Tidssynkronisering er kritisk i datanettverk fordi planlegging, administrasjon, feilsøking og beskyttelse av et nettverk innebærer å fastslå når en hendelse inntraff og krever nøyaktig tid. Det er imidlertid utfordrende å opprettholde en nøyaktig tid fordi datamaskinens klokke går noen minutter eller sekunder daglig.
Som et resultat bruker rutere, servere, enheter og svitsjer Network Time Protocol (NTP) for å løse problemet med nettverkstidssynkronisering. Men hvorfor er NTP viktig, og hvordan fungerer det?
Hva er Network Time Protocol?
Network Time Protocol er en online protokoll som synkroniserer datamaskinklokketider i et nettverk til innen noen få millisekunder av UTC, slik at enheter koblet til en TCP/IP-nettverk å jobbe på samme justerte tid. Det inkluderer protokoll- og klient-serverprogrammer for datamaskiner. Det er svært effektivt for å korrigere feil i serveroverføring og er grunnlaget for tidssynkronisering på tvers av nettverk.
NTP ble først utviklet av Dave Mills i 1985 ved University of Delaware, men i dag er protokollen åpen kildekode og brukes over hele verden.
Hvordan fungerer Network Time Protocol?
NTP følger en tre-trinns prosess for å synkronisere tid:
- Protokollklienten ber om en utveksling med tidsserveren.
- Klienten beregner forsinkelsen/forskyvningen og justerer for å matche serverens klokke.
- Det må være seksgangsutvekslinger innen 10 minutter for å oppdatere klokken hvert 10. minutt (eller noen ganger hver time) for å opprettholde tidsnøyaktigheten. Meldingene overfører oppdateringene via User Datagram Protocol (UDP)—Port 123.
Hva er stratumnivåer?
The Coordinated Universal Time (UTC)-kilden har separasjonsgrader kjent som strata, som følger et strengt hierarki.
- Stratum 0: Dette er bakken-null-klokken som mottar den sanne UTC fra satellittsystemet designet spesielt for overføre denne «sanne tiden». Av denne grunn er stratum 0-klokker original- og referanseklokkene for alle klokker. Eksempler er Atomic Clock og GPS Clock.
- Stratum 1: Dette er dataenheter/systemer direkte knyttet til Stratum 0 for å motta sanntid.
- Stratum 2: Disse tidsserverne får sin sanne tid fra Stratum 1.
- Lag 3: Disse dataenhetene er koblet til og får sin sanne tid fra Stratum 2-servere.
NTP-hierarkiet fortsetter nedover i rekkene, og tidsnøyaktigheten reduseres etter hvert som det går nedover i rekkene. Det er til sammen 16 lag i NTP-hierarkiet; strata 16 indikerer en usynkronisert enhet.
Det er viktig å vurdere Segals lov når du installerer en tidsserver for et nettverk:
En mann med klokke vet hva klokken er. En mann med to klokker er aldri sikker.
Basert på denne loven gjør vedlikehold av to NTP-servere det vanskelig for hackere å avgjøre hvilken som er autentisk. Selv om det er best å velge to stratum 0-servere på grunn av deres høye presisjon, vil en stratum 0- og stratum 1-server kombinert også tjene effektivt.
Funksjoner i Network Time Protocol
NTP har flere funksjoner, men dette er de to viktigste funksjonene:
- UTC: NTP bruker UTC for å synkronisere tid, og denne synkroniserte tiden gjøres deretter tilgjengelig over et nettverk. UTC kan distribuere på tvers av nettverk ved hjelp av tidsservere.
- Tidsservere: Enkelte datamaskiner er spesialiserte for tidssynkronisering og kalles "tidsservere". Tidsservere er spesialiserte fordi det er det upraktisk å utstyre alle datamaskiner med mottakere som kan få tilgang til Atomic- og GPS-klokker for å motta og sende tid over et nettverk.
Andre funksjoner å merke seg inkluderer NTPs evne til å løse eller justere for feil i serverinformasjonsutveksling, uansett hvor liten feilen eller sårbarheten er. For det andre er den svært konsistent og pålitelig i tidtaking, noe som gjør den til en verdifull ressurs for organisasjoner som krever tidssynkroniseringselementet for å fungere vellykket. Slike organisasjoner inkluderer transport-/trafikkkontrollsystemer, slik som for tog og fly, sykehus, finansinstitusjoner og sikkerhetsorganisasjoner.
Hvorfor NTP og tidssynkronisering er viktig
Små avvik i tid mellom enheter kan føre til kaos. Nøyaktighet er ikke en luksus, men en svært viktig og verdifull nødvendighet. Selv om det er flere scenarier der dette utspiller seg, er her noen få som viser NTPs betydning.
1. Sikkerhet
Sikkerhetssystemer er avhengige av synkronisert tid for å forhindre kriminalitet og bekjempe den hvis den oppstår. For eksempel fungerer enheter som sikkerhetskameraer med tidsstempler for å registrere hendelser i sanntid, noe som gjør det mye enklere å følge bevisene og løse en forbrytelse. Tidssynkronisering er en verdifull ressurs for optimal sikkerhet.
2. Logg tidsstempler
Filer, for eksempel programvare, er tidsstemplet for garantier og garantier og har utløpsdatoer eller oppdateringskalendere avhengig av når de er installert på en datamaskin.
Synkronisert tid sikrer at disse kodede instruksjonene i applikasjonene følges. Denne regelen gjelder også for automatisk filsystemoppdateringer og feilrettinger designet for vedlikehold som kan forekomme på tvers av et nettverk av datamaskiner på et fast tidspunkt.
3. Ordenhet i tidsavhengige operasjoner
Naturen til prosjekter med prosedyrer er at de krever sekvensielle trinn for å gjennomføre dem. Noen eller alle trinnene kan være tidssensitive, og synkronisert tid er svært relevant for suksess, der prosedyrene distribueres til forskjellige teammedlemmer som jobber med samme prosjekt.
4. Meldinger og telekommunikasjon
Tidsstempler er svært relevante i elementer som e-post, SMS og leveringsrapporter avhengig av omstendighetene. NTP er også svært nyttig i telekommunikasjons- og kringkastingsrammer.
5. Feilsøking
NTP og tidssynkronisering er svært nyttig i feilsøke nettverksproblemer.
6. Gir nøyaktighet og presisjon
Noen medisinske prosedyrer er tidsbestemt og bruker tidsbestemt medisinsk utstyr for presisjon og nøyaktighet. Tilstedeværelsen eller fraværet av synkronisert tid kan være forskjellen mellom liv og død.
7. Tidsverdi i den virkelige verden
Selv om NTP ikke er direkte ansvarlig for regionale tidssoner, er synkronisert tid grunnen til at regionale klokker kan fungere med hensyn til Koordinert universell tid (UTC). For eksempel er lokal tid i Lagos forskjellig fra lokal tid i Tokyo. Imidlertid kan vi opprettholde nøyaktige tidsforskjeller i regioner fordi synkronisert tid er funksjonell.
8. Trafikkkontroll
Delikat infrastruktur som tog eller flykontroll er svært avhengig av synkronisert tid for å forhindre kollisjonsulykker gjennom tidsstyrt veksling av skinner (for tog) og ved å gi instruksjoner fra flykontrolltårn til å lande fly trygt.
9. Analyse og revisjon
Det er kun mulig å utføre troverdig revisjon eller rettsmedisinsk analyse av noe slag med inngrep fra synkronisert tid.
10. Nøyaktig tid
Automatisk tidssynkronisering gjør ting enklere for mange enhetsbrukere siden bare noen er teknisk kunnskapsrike nok til å manuelt konfigurere tidsinnstillingen til å reflektere sann tid nøyaktig og nøyaktig.
Network Time Protocol er avgjørende for Internett
Network Time Protocol er en online protokoll som hjelper datamaskiner med å kommunisere og synkronisere tid over datanettverk. Siden oppstarten i 1985 har den gjennomgått flere utviklinger, inkludert innlemming av stratumnivåer. Med de nylige fremskrittene innen teknologi, vil vi på kort tid se anvendelsen av NTP i metaverse- og Web3-området, siden bruken av NTP ikke kjenner noen grenser.
