung kann ein Computernetzwerk innerhalb weniger Millisekunden der UTC-Zeit synchronisiert werden.

Network Time Protocol (NTP) ist eines der ältesten noch im Gebrauch befindlichen Protokolle des Internets. Entwickelt von Dr. David Mills von der University of Delaware, wird es seit 1985 ständig genutzt und ständig aktualisiert. NTP ist ein Protokoll, das entwickelt wurde, um die Uhren von Computern und Netzwerken über das Internet oder lokale oder breitere Netzwerke (LANs / WANS) zu synchronisieren.

In einer modernen Weltwirtschaft ist die Zeitsynchronisierung für die Durchführung zeitkritischer Transaktionen wie die Buchung eines Flugtickets auf einer Internetauktionsseite unerlässlich. Wenn die Uhren nicht zur selben Zeit synchronisiert sind, kann es sein, dass Ihr Airline-Sitz nach dem Kauf verkauft wird und die Administratoren von Ebay nicht in der Lage sind herauszufinden, wessen Gebot zuletzt war.

NTP ist ein mehrstufiges System, wobei jede Schicht als Stratum bezeichnet wird. Server auf jeder Ebene kommunizieren miteinander (Peer) und bieten Zeit für niedrigere Schichten. Server in der obersten Schicht, Schicht 1, verbinden sich mit einer Atomuhr entweder über das Internet oder durch einen Radio- oder GPS-Empfänger, während ein Stratum 2-Server eine Verbindung zu einem Stratum 1 herstellt.

NTP verwendet einen Algorithmus (Marzullo-Algorithmus), um die Zeit in einem Netzwerk mit Zeitskalen wie UTC (Coordinated Universal Time oder Temps Universel Coordonné) zu synchronisieren und Funktionen wie Schaltsekunden zu unterstützen - zusätzlich zur Kompensation der Verlangsamung der Erdrotation.

NTP (Version 4 ist die neueste) kann Zeit über das öffentliche Internet bis 10 Millisekunden (1 / 100th einer Sekunde) halten und kann sogar besser über LANs mit Genauigkeiten von 200 Mikrosekunden (1 / 5000th einer Sekunde) unter idealen Bedingungen ..

NTP Zeitserver arbeiten innerhalb der TCP / IP-Suite und verlassen sich auf UDP (User Datagram Protocol). Eine weniger komplexe Form von NTP namens Simple Network Time Protocol (SNTP), die nicht die Speicherung von Informationen über frühere, von NTP benötigte Kommunikationen erfordert, wird in einigen Geräten und Anwendungen verwendet, in denen ein hochgenaues Timing nicht so wichtig ist Standard in Windows-Software (obwohl neuere Versionen von Microsoft Windows haben die vollständige NTP installiert und der Quellcode ist kostenlos und leicht verfügbar im Internet).

Das NTP-Programm (unter UNIX als Daemon und als Dienst unter Windows) läuft im Hintergrund und weigert sich, die Zeit zu glauben, die verstreicht, bis mehrere Austauschvorgänge stattgefunden haben, von denen jeder eine Reihe von Tests besteht. Wenn die Antworten von einem Server diese "Protokollspezifikationen" erfüllen, wird der Server akzeptiert. Es dauert normalerweise fünf gute Proben (fünf Minuten), bis ein NTP-Server als Quelle für die Synchronisierung akzeptiert wird.

Die Synchronisation mit NTP ist relativ einfach, sie synchronisiert die Zeit mit Bezug auf eine zuverlässige Taktquelle wie eine Atomuhr, obwohl diese extrem teuer sind und in der Regel nur in großformatigen Physiklaboratorien zu finden sind, aber NTP kann entweder die Global Positioning verwenden System (GPS) Netzwerk oder spezialisierte Funkübertragung, um UTC Zeit von diesen Uhren zu empfangen.

Eine vereinfachte Version von NTP namens Simple Network Time Protocol (SNTP) existiert, die nicht das Speichern von Informationen über vorherige Kommunikation erfordert, wie von NTP erforderlich. Es wird in einigen Geräten und Anwendungen verwendet, in denen das Timing mit hoher Genauigkeit nicht so wichtig ist und auf älteren Versionen von Microsoft Windows installiert wird. Windows seit 2000 hat den Windows-Zeitdienst (w32time.exe) enthalten, der SNTP verwendet, um die Computeruhr zu synchronisieren. NTP ist auch unter UNIX und LINUX verfügbar (Download über NTP.org).

Das GPS (Global Positioning System) ist ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS), das von den Vereinigten Staaten von Amerika kontrolliert und betrieben wird.

GNSS-Systeme arbeiten mit Satelliten, die sich mehrere tausend Kilometer über der Erdoberfläche befinden und Timing-Informationen an einen GNSS-Empfänger senden (wie die Satellitennavigationseinheit in unseren Autos). Es ist diese Information, die vom GPS-Empfänger verwendet wird, um eine exakte Position zu triangulieren. Sie können dies nur tun, indem sie ihre eigene hochgenaue Atomuhr an Bord haben, da die Entfernung der Satelliten von der Erde entfernt ist. Selbst eine Ungenauigkeit von einem oder zwei Sekunden könnte bedeuten, dass die Position einer Satellitennavigation meilenweit entfernt ist.

Als Folge dieser genauen Zeitquellen können GPS und die neue Generation von GNSS-Systemen verwendet werden, um eine absolute oder UTC (Universal Coordinated Time) -Zeitquelle zu erhalten. Diese Zeitquelle kann von Computernetzwerken verwendet werden, die eine NTP-Server (Network Time Protocol), um alle Maschinen und Geräte gleichzeitig zu synchronisieren.

NTP ist ein Protokoll zum Synchronisieren von Computern und Netzwerkgeräten mit einer externen Timing-Referenz.

GPS ist eine ideale Zeit- und Frequenzreferenz, da es überall auf der Welt mit relativ günstigen Komponenten eine hochgenaue Zeit liefern kann. Jeder GPS-Satellit sendet in zwei Frequenzen L2 für den militärischen Einsatz und L1 zur Verwendung durch Zivilisten, die mit 1575 MHz gesendet werden. Günstige GPS-Antennen und Empfänger sind jetzt weit verbreitet und dedizierte NTP-GPS-Server sind jetzt relativ kostengünstig.

Das Funksignal von dem Satelliten übertragen wird, kann durch die Fenster passieren, kann aber durch Gebäude blockiert werden, so der ideale Ort für eine GPS-Antenne auf einem Dach mit einer guten Sicht auf den Himmel ist. Je mehr Satelliten kann es aus, desto besser das Signal empfangen. Allerdings Dachantennen können Blitzeinschläge oder andere Spannung anfällig Stöße so wird ein Suppressor sehr inline auf dem GPS-Kabel installiert wird empfohlen wird.

A NTP GPS Server ist ideal für die Bereitstellung von NTP-Zeitservern oder eigenständigen Computern mit einer hochgenauen externen Referenz für die Synchronisation. Selbst mit Geräten mit relativ geringen Kosten kann eine Genauigkeit von hundert Nanosekunden (eine Nanosekunde = ein Milliardstel einer Sekunde) vernünftigerweise erreicht werden, wenn GPS als externe Referenz verwendet wird.

Die Art und Weise, wie ein Computer mit der Zeit umgeht, ist völlig anders als die Art, wie Menschen sie wahrnehmen. Wir ordnen die Zeit in Sekunden, Minuten, Stunden, Tage, Wochen, Monate und Jahre ein, während Computer die Zeit als eine einzelne Zahl anordnen, die die Sekunden darstellt, die von einem einzigen Zeitpunkt, der sogenannten Primepoche, verstrichen sind.

Die meisten Computer verwenden NTP (Network Time Protocol) Um mit der Zeit und in Netzwerken umzugehen, werden viele mit einem dedizierten NTP-Zeitserver synchronisiert. NTP weiß nichts über Tage, Jahre oder Jahrhunderte, nur die Sekunden aus der Blütezeit. Diese Primärepoche wird (um die meisten Systeme) um Mitternacht um die Jahrhundertwende gesetzt, die für einen Menschen als etwas wie: 00: 00 - 01,01,1900 aufgezeichnet würde.

Computer hingegen zählen die Zeit als die Anzahl der Sekunden nach diesem Punkt. Wenn ein Computer in 1900 seinen Zeitstempel am Mitternacht Januar 1 wäre 0, während in 1972 am gleichen Datum wäre der Zeitstempel 2,272,060,800, die die Anzahl der Sekunden seit 1900 darstellt.

Die Zeitstempel starten alle 136-Jahre mit dem nächsten in 2036 fälligen Wrap-Around neu. Dies hat bei einigen, die ein Millennium-Bug-Szenario fürchten, Unbehagen verursacht, obwohl die meisten Zweifel bestehen, wenn ein Umlauf des Zeitstempels auftritt Es wird eine Ganzzahl vom Typ "ina" hinzugefügt (+ 1), damit Computer Zeitspannen verarbeiten können, die mehr als einen Umlauf abdecken. Wenn Computer und NTP sich mit der Zeit beschäftigen müssen, die vor der Primepoche liegt, wird eine negative Ganzzahl verwendet (für das Jahr 1500 wird ein -3 verwendet, um drei Zyklen von 136 Jahren darzustellen).

Zeitstempel werden in praktisch jeder Transaktion verwendet, die moderne Computer ausführen müssen, wie das Senden von E-Mails, das Debuggen und Programmieren. Da die Zeit linear ist, weiß ein Computer, dass jeder Zeitstempel immer größer als der vorherige ist, und daher finden Computer und NTP es schwierig, mit Ungenauigkeiten in der Zeit umzugehen, insbesondere wenn die Zeit plötzlich scheint, rückwärts zu gehen.

Dies kann passieren, wenn Computer nicht zur selben Zeit synchronisiert sind. Wenn eine E-Mail an einen Computer mit einer langsameren Uhr gesendet wird, scheint es, dass der Computer empfangen wurde, bevor er gesendet wurde. Der Mangel an Synchronisation kann ernsthafte Probleme verursachen und kann sogar ein System anfällig für bösartige Angriffe und sogar Betrug machen.

Aus diesem Grund sind die meisten Computernetzwerke auf UTC (Coordinated Universal Time) synchronisiert. UTC ist eine globale Zeitskala und für jeden weltweit die gleiche Zeit, die von Atomuhren erzählt wird, die sehr genau sind und in Millionen von Jahren keine Sekunde gewinnen oder verlieren.

Die meisten Computernetzwerke verwenden eine dedizierte NTP Zeitserver um eine UTC-Zeit zu erhalten, um auch ihre Computer zu synchronisieren. UTC ist über das Internet (wenn auch ungesichert), über das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) oder über den Empfang von nationalen Zeit- und Frequenzsendungen über Langwellen verfügbar.

NTP synchronisiert einen Computer, indem die empfangene UTC-Zeit überprüft und der Zeitstempel eines Computers so lange hinzugefügt oder gehalten wird, bis er perfekt mit UTC übereinstimmt. Durch die Verwendung eines dedizierten NTP-Zeitservers kann die UTC in einem Netzwerk auf einige Millisekunden der UTC-Zeit aufrechterhalten werden.

Computernetzwerke können ein einschüchterndes Unterfangen sein. Ein Computernetzwerk ist jedoch nur eine Anzahl von Maschinen, die miteinander verbunden sind, um den Datentransfer und die Sicherheit zu erleichtern. Sie können sehr klein sein, wie zwei Computer in einem Heimnetzwerk zu wirklich großen Netzwerken, die aus Hunderten und Tausenden von Computern bestehen.

Wenn ein Computer oder Gerät mit einem Netzwerk verbunden ist, gibt es nur einen Bezugspunkt, den die Computer verwenden können, um die Reihenfolge der Ereignisse und Anwendungen festzulegen, und das ist die Zeit.

Die Zeit in Form von Zeitstempeln wird von den meisten Anwendungen verwendet, und dies ist der Fall, wenn Probleme in Computernetzwerken auftreten können.

Computer geben die Uhrzeit an, indem sie eine Software-Uhr verwenden. Dies basiert auf einer Systemuhr, die die Zeit hält, wenn der Computer ausgeschaltet ist. Die internen Uhren von Computern sind jedoch völlig ungenau. Sie neigen dazu, bis zu mehreren Sekunden pro Woche zu treiben. Wenn in einem Netzwerk mehr als eine Maschine vorhanden ist, kann dies zu schwerwiegenden Problemen führen, wenn die Maschinen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten driften.

E-Mails können ankommen, bevor sie gesendet wurden, und das ganze Netzwerk kann anfällig für Sicherheitsbedrohungen und sogar für Betrug sein!

A Netzwerk-Zeitserver wird verwendet, um ein Computernetzwerk mit einer einzelnen Zeitquelle zu synchronisieren. Diese Zeitquelle kann alles sein, von einer internen Uhr auf einem Computer bis zu der Zeit, die von einer Armbanduhr erzählt wird. Um jedoch eine perfekte Genauigkeit sicherzustellen und ein Netzwerk mit dem Rest der Welt synchronisiert zu halten, sollte eine UTC-Zeitquelle verwendet werden.

UTC (Coordinated Universal Time) ist eine globale Zeitskala basierend auf der Zeit, die von Atomuhren erzählt wird. Ein Netzwerk-Zeitserver kann eine UTC-Zeitquelle über das Internet (wenn auch ungesichert), über das GPS-Netzwerk (Global Positioning System) oder über eine spezielle Funkübertragung von nationalen Physiklaboren empfangen.

Die meisten Netzwerkzeitserver verwenden NTP (Network Time Protocol) zur Verteilung der Timing-Referenz im gesamten Netzwerk. NTP ist nicht das einzige Timing-Protokoll, das dazu entwickelt wurde, obwohl es bei weitem am weitesten verbreitet ist.