Zamanı söylemek çoğu insanın düşündüğü kadar kolay değil. Aslında şu çok soru, 'saat kaçtı?' modern bilimin bile cevaplayamadığı bir sorudur. Einstein'a göre zaman, görecelidir; hız ve yerçekimi gibi şeylerden etkilenen değişik gözlemciler için değişiklikler geçiriyor.

Hepimiz aynı gezegende yaşıyoruz ve zamanın geçişi benzer bir şekilde yaşadığımızda bile, zamanın gittikçe zorlaştığını söylüyoruz. Ay'ın yer çekimi, 24 saatten daha uzun olmak ve birkaçı daha kısa olmak için bazı günlere neden olduğu için, Dünya'nın rotasyonunu kullanmaya yönelik orijinal yöntemimiz yanlış olduğundan keşfedilmiştir. Aslında ilk dinozorlar Dünya'yı dolaşıyorken sadece 22 saat uzunluğundaydı!

Mekanik ve elektronik saatler bize bir derece hassasiyet sunarken, modern teknolojilerimiz daha doğru zaman ölçümleri gerektirdi. GPS, İnternet ticareti ve hava trafik kontrolü sadece üç sanayide bölünmüştü ikinci zamanlama inanılmaz derecede önemlidir.

Peki zamanını nasıl takip edeceğiz? Elektrikli osilatörler (kuvartz saatler) ve mekanik saatler yalnızca günde bir veya iki saniyelik bir hassaslıkta iken Dünya'nın dönüşünü güvenilmez kanıtladı. Ne yazık ki birçok teknolojimiz için ikinci bir yanlışlık çok uzun sürebilir. Uydu seyrüseferinde, ışık bir saniyenin biraz fazlasıyla 300,000 km yol kat eder, bu da bir saniyelik yanlışlık olması durumunda ortalama sat-nav birimini işe yaramaz hale getirir.

Zamanı ölçmek için doğru bir yöntem bulmak için çözüm, çok küçük kuantum mekaniğini incelemektir. Kuantum mekaniği, atomun ve onun özelliklerinin ve etkileşimlerinin incelenmesidir. Elektronların, atomları yörüngede tutan küçük parçacıkların, yörüngedeki yoldan değiştikleri ve bunu yaptıklarında kesin miktarda enerji saldığı keşfedildi.

Sezyum atomunda, saniyede yaklaşık dokuz milyar kez görülür ve bu sayı asla değişmez ve bu nedenle zamanı takip etmek için son derece güvenilir bir yöntem olarak kullanılabilir. Sezyum atomları din atom saatlerini kullanıyor ve aslında ikinci atom şimdi, sezyum atomunun radyasyon 9 milyar devresinden biraz daha fazlası olarak tanımlanıyor.

atomik saatler birçok teknolojimizin temelidir. Küresel ekonominin tamamı, tarafından iletilen zaman ile onlara güvenir NTP zaman sunucuları bilgisayar ağlarında veya GPS uyduları tarafından radyasyona bulaştırılmış; tüm dünyada aynı, doğru ve istikrarlı bir süreyi korur.

Atomik saatler sayesinde dünyanın her yerinde aynı saati birbirinden birkaç saniyede bir çalıştırmak için izin veren resmi bir küresel zaman ölçeği, Eşgüdümlü Evrensel Zaman (UTC) geliştirildi.

A saat sunucusu ortak bir ofis aracıdır, ancak bunun nedeni nedir?

Hepimiz dünyanın geri kalanından farklı bir zaman geçirmekteyiz. Amerika uyanırken, Honk Kong yatacak ve bu nedenle dünya saat dilimlerine ayrılıyor. Aynı zaman diliminde bile farklılıklar olabilir. Örneğin anakara Avrupa'da, İngiltere'nin mevsimsel saatinin değişmesi nedeniyle çoğu ülke İngiltere'nin bir saat önündedir.

Bununla birlikte, küresel iletişim söz konusu olduğunda, dünyanın dört bir yanından farklı zamanlara sahip olmak, özellikle hisse alımı veya satışı gibi zamana duyarlı işlemleri yapmak zorunda kalırsanız problem yaratabilir.

Bu amaçla erken 1970'ler tarafından küresel bir zaman ölçeği gerektiği açıktı. 1 Ocak 1972'da tanıtıldı ve çağrıldı. UTC - Eşgüdümlü Evrensel Zaman. UTC, atom saatiyle tutulur, ancak kendisinin Dünya'nın dönüşüne dayanan bir zaman ölçeği olan Greenwich Mekânına (GMT - genellikle UT1 olarak da bilinir) dayanır. Ne yazık ki, Dünya'nın dönüş hızı değişir, öyleyse UTC, yılda bir veya iki kez bir saniye ekleyerek bunu hesaplar (Sıçrama İkincisi).

Birçoğuyla tartışmalı olmasına rağmen, gökyüzü ve havadaki dalgalanmaları önlemek için gökbilimcilerin ve diğer kurumların sabırlı saniyeler sürmesi gerekiyor, aksi takdirde gece gökyüzünde yıldızların yerlerini belirlemek imkansız olur.

UTC şimdi tüm dünyada kullanılmaktadır. Sadece resmi küresel zaman ölçeği değil, aynı zamanda tüm dünyadaki yüzbinlerce bilgisayar ağı tarafından da kullanılmaktadır.

Bilgisayar ağları bir ağ zaman sunucusu Bir ağdaki tüm cihazları UTC ile senkronize etmek için. Çoğu zaman sunucusu, zamanı dağıtmak için NTP protokolünü (Ağ Zaman Protokolü) kullanır.

NTP zaman sunucuları, ulusal fizik laboratuvarlarından gelen uzun dalga radyo yayınlarıyla veya GPS ağıyla (Global Konumlandırma Sistemi) atom saatlerinden zamanı alır. GPS uyduları, yeryüzüne geri dönen tümleşik bir atom saati taşıyor. Bu zaman sinyali UTC'ye (GPS zamanı olarak bilinir) değil, iletim doğruluğundan ötürü kolayca bir UTC'ye UTC'ye çevrilir. GPS NTP sunucusu.

Atom saatleri tüm dünyada binlerce uygulama için kullanılır. Bir bilgisayar ağıyla senkronize etmek için uyduları kontrol etmekten NTP sunucu, atom saatleri kontrolümüzü ve yönetim şeklimizi değiştirdi.

Doğruluk açısından bir atom saati rakipsizdir. Dijital kuvars saatleri, bir saniyeden fazla kaybetmeden bir hafta süreyle doğru zaman tutabilir, ancak atomik saat, milyonlarca yıl boyunca sürüklenmeden zamanı tutabilir.

atomik saatler kuantum sıçramaları ilkesinde çalışmak, bir elektron olduğunu belirten kuantum mekaniğinin bir dalı; negatif yüklü bir parçacık, belirli bir düz veya seviyedeki bir atomun (merkez) bir çekirdeği yörüngede gezecek. Elektromanyetik radyasyon formunda yeterli enerjiyi emer veya serbest bıraktığında elektron farklı bir düzleme sıçrar - kuantum sıçraması.

İki seviye arasındaki geçişe karşılık gelen elektromanyetik radyasyonun frekansını ölçerek, zamanın geçişi kaydedilebilir. Sezgisel atomlar (sezyum 133), her saniyede 9,192,631,770 radyasyon çevrimlerine sahip oldukları için zamanlama için tercih edilir. Sezyum atomunun enerji seviyeleri (kuantum standartları) her zaman aynı olduğu ve bu kadar yüksek bir sayı olduğu için, sezyum atom saati inanılmaz derecede kesin.

Günümüzde dünyada en çok kullanılan atom saati, sezyum çeşmesidir. Bu saatte bir atom bulutu bir mikrodalga bölmesine yansıtılır ve yerçekimi altında düşmesine izin verilir. Lazer ışınları bu atomları yavaşlatır ve atomun enerji seviyeleri arasındaki geçiş ölçülür.

Yeni nesil atom saatleri, bir çeşmeden ziyade iyon tuzakları kullanarak geliştiriliyor. İyonlar, bir manyetik alan tarafından sıkıştınlabilen pozitif yüklü atomlardır. Stronsiyum gibi diğer elementler bu yeni nesil saatlerde kullanılmaktadır ve bir stronsiyum iyonu tuzak saatinin potansiyel doğruluğunun mevcut atomik saatlerin 1000 katı olabileceği tahmin edilmektedir.

Atomik saatler her türlü teknoloji ile kullanılmaktadır; uydu iletişimi, Küresel Konumlandırma Sistemi ve hatta İnternet ticareti, atom saatlerine bağımlıdır. Bilgisayarların çoğu, dolaylı olarak bir atom saati ile NTP sunucu. Bu cihazlar, atomik bir saatten zaman alır ve tüm cihazlar üzerinde kesin zaman temin eden şebekeleri etrafında dağıtılır.

atomik saatler Zaman tutma cihazlarının doruk noktasıdır. Modern atom saatleri, 100,000,000 yıllarında (100 milyon) zamanında bile bir saniye bile kaybolmadığı bu tür kesinliğe zaman ayırabilmektedir. Bu yüksek doğruluk yüzünden atom saatleri dünyanın zaman ölçeğinin temelini oluşturur.

1972'te, atomik saatler tarafından söylenen zamana dayalı olarak küresel iletişim ve zamana duyarlı, yığınların satın alınması ve küresel bir zaman ölçeği paylaşımı işlemlerine izin vermek için geliştirildi. Bu zaman ölçeği, Eşgüdümlü Evrensel Zaman (UTC) Uluslararası Ağırlıklar ve Önlemler Bürosu (BIPM), dünyanın dört bir yanındaki 230 laboratuvarlarından 65 atomik saatlerin bir takımyıldızı kullandı.

Atomik saatler atomun temel özelliklerine, kuantum mekaniği olarak bilinir. Kuantum mekaniği, bir atomun çekirdeğini yörünleyen bir elektronun (negatif yüklü parçacık), doğru miktarda enerji emip çıkarmaya bağlı olarak farklı seviyelerde veya yörüngede uçlarda bulunabileceğini önermektedir. Bir elektron, yeterli enerjiyi emdiğinde veya bıraktığında, başka bir seviyeye "atlayabilir", bu bir kuantum sıçraması olarak bilinir.

Bu iki enerji durumu arasındaki frekans, zaman tutmak için kullanılır. Çoğu atomik saatler, iki seviye arasındaki geçişe karşılık gelen 9,192,631,770 radyasyon periyoduna sahip olan sezyum atomuna dayanır. Sezyum saatlerinin doğruluğundan dolayı, BIPM şimdi bir saniyenin, sezyum atomunun 9,192,631,770 döngüsü olarak tanımlandığını düşünmektedir.

Atomik saatler, hassas zamanlamanın gerekli olduğu binlerce farklı uygulamada kullanılır. Uydu iletişimi, hava trafiği kontrolü, İnternet ticareti ve GP'ler, zaman tutmak için atom saatleri gerektirir. Atomik saatler bir yöntem olarak da kullanılabilir bilgisayar ağlarını senkronize etme.

Kullanan bir bilgisayar ağı NTP zaman sunucusu bir radyo iletimini veya GPS uyduları tarafından yayınlanan sinyalleri (Global Positioning System) bir zamanlama kaynağı olarak kullanabilir. NTP programı (ya da daemon'u) o zaman o ağdaki tüm aygıtların atom saatiyle söylendiği zamana eşzamanlanmasını sağlar.

Kullanarak NTP sunucu bir atom saatine senkronize edildiğinde, bir bilgisayar ağı aynı zamana duyarlı hareketlerin dünya çapında yürütülebilmesini sağlayan diğer ağlarla aynı eşgüdümlü evrensel zamanı çalıştırabilir.

NTP sunucuları bilgisayar ağları tarafından senkronizasyon için bir zamanlama referansı olarak kullanılır. bir NTP sunucu gerçekten bir atom saatinden zaman alan ve onu dağıtan bir iletişim cihazıdır. Doğrudan bir atom saati zamanı alan NTP sunucuları, 1 NTP sunucuları katmanı olarak bilinir.

Bir 0 katmanı bir atom saatidir. Bunlar son derece pahalı ve narin makinelerdir ve sadece büyük ölçekli fizik laboratuarlarında bulunabilirler. Ne yazık ki, bant genişliği düşünceleri nedeniyle bir katman 1 sunucusuna kimin erişebileceğini belirleyen birçok kural vardır. Çoğu katman 1 NTP sunucusu, üniversiteler veya diğer kâr amacı gütmeyen kuruluşlar tarafından kurulur ve bu nedenle bunlara kimlerin eriştiğini kısıtlamanız gerekir.

Neyse ki, stratum 2 zaman sunucuları kendisi (stratum 2 cihazından zaman alıcı bir cihazın bir tabaka 3 sunucusudur. Zamanı alır cihazlar bir zaman referans olarak kullanılabilecek bir zamanlama kaynağına ve bir zaman sinyalini alan bir cihaz gibi yeterince iyi doğruluk sunabilir bir katman 3 sunucusu katman 4 aygıtları ve benzeri).

Ntp.org, NTP havuz projesinin resmi evidir ve bugüne kadar genel NTP sunucusu. Havuzda kullanılabilen iki genel sunucu listesi vardır; 1 sunucularını (çoğu kapalı erişim olanağı) ve sekonder olan 2 sunucularını görüntüleyen birincil sunucular.

Kamu NTP sunucusu kullanırken erişim kurallarına uymak önemlidir; aksi halde sunucunun trafiğe kapanmasına neden olabilir ve çoğu genel NTP sunucusu cömertlik davranışı olarak kurulduğundan sorunlar devam etmeye devam ederse.

İnternetten bir zamanlama kaynağı kullanırken hatırlanması gereken bazı önemli noktalar var. Birincisi, İnternet zamanlama kaynakları doğrulanamıyor. Kimlik doğrulama, dahili bir güvenlik önlemi olup, NTP tarafından kullanılır ancak net üzerinden kullanılamaz. İkincisi, bir İnternet zamanlama kaynağı kullanmak için güvenlik duvarınızda açık bir bağlantı noktası olması gerekir. Güvenlik duvarında bir delik kötü niyetli kullanıcılar tarafından kullanılabilir ve bir sistemi saldırıya açık hale getirebilir.

Güvenli bir zamanlama kaynağı isteyen veya doğruluk çok önemli olduğunda, özel bir NTP sunucu Bu, uzun dalga radyo yayınlarından veya GP şebekesinden bir zamanlama sinyali alır.

The,en WWVB zaman sinyali küresel zaman ölçeği UTC'ye (Koordineli Evrensel Zaman) dayanan doğru ve güvenilir bir ABD sivil saati kaynağı sağlayan özel bir radyo yayınıdır ve WWVB sinyali Amerika Birleşik Devletleri NIST laboratuvarı tarafından yayınlanır ve sürdürülür (National Institute for Standards ve Zaman).

WWVB zaman sinyali, bir bilgisayar ağı ile bir radyo saatini senkronize eden yöneticiler için ana kullanımının bir UTC zamanı kaynağı olmasına rağmen, doğru zamanlama bilgisi gerektiren herkes tarafından kullanılabilir. Radyo saatleri gerçekten bir terim için başka bir terimdir ağ zaman sunucusu Bu, bir radyo iletimini bir zamanlama kaynağı olarak kullanmaktadır.

Çoğu radyo tabanlı ağ zaman sunucusu kullanır NTP (Ağ Zaman Protokolü) zamanlama bilgisini ağ boyunca dağıtmak için kullanılır.

WWVB sinyali Fort Collins, Colorado'dan yayınlanıyor. Sinyal, girişime ve yerel topoğrafyaya karşı savunmasız olmasına rağmen, ABD ve Kanada'nın her yerinde günde 24 saat kullanılabilir. WWVB servisinin kullanıcıları ağırlıklı olarak bir "yer dalgası" sinyali alır. Bununla birlikte, iyonosferden yansıyan ve geceleri daha güçlü olan artık bir 'gök dalgası' da var; bu toplam alınan sinyalin daha güçlü veya zayıflamasına neden olabilir.

WWVB sinyali, 60 kHz frekansında (2 içindeki 1012 parçaları içinde) taşınır ve NIST'de bulunan bir sezyum atom saati tarafından kontrol edilir

Sinyalin alan gücü, Colorado'nun 100 km'lik bir mesafede, ABD'nin büyük bölümünü kapsayan, 1000 μV / m'yi (metreküp mikrovolt) aşıyor.

WWVB sinyali, saat ve tarih bilgilerini içeren basit bir ikili kod biçimindedir WWVB saat ve tarih kodu, yıl, ay, gün, haftanın günü, saat, dakika, Yaz Saati (etkin veya yakın).

Zaman medeniyette daima önemli bir rol oynamıştır. Anlama ve izleme zamanı, insanlığın tarih öncesi işgal öncesi durumlarından biridir ve zamanı takip etme kabiliyeti, esyerlerimize olduğu kadar önemlidir.

Atalarımız, bitki yetiştirmenin en güzel zamanını veya dini kutlamalar için ne zaman toplanılacağını ve zamanın başkalarınınki ile aynı olduğundan emin olmak için ne zaman olacağını bilmeleri gerekiyordu.

Zaman senkronizasyonu belirli bir saatte bir etkinlik düzenlemek için doğru saat tutmanın anahtarı, herkes aynı anda koşuyorsa faydalı olacaktır. Modern dünyada, iş, kağıt tabanlı bir sistemden elektronik bir sisteme geçtikçe, zaman senkronizasyonu ve daha iyi doğruluk arayışının önemi daha da önemlidir.

Bilgisayar ağları şimdi dünyanın her yerinden milyarlarca dolar değerinde işlem yaparak birbirleriyle iletişim kuruyor, milisaniye doğruluğu şimdi iş başarısının bir parçası.

Bilgisayar ağları, yüzlerce, binlerce bilgisayar, sunucu ve yönlendiriciden oluşabilir ve hepsi birlikte mükemmel bir şekilde senkronize edilmedikçe hepsinin dahili bir saati vardır, potansiyel sorunların sayısız oluşabilir.

Güvenlik ihlalleri, veri kaybı, sık çökme ve arıza, dolandırıcılık ve müşteri güvenilirliği, bilgisayarın zaman senkronizasyonunun olası tüm tehlikeleridir. Bilgisayarlar, olaylar arasındaki tek referans noktası olarak zamana güveniyor ve pek çok uygulama ve süreçler zaman bağımlıdır.

Aygıtlar arasında birkaç milisaniye arasındaki tutarsızlıklar bile, özellikle milyonlarca insanın kazandığı veya kaybedildiği küresel finans dünyasında sorunlara neden olabilir. Bu nedenle, çoğu bilgisayar ağı, saat sunucusu. Bu cihazlar atom saatinden bir zaman sinyali alırlar. Bu sinyal daha sonra ağdaki her cihaza dağıtılır ve böylece tüm makinelerin aynı zamana sahip olduklarından emin olunur.

Çoğu senkronizasyon cihazı bilgisayar programı tarafından kontrol edilir NTP (Ağ Zaman Protokolü). Bu yazılım düzenli olarak her cihazın süratli olup olmadığını kontrol eder (istenen zamandan yavaş veya hızlanır) ve cihazların senkronize zamanından asla vazgeçmesini önler.

Zaman senkronizasyonu şimdi ağ yönetiminin ayrılmaz bir parçasıdır. UTC zamanına (Eşgüdümlü Evrensel Saat) eşzamanlanmayan şebekeler izole hale gelir; Zamana duyarlı işlemleri işleme koyamıyor veya diğer ağlarla güvenli bir şekilde iletişim kuramıyor.

UTC zamanı tüm kürenin tek bir zaman çerçevesinde iletişim kurabilmesini sağlamak için geliştirildi ve atomik saatler.

UTC zamanına senkronize etmek için, birçok ağ yöneticisi basitçe bir İnternet zamanlama kaynağına bağlanır ve UTC zamanının güvenli bir kaynağı olduğunu varsayıyorlar. Bununla birlikte, bunun için tuzaklar vardır ve güvenlik gerektiren herhangi bir ağ İnternet'i zamanlama kaynağı olarak ASLA kullanmamalıdır:

1. Bir internet zamanlama kaynağı kullanmak için bir bağlantı noktasının güvenlik duvarında iletilmesi gerekir. Zamanlama bilgisinin geçmesine izin vermek için bu 'delik' de herkes tarafından kullanılabilir.
2. NTP (Ağ Zaman Protokolü), zamanlama kaynağının tam olarak kim olduğunu söylediğini doğrulama olarak adlandırılan dahili bir güvenlik önlemine sahiptir; bu, Internet üzerinden kullanılamaz.
3. İnternet zamanlama kaynakları tamamen hatalı. MIT (Massachusetts Teknoloji Enstitüsü) Nelson Minar tarafından yapılan bir anket, yarısından azının UTC zamanına kadar güvenilir olarak tanımlanabileceğini keşfetti (bazıları neredeyse dakikalarca hatta saatler sonra!).
4. Internet'e olan uzaklık, müşteriye olan mesafe gecikmeye neden olabileceği için son derece hassas bir İnternet zamanlama kaynağı bile işe yaramaz hale getirebilir.
5. Özel zaman sunucusu, doğruluğunu garanti etmek için güvenlik ve yasal koruma sağlayarak denetlenebilen GPS zamanlama sinyali telsizini kullanacaktır; İnternet zamanlama kaynakları olamaz.

Dedicated NTP zaman sunucuları Internet saati kaynaklarından daha fazla koruma ve güvenlik sunmakla kalmaz. Ayrıca, GPS ve zaman ve frekans radyo yayınları (MSF, DCF veya WWVB gibi) ile birkaç milisaniyelik UTC zamanında doğru olan karışık olmayan doğruluk sunuyorlar.

GPS zaman sunucuları , GPS şebekesinden bir zamanlama sinyali alan ve tüm şebekenin senkronize edilmesini sağlayan bir şebekedeki tüm cihazlar arasında dağıtım yapan şebeke zaman sunucularıdır.

GPS, dünyanın herhangi bir yerinde bulunan bir GPS sinyali olduğu için ideal bir zaman kaynağıdır. GPS, Global Konumlandırma Sistemi'nin (Global Positioning System) kısaltmasıdır, GPS ağı ABD askeri mülkiyetindedir ve ABD hava kuvvetleri tarafından (uzay kanadı) kontrol edilir ve işletilir. Bununla birlikte, geç 1980, navigasyona yardımcı olmak için dünyanın sivil nüfusuna açılmıştır.

GPS ağı, aslında Dünya'nın yörüngesinde bir 32 uydularının takımyıldızıdır, aslında konum bilgisi sağlamazlar (GPS alıcıları bunu yapar), ancak yerleşik atom saatlerinden bir zamanlama sinyali iletirler.

Bu zamanlama sinyali, bir alıcının ne kadar uzakta olduğunu ve dolayısıyla bir uydudan ne kadar uzak olduğunuzu 3-4 zamanlama sinyallerini üçgenleştirerek genel bir konuma gelmek için kullanılan şeydir. Esasen, küresel bir konumlandırma uydusu sadece yörüngedeki bir saattir ve bir GPS zaman sunucusu tarafından alınabilen ve bir ağ arasında dağıtılan bu yayın bilgidir.

Kesin olarak GPS zamanını konuşan genel zaman ölçeği UTC (koordinatlı evrensel zaman) ile aynı değildir; ancak GPS saat sunucusu zaman biçimini otomatik olarak UTC'ye çevirir.

Bir GPS zaman sunucusu, UTC'nin birkaç milisaniyesinde doğruluğu sağlayabilen ağlarla sınırlanmamış doğruluğu sağlayabilir.