Tidssynkronisering er kritisk i computernetværk, fordi planlægning, styring, fejlretning og beskyttelse af et netværk alt sammen indebærer at fastslå, hvornår en hændelse fandt sted, og kræver præcis tid. Det er dog en udfordring at opretholde en nøjagtig tid, fordi computerens ur bevæger sig med et par minutter eller sekunder dagligt.
Som et resultat anvender routere, servere, enheder og switches Network Time Protocol (NTP) til at løse problemet med netværkstidssynkronisering. Men hvorfor er NTP vigtigt, og hvordan fungerer det?
Hvad er Network Time Protocol?
Network Time Protocol er en onlineprotokol, der synkroniserer computerens urtider i et netværk til inden for et par millisekunder af UTC, hvilket tillader enheder, der er tilsluttet en TCP/IP netværk at arbejde på samme tilpassede tid. Det er inklusive protokol og klient-server-programmer til computere. Det er yderst effektivt til at rette fejl i servertransmission og er grundlaget for tidssynkronisering på tværs af netværk.
NTP blev først udviklet af Dave Mills i 1985 ved University of Delaware, men i dag er protokollen open source og bruges over hele verden.
Hvordan virker Network Time Protocol?
NTP følger en tre-trins proces for at synkronisere tid:
- Protokolklienten anmoder om en udveksling med tidsserveren.
- Klienten beregner sin forsinkelse/offset og justerer for at matche serverens ur.
- Der skal være seks-gange udvekslinger inden for 10 minutter for at opdatere uret hvert 10. minut (eller nogle gange hver time) for at bevare dets tidsnøjagtighed. Beskederne transmitterer opdateringerne via User Datagram Protocol (UDP)—Port 123.
Hvad er stratum niveauer?
UTC-kilden (Coordinated Universal Time) har separationsgrader kendt som strata, som følger et strengt hierarki.
- Stratum 0: Dette er jord-nul-uret, der modtager den sande UTC fra satellitsystemet designet specifikt til overfør denne "sande tid". Af denne grund er stratum 0-ure de originale og reference-ure for alle ure. Eksempler er atomuret og GPS-uret.
- Stratum 1: Disse er computerenheder/systemer, der er direkte knyttet til Stratum 0 for at modtage sand tid.
- Stratum 2: Disse tidsservere får deres sande tid fra Stratum 1.
- Stratum 3: Disse computerenheder er knyttet til og får deres sande tid fra Stratum 2-servere.
NTP-hierarkiet fortsætter ned i rækkerne, og tidsnøjagtigheden reduceres, efterhånden som det går ned i rækkerne. Der er i alt 16 lag i NTP-hierarkiet; lag 16 angiver en usynkroniseret indretning.
Det er vigtigt at overveje Segals lov, når du installerer en tidsserver til et netværk:
En mand med et ur ved, hvad klokken er. En mand med to ure er aldrig sikker.
Baseret på denne lov gør vedligeholdelse af to NTP-servere det svært for hackere at beslutte, hvilken der er autentisk. Selvom det er bedst at vælge to stratum 0-servere på grund af deres høje præcision, vil en stratum 0- og stratum 1-server også fungere effektivt.
Funktioner i Network Time Protocol
NTP har flere funktioner, men disse er de to vigtigste funktioner:
- UTC: NTP bruger UTC til at synkronisere tid, og denne synkroniserede tid gøres derefter tilgængelig på tværs af et netværk. UTC kan distribuere på tværs af netværk ved hjælp af tidsservere.
- Tidsservere: Visse computere er specialiserede til tidssynkronisering og kaldes "tidsservere". Tidsservere er specialiserede, fordi det er det upraktisk at udstyre alle computere med modtagere, der kan få adgang til Atomic- og GPS-ure til at modtage og sende tid på tværs af et netværk.
Andre funktioner at bemærke inkluderer NTP's evne til at løse eller justere for fejl i serverinformationsudveksling, uanset hvor lille fejlen eller sårbarheden er. For det andet er det meget konsekvent og pålideligt i tidtagning, hvilket gør det til et værdifuldt aktiv for organisationer, der kræver tidssynkroniseringselementet for at fungere med succes. Sådanne organisationer omfatter transport-/trafikkontrolsystemer, såsom systemer for tog og fly, hospitaler, finansielle institutioner og sikkerhedsorganisationer.
Hvorfor NTP og tidssynkronisering er vigtige
Små tidsforskelle mellem enheder kan føre til kaos. Nøjagtighed er ikke en luksus, men en meget vigtig og værdifuld nødvendighed. Selvom der er flere scenarier, hvor dette udspiller sig, er her et par, der viser NTP's betydning.
1. Sikkerhed
Sikkerhedssystemer er afhængige af synkroniseret tid for at forhindre kriminalitet og bekæmpe den, hvis den opstår. For eksempel arbejder enheder såsom sikkerhedskameraer med tidsstempler til at optage begivenheder i realtid, hvilket gør det meget nemmere at følge beviserne og opklare en forbrydelse. Tidssynkronisering er et værdifuldt aktiv for optimal sikkerhed.
2. Log tidsstempler
Filer, såsom softwareapplikationer, er tidsstemplet for garantier og garantier og har udløbsdatoer eller opdaterer kalendere afhængigt af, hvornår de er installeret på en computer.
Synkroniseret tid sikrer, at disse indkodede instruktioner i applikationerne følges. Denne regel gælder også for automatisk filsystemopdateringer og fejlrettelser designet til vedligeholdelse, der kan forekomme på tværs af et netværk af computere på et fast tidspunkt.
3. Ordenhed i tidsafhængige operationer
Naturen af projekter med procedurer er, at de kræver sekventielle trin for at udføre dem. Nogle eller alle trinene kan være tidsfølsomme, og synkroniseret tid er yderst relevant for succes, hvor procedurerne distribueres til forskellige teammedlemmer, der arbejder på det samme projekt.
4. Beskeder og telekommunikation
Tidsstempler er yderst relevante i elementer som e-mails, SMS og leveringsrapporter afhængigt af omstændighederne. NTP er også meget nyttig i telekommunikations- og udsendelsesrammer.
5. Fejlfinding
NTP og tidssynkronisering er meget nyttige i fejlfinding af netværksproblemer.
6. Giver nøjagtighed og præcision
Nogle medicinske procedurer er timet og bruger timet medicinsk udstyr for præcision og nøjagtighed. Tilstedeværelsen eller fraværet af synkroniseret tid kan være forskellen mellem liv og død.
7. Tidsværdi i den virkelige verden
Selvom NTP ikke er direkte ansvarlig for regionale tidszoner, er synkroniseret tid grunden til, at regionale ure kan arbejde med hensyn til Koordineret universel tid (UTC). For eksempel er den lokale tid i Lagos forskellig fra den lokale tid i Tokyo. Vi kan dog opretholde nøjagtige tidsforskelle i regioner, fordi synkroniseret tid er funktionel.
8. Trafikkontrol
Delikat infrastruktur som tog eller flyvekontrol er meget afhængig af synkroniseret tid for at forhindre kollisionsulykker gennem tidsstyret skift af skinner (for tog) og ved at give instruktioner fra flyvekontroltårne til at lande fly sikkert.
9. Analyse og revision
Det er kun muligt at udføre troværdig revision eller retsmedicinsk analyse af enhver art med indgreb af synkroniseret tid.
10. Nøjagtig tid
Automatisk tidssynkronisering gør tingene nemmere for mange enhedsbrugere, da kun nogle er teknisk kyndige nok til manuelt at konfigurere deres tidsindstilling, så de præcist og præcist afspejler den sande tid.
Network Time Protocol er afgørende for internettet
Network Time Protocol er en online protokol, der hjælper computere med at kommunikere og synkronisere tid over datanetværk. Siden dets tilblivelse i 1985 har den gennemgået flere udviklinger, herunder inkorporering af stratumniveauer. Med de seneste fremskridt inden for teknologi, vil vi på ingen tid se anvendelsen af NTP i metaverse- og Web3-rummet, da anvendelsen af NTP ikke kender nogen grænser.
