Zaman senkronizasyonu modern bilgisayar ağları için son derece önemlidir. Bazı endüstrilerde zaman senkronizasyonu, özellikle hava trafik kontrolü veya deniz seyrüsefer gibi hassas zaman eksikliği yüzlerce kişinin hayatını tehlikeye atabileceği teknolojilerle uğraşırken hayati önem taşır.

Finansal dünyada bile, doğru zaman senkronizasyonu hayati önem taşır, çünkü her saniye milyonlarca hisse senedi fiyatı eklenebilir veya silinebilir. Bu nedenle tüm dünya, koordine edilmiş evrensel zaman olarak bilinen küresel bir zaman ölçeğini uygular (UTC). Bununla birlikte, UTC'ye bağlı kalmak ve UTC'yi kesin tutmak iki farklı şeydir.

Bilgisayar saatlerinin çoğu, yavaş yavaş ya da daha hızlı kayan basit osilatörlerdir. Ne yazık ki bu, Pazartesi günü ne kadar doğruysa yapılsın, Cuma gününe kadar sürüklenecekleri anlamına geliyor. Bu sürüklenme saniyenin yalnızca bir kısmı olabilir ancak başlangıçta UTC süresinin bir saniyenin dışına çıkması uzun sürmüyor.

Birçok endüstride bunun bir yaşam meselesi ya da hisse senedi ve hisse senedi kaybının milyonlarca ölümü anlamına gelmediği, ancak zaman senkronizasyonu eksikliğinin, dolandırıcılıktan daha az korunan bir şirket bırakması gibi öngörülemeyen sonuçları olabilir. Bununla birlikte, gerçek UTC zamanını alıp tutmak oldukça basittir.

Dedicated ağ zaman sunucuları protokolü kullanan mevcut NTP (Ağ Zaman Protokolü) bir ağın UTC zaman kaynağına karşı zamanını sürekli olarak kontrol etmek. Bu cihazlara genellikle bir NTP sunucu, zaman sunucusu veya ağ zaman sunucusu. NTP sunucu makinelerin UTC'den uzaklaşmadığından emin olmak için bir ağdaki tüm aygıtları sürekli olarak ayarlar.

UTC, GPS ağı da dahil olmak üzere çeşitli kaynaklardan edinilebilir. Bu UTC zamanının ideal kaynağıdır, çünkü gezegen üzerindeki her yer güvenli, güvenilir ve kullanılabilir durumdadır. UTC ayrıca ulusal radyo yayınları vasıtasıyla da gönderilebilir. ulusal fizik laboratuvarları ancak her yerde bulunmazlar.

Saatlerimize veya ofis saatine baktığımızda, sıklıkla verilen zamana göre doğrudur. Saatlerimizin on dakika hızlı ya da yavaş olup olmadığını fark edebiliriz ancak bir iki saniye olup olmadığına dikkat et.

Ancak binlerce yıldır insanlık gittikçe artan bir oranda doğru saatler bugün uydu navigasyon çağımızda faydaları bol olan, NTP sunucuları, İnternet ve küresel iletişim.

Doğru zamanın nasıl ölçülebileceğini anlamak için, zaman kavramını anlamak ilk önce önemlidir. Dünya'da binyılda ölçüldüğü zaman, Einstein'ın bize bildirdiği gibi, kendisinin dört boyutlu bir uzay-zaman olarak tarif ettiği evrenin kendisinin bir parçası olduğu zamanın kendine özgü farklı bir konseptidir.

Yine de, tarihsel olarak, zamanın kendisinden değil, Güneş'e ve Ay'a karşı gezegenimizin rotasyonuna dayalı zamanı ölçtük. Bir gün, 24 eşit parçaya (saat) bölünür ve her biri 60 dakikaya bölünür ve dakika 60 saniyeye bölünür.

Bununla birlikte, günümüzde Dünya'nın rotasyonu gün geçtikçe değiştiği için zamanı bu şekilde ölçmenin doğru sayılmadığı anlaşıldı. Gelgit kuvvetleri, kasırgalar, güneş rüzgarları ve hatta kutuplardaki kar miktarı gibi her çeşit değişken Dünya'nın dönüş hızını etkiler. Aslında, dinozorlar dünyayı dolaşmaya ilk başladığında, bugün ölçtüğümüz gibi bir günün uzunluğu sadece 22 saat olurdu.

Şimdi zamanımızı atomların geçişinde kullanıyoruz. atomik saatler taban durumundaki birleşmemiş sezyum atomunun aşırı ince geçişiyle yayılan radyasyonun 9,192,631,770 periyotlarına dayanan ikinci bir saniye ile. Bu karmaşık görünse de, aslında hiçbir zaman değişmeyen ve bu nedenle zamanımızın temelini oluşturan oldukça doğru bir referans sağlayabilen yalnızca bir atomik 'kene'.

Atomik saatler bu atomik rezonansı kullanır ve bir saniyenin bile bir milyar yıl içinde kaybolmadığı kadar doğru olan zamanı tutabilir. Modern teknolojilerin tümü bu hassaslığın avantajından yararlanarak bugün uydu iletişim, NTP sunucuları ve hava trafik kontrolü, hayatımızı değiştirerek değişiyor.

Atom çağında bir çağda ve NTP sunucu zaman tutma, şimdi artan hassasiyetle, artık kabul ettiğimiz teknolojilerin ve sistemlerin çoğuna izin vererek daha doğru ve o halde daha doğru.

Zaman işleyişi her zaman insanlığın bir meşguliyken, son birkaç on yıl içinde gerçek doğruluk mümkün olmuştur. atom saati.

Atomik zaman öncesinde, ortalama dijital saatte bulunanlar gibi elektrik osilatörleri zamanın en doğru ölçüsüdür ve bu gibi elektronik saatler öncekilerden çok daha hassastır - mekanik saatler, yine de haftada bir saniyeye kadar sürüklenebilir .

Peki neden zamanın bu kadar kesin olması gerekiyor, sonuçta bir saniye ne kadar önemli olabilir? Hayatımızın günlük hayatında bir saniye o kadar da önemli değildir ve elektronik saatler (ve hatta mekanik olanlar da) ihtiyaçlarımız için yeterli zaman tutmayı sağlar.

Günlük hayatımızda saniyenin bir farkı vardır ama birçok modern uygulamada ikincisi bir çağ olabilir.

Modern uydu navigasyonu bir örnektir. Bu cihazlar yeryüzünün herhangi bir yerini birkaç metreye kadar saptayabilir. Ancak bunu, ancak navigasyon uydularından gönderilen zaman sinyalinin saniyede yaklaşık 300,000 km olan ışık hızda ilerlediği için sistemi kontrol eden atom saatlerinin ultra hassas doğası nedeniyle bunu yapabilirler.

Işık, saniyede böyle geniş bir mesafeyi dolaştığında, uydu navigasyon sistemini yöneten herhangi bir atom saati, bir saniyelik bir sürede çıktığında, konumlandırma binlerce kilometre kadar yanlış olur ve bu da konumlandırma sistemini işe yaramaz hale getirir.

Benzer doğruluk ve aynı zamanda ticaret ve iletişim yollarının birçoğu gerektiren birçok başka teknoloji vardır. Hisse senetleri ve hisse senetleri her saniyede bir aşağı yukarı dalgalanmakta ve küresel ticaret, dünyanın dört bir yanındaki herkesin aynı saatte iletişim kurmasını gerektirmektedir.

Çoğu bilgisayar ağı, NTP sunucu (Ağ Zaman Protokolü). Bu aygıtlar, bilgisayar ağlarının hepsinin aynı atomik saat tabanlı zaman ölçekli UTC'yi (eşgüdümlü evrensel zaman) kullanmasına izin verir. Kullanarak UTC Bir NTP sunucusu üzerinden bilgisayar ağları birkaç milisaniye içinde birbirine senkronize edilebilir.

Stratejileri Organize Etmek

Tabaka seviyeleri, bir cihaz ile referans saati arasındaki mesafeyi tanımlar. Örneğin bir fizik laboratuarında veya GPS uydusunda bulunan bir atom saati bir 0 katmanı aygıtıdır. bir katman 1 cihaz, bir katman 0 cihazından zaman alan bir zaman sunucusudur; NTP sunucu 1 katmanıdır. Zaman sunucusundan saatler alan bilgisayarlar ve yönlendiriciler gibi aygıtlar katman 2 aygıtlarıdır.

NTP 16 katman seviyelerini destekleyebilir ve her ne kadar doğrulukta bir düşüş olsa da, stratum seviyeleri gittikçe uzaklaşırsa, şebeke tıkanıklığına veya bant genişliğinde tıkanmaya neden olmaksızın tek bir NTP sunucusundan birinin tümüne büyük bir ağ almasına izin verecek şekilde tasarlanır. .

Kullanırken NTP sunucu cihazın zaman talepleri ile aşırı yüklenmemesi önemlidir, bu nedenle şebeke, şebekeden istek alarak belirli sayıda makine ile bölünmelidir. NTP sunucu (NTP sunucusu üreticisi işleyebileceği istek sayısını önerebilir). Bu katman 2 cihazları, diğer cihazlar için zaman referansları olarak kullanılabilir (çok katmanlı 3 cihazları haline gelir), daha sonra büyük referans ağlarında zaman referansları olarak kullanılabilirler.

NTP sunucuları küresel ve güvenli bir şekilde iletişim kurması gereken herhangi bir işletme için hayati bir araçtır. NTP sunucuları, atom saatleri tarafından söylenen son derece kesin zamana dayalı dünyanın küresel zaman çizelgesini Koordineli Evrensel Saati (UTC) yayınlamaktadır.

NTP (Ağ Zaman Protokolü) UTC saatini bir ağ üzerinden dağıtmak için kullanılan protokoldür ve ayrıca tüm zamanın doğru ve istikrarlı olmasını sağlar. Bununla birlikte, kurulumda birçok tuzak bulunmaktadır. NTP ağı, en yaygın olanı:

Doğru zaman kaynağını kullanma

En uygun zaman kaynağına ulaşmak, bir NTP ağı kurmak için çok önemlidir. Zaman kaynağı bir ağdaki tüm makineler ve cihazlar arasında dağıtılacaktır, bu nedenle sadece doğru değil aynı zamanda kararlı ve güvenli olması da hayati önem taşımaktadır.

Pek çok sistem yöneticisi köşelerini bir zaman kaynağıyla keser. Güvenlik duvarı açılması gerekeceğinden ve pek çok internet kaynağının herhangi bir yararlı doğruluk elde etmek için çok uzakta ya da çok uzakta olmasından dolayı, bazıları İnternet tabanlı bir zaman kaynağını kullanmaya karar verirler, ancak bunlar güvenli değildir.

Bir UTC zaman kaynağının alınması için iki oldukça güvenli yöntem vardır. Birincisi, UTC'yi iletmemekle birlikte GPS şebekesini kullanmaktır, GPS saati Uluslararası atom zamanına dayanır ve bu nedenle NTP'nin dönüştürülmesi kolaydır. GPS zaman sinyalleri ayrıca tüm dünyada kolaylıkla kullanılabilir.

İkinci yöntem, bazılarının yayınladığı uzun dalga radyo sinyallerinin kullanılmasıdır ulusal fizik laboratuvarları. Bununla birlikte, bu sinyaller her ülkede mevcut değildir ve sınırlı bir menzil sergilerler ve etkileşime ve yerel topografyaya duyarlıdırlar.

Ağ Zaman Protokolü bilgisayarları senkronize tutmak için geliştirildi. Tüm bilgisayarlar kaymaya eğilimlidir ve zamanlama kritik uygulamaları için doğru zamanlama şarttır.

NTP'nin bir sürümü çoğu Windows sürümünde kurulmuştur (soyutlanmış bir sürüm olan SNTP - Basitleştirilmiş NTP - eski sürümlerdedir) ve Linux'da bulunur, ancak NTP.org'dan indirmek ücretsizdir.

Bir ağı senkronize ederken, özel bir NTP sunucu bir zamanlama kaynağı alır. atom saati ya uzman radyo yayınları veya GPS ağı. Bununla birlikte, İnternet tabanlı zaman kaynaklarının NTP tarafından kimlik doğrulaması yapılamayacağından, bilgisayarınızı tehditlere karşı savunmasız bıraktığına dikkat edilmelidir, ancak birçok İnternet saati referansı mevcuttur, diğerlerinden daha güvenilirdir.

NTP, hiyerarşik ve katmana düzenlenmiştir. Stratum 0, zamanlama referansıdır, tabaka 1, bir katman 0 zamanlama kaynağına ve bir katmana bağlı bir sunucudır. 2, bir katman 1 sunucusuna bağlı bir bilgisayardır (veya aygıttır).

NTP'nin Temel Konfigürasyonu /etc/ntp.conf dosyasını kullanarak düzenleyip, 1 katmanının ve katman 2 sunucularının IP adresini yerleştirmeniz gerekir. Temel bir ntp.conf dosyasına bir örnek:

sunucu xxx.yyy.zzz.aaa tercih (zaman sunucusu adresi, örneğin time.windows.com)

123.123.1.0 sunucusu

sunucu 122.123.1.0 katmanı 3

Driftfile / etc / ntp / drift

En basit ntp.conf dosyası, kendisinin de senkronize etmek istediği bir IP adresini ve kendisi için bir IP adresi olan 2 sunucularını listeler. Durum düştüğünde başvuru için birden fazla sunucu olması iyi bir temizlik yöntemidir.

NTP'nin mümkün olduğunda bu sunucuyu her zaman kullanacağından emin olmak için güvenilir bir kaynak için 'tercih' etiketli bir sunucu kullanılır. IP adresi, NTP'nin kendisiyle eşzamanlı olması durumunda sorunlar olması durumunda kullanılacaktır. Sürüklenme dosyası, NTP'nin sistem saatinin sürüklenme hızının bir kaydını oluşturduğu ve otomatik olarak buna göre ayarlandığı yerdir.

NTP, sistem saatinizi ancak yavaş yavaş ayarlayacaktır. NTP zaman kaynağına güvenmeden önce en az on paket bilgi bekleyecektir. NTP'yi test etmek için sistem saatinizi günün sonunda yarım saatine kadar değiştirmeniz yeterlidir ve sabah saati doğru olmalıdır.

Kullanarak doğru zaman Atomik saat kullanarak Kuzey Amerika'da kullanılabilir WWVB Atomic Clock saati Fort Collins, Colorado'dan iletilen sinyal; bilgisayarlardaki ve diğer elektrikli ekipmanların zamanını senkronize etme olanağı sağlar.

Kuzey Amerika WWVB sinyali, NIST - Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü. WWVB, yüksek verici gücü (50,000 watt), çok verimli bir anten ve son derece düşük frekansa (60,000 Hz) sahiptir. Karşılaştırma için, tipik bir AM radyo istasyonu, 1,000,000 Hz frekansında yayın yapar. Yüksek güç ve düşük frekansın birleşimi, WWVB'den gelen radyo dalgalarına çok fazla sıçrama getirir ve bu tekli istasyon tüm Amerika Birleşik Devletleri kıtasını ve ayrıca Kanada ve Orta Amerika'nın çoğunu kapsar.

Zaman kodları WWVB'den mümkün olan en basit sistemlerden birini kullanarak ve saniyede bir bitlik çok düşük bir veri hızında gönderilir. 60,000 Hz sinyali her zaman iletilir ancak her saniyede bir 0.2, 0.5 veya 0.8 saniyelik bir süre boyunca güç azalır: • 0.2 saniyelik azaltılmış güç, dijital sıfır anlamına gelir. • 0.5 saniye azaltılmış güç, ikili bir güçtür. • 0.8 saniyelik azaltılmış güç ayırıcıdır. Saat kodu BCD (İkili Kodlanmış Ondalık) olarak gönderilir ve gün ışığından yararlanma süresi ve sıçrama yıllarıyla ilgili bilgilerle birlikte dakika, saat, gün ve yılın süresini gösterir.

Saat, 53 bitleri ve 7 ayırıcıları kullanılarak iletilir ve bu nedenle, iletmek için 60 saniye sürer. Bir saat veya saat, sinyaldeki bilgileri çözmek ve saatin zamanını doğru olarak ayarlamak için son derece küçük ve nispeten basit bir anten ve alıcısı içerebilir. Yapmanız gereken tek şey saat dilimini ayarlamak ve atom saati doğru zamanı gösterecektir.

Dedicated NTP zaman sunucuları WWVB zaman sinyalini alacak şekilde ayarlanmış olanları mevcuttur. Bu cihazlar oa bilgisayar ağını diğer herhangi bir sunucu gibi bağlar; bunlar sadece zamanlama sinyalini alır ve bunları kullanarak ağdaki diğer makinelere dağıtırlar. NTP (Ağ Zaman Protokolü).

Bu gece yarısı, Uluslararası Yeryüzü rotasyonu ve Referans Sistemleri Servisi tarafından tavsiye edildiği gibi ek bir saniye eklenecektir (IERS). Bu, 2008'in son dakikası için 61 saniye sürmesi anlamına gelir.

Atılım Saniye başlangıcından bu yana neredeyse her yıl eklenmiştir. UTC (Eşgüdümlü Evrensel Saat) 1970'lerde. UTC'nin GMT ile senkronize olmasını sağlamak için fazladan saniye eklendi (Greenwich Meantime veya bazen UT1). GMT, bir günün Dünya'nın dönüşü olarak tanımlandığı ve tam devrim için 24 saniye süren geleneksel 86,400 saatlik sistemidir.

Ne yazık ki, Dünya sıklıkla dönüşünde biraz gergin olabilir ve ekstra saniyeler sonunda telafi etmek için yıl sonuna eklenmezse, iki sistem (UTC ve GMT) ayrılacaktı. Bir bin yılda zaman farkı yalnızca bir saat olurdu, ancak çoğu gökyüzünün hareketine tekabül etmeyen bir zaman sisteminin mantıksız olacağını ve tarım ve astronomi gibi mesleklerin daha zor hale geleceğini iddia ediyor.

Bununla birlikte, herkes dünyanın bazı bilgisayar ağlarının UTC ile senkronize edildiğini NTP sunucuları o zaman fazladan ikinci seferde bulanıklık duyulmamış miktarlarda soruna neden olur.

Artık Uluslararası Telekomünikasyon Birliği içindeki bir grup, ikinci adımı atmayı önermektedir. Grup üyesi Elisa Felicitas Arias, Uluslararası Ağırlıklar ve Önlemler Bürosu Fransa'nın Paris kentinde, gittikçe birbirine bağlı dünyada düzenli olarak ince ayar yapmaya ihtiyaç duyulmayan bir zaman ölçeği şarttır. Dahası, gemi ve uçaklar artık eski zaman sisteminden ziyade GPS ile gidiyor diyor. GPS bir sürümü üzerinde çalışır atom zamanı.

Gelecek sene, İTÜ üye ülkeleri öneri üzerinde oy kullanacaklar. 70 yüzde fikir destekliyorsa, 2011 Dünya Radyo Konferansı'nda resmi bir karar alınacaktır. Felicitas Arias'ın ortak yazarlığına göre, çoğu üye devlet bu fikri destekliyor. Bununla birlikte, İngiltere, güneş zaman ölçeği Greenwich Ortalama Saati'ni de içeren yasalarını yeniden düzenlemeye karşı. Felicitas Arias, İngiltere olmadan yok kılmanın zor olabileceğini söylüyor.

"Teorik olarak, bir anahtarı çevirmek bir anahtarı çevirmek kadar kolaydır; pratikte, bu şekilde nadiren çalışır, "diyor Dennis McCarthy ABD Deniz Kuvvetleri Araştırma Laboratuvarı, Bu, ABD ordusu tarafından kullanılan zaman standardını sağlıyor. Bir saniyeden daha kısa bir sürede hassasiyet gerektiren BT sistemleri etkilenebilir. 1998'te - iki sıçrama saniye önce - güney Amerika'nın bir bölümünde cep telefonu iletişimleri engellendi. Farklı hizmet bölgeleri biraz farklı zamanlara kaydı ve sinyallerin düzgün şekilde aktarılmasını engelledi.

Tüm tırnak işaretleri BBC

1967'e kadar saniye her 24 saatte bir kendi ekseni üzerinde bir kez dönen Dünya'nın hareketi kullanılarak tanımlandı ve o saatte 3,600 saniye ve 86,400'te 24 var.

Dünya zamanında olsaydı bu iyi olurdu, ama aslında öyle değil. Dünya'nın dönüş hızı her gün binlerce nanosaniye kadar değişir ve bunun nedeni büyük bir bölümünde Dünya etrafında dönen ve sürüklenmeye neden olan rüzgar ve dalgalanmalardır.

Binlerce gün boyunca, dönüş hızındaki bu değişiklikler, Dünyanın dönüşünün, UTC sistemini korumak için kullandığımız yüksek hassasiyetli atom saatleriyle senkronize gitmesine neden olabilir (Eşgüdümlü Evrensel Zaman) bitti. Bu nedenle, Dünya'nın dönüşü, milyonlarca ışık yılı uzakta ultra-hassas bir ritm ile yanıp sönen bir kuasar adlı bir çökmüş yıldızın uzaktaki flaşlarından kullanılarak izlenir ve zamanlanır. Dünyanın bu uzak nesnelerine karşı dönüşünü izleyerek, dönüşün ne kadar yavaşladığı belirlenebilir.

Bir saniye yavaşlama yapıldıktan sonra, Uluslararası Dünya Dönme Hizmeti (IERS) önerir, bir Atılım İkinci genellikle yıl sonuna kadar eklenecek.

Diğer komplikasyonlar da senkronizasyon Dünya'dan bir zaman çizelgesine. 1905'de Albert Einstein'ın görelilik kuramı, mutlak zaman diye bir şey olmadığını gösterdi. Evrendeki her saat, farklı bir hızda keneler. GPS için bu çok büyük bir konudur; çünkü uydulardaki saatlerin, Dünya yüzeyinin üstünde (ve dolayısıyla daha zayıf bir yerçekimi alanında) yüksek olduğu için, saatteki hızlara göre günde yaklaşık 40,000 nanosaniye kadar sürüklenmektedir ve yere göre hızlı hareket ediyorlar.

Işık o zaman kırk bin feet kadar yol kat ettiğinde, sorunu görebilirsiniz. Einstein'ın 1905 ve 1915 kodlarındaki ilk denklemleri, GPS'in çalışmasına, uçakların güvenli bir şekilde dolaşımına ve GPS NTP sunucuları Doğru zamanı almak için.

The,en MSF iletimi Anthorn'dan (Enlem 54 ° 55 'N, boylam 3 ° 15' W), Ulusal Fizik Laboratuarı tarafından idare edilen İngiltere ulusal zaman ve frekans standartlarını yaygınlaştırmanın temel aracıdır. Etkili tek kutup ışınlı güç 15 kW'dır ve anten büyük ölçüde çok yönlüdür. Sinyal gücü, 10 km'de 100 mV / m'den ve vericiden 100 km'de 1000 μV / m'den daha büyük. Sinyal, kuzey ve batı Avrupa'da yaygın olarak kullanılmaktadır. Taşıyıcı frekansı, 60 bölümündeki 2 bölümünde 1012 kHz'de muhafaza edilir.

Basit on-off taşıyıcı modülasyonu kullanılır, taşıyıcının yükselme ve düşme süreleri anten ve verici kombinasyonu tarafından belirlenir. Bu kenarların zamanlaması, Eşgüdümlı Evrensel Saat'in saniyeler ve dakikalarıyla yönetilmektedir (UTC), bu daima Greenwich Ortalama Saati'nin (GMT) saniyesinin içinde. Her UTC ikinci, en az 500 ms taşıyıcı öncede bir 'kapalı' ile işaretlenir ve bu ikinci işaret, ± 1 ms'den daha iyi bir doğrulukla iletilir.

Dakikanın ilk saniyesi, dakika işareti görevi görecek şekilde, taşıyıcı kapalı durumda 500 ms'lik bir periyotla başlar. Dakikadaki diğer 59 (veya istisnai olarak, 60 veya 58) saniye her zaman en az 100 ms 'kapalı' ile başlar ve en az 700 ms taşıyıcıyla biter. Saniye 01-16, astronomik zaman ve atom saati arasındaki fark (DUT1) hakkında güncel dakika için bilgi taşır ve geri kalan saniye tarih ve tarih kodunu taşır. Saat ve tarih kodu bilgileri her zaman İngiltere saati ve tarihi açısından verilir; bu saat ve tarih, kışın UTC, Yaz Saati etkin olduğunda UTC + 1h'dir ve iletildiği yerin takip eden dakikasına ilişkindir.

Adanmış MSF NTP Sunucu doğrudan MSF iletimine bağlanabilen aygıtlar mevcuttur.

Bilgi izniyle TGA