Синхронизация времени имеет решающее значение в компьютерных сетях, поскольку планирование, управление, отладка и защита сети — все это требует установления времени возникновения события и требует точного времени. Однако поддержание точного времени является сложной задачей, поскольку часы компьютера смещаются на несколько минут или секунд ежедневно.
В результате маршрутизаторы, серверы, устройства и коммутаторы используют протокол сетевого времени (NTP) для решения проблемы синхронизации сетевого времени. Но почему NTP важен и как он работает?
Что такое сетевой протокол времени?
Протокол сетевого времени — это онлайн-протокол, который синхронизирует время компьютера в сети с точностью до нескольких миллисекунд относительно UTC, позволяя устройствам, подключенным к Сеть TCP/IP работать в одно и то же установленное время. Это включает в себя протокол и клиент-серверные программы для компьютеров. Он очень эффективен при исправлении ошибок при передаче на сервер и является основой для синхронизации времени в сетях.
NTP был впервые разработан Дэйвом Миллсом в 1985 году в Университете Делавэра, но сегодня этот протокол имеет открытый исходный код и используется во всем мире.
Как работает сетевой протокол времени?
NTP выполняет трехэтапный процесс синхронизации времени:
- Клиент протокола запрашивает обмен с сервером времени.
- Клиент вычисляет свою задержку/смещение и подстраивается под часы сервера.
- В течение 10 минут должны быть произведены шесть обменов, чтобы часы обновлялись каждые 10 минут (а иногда и ежечасно) для поддержания точности времени. Сообщения передают обновления через протокол пользовательских дейтаграмм (UDP) — порт 123.
Что такое уровни страты?
Источник всемирного координированного времени (UTC) имеет степени разделения, известные как страты, которые следуют строгой иерархии.
- Уровень 0: Это нулевые часы, которые получают истинное время всемирного координированного времени от спутниковой системы, разработанной специально для передать это «истинное время». По этой причине часы слоя 0 являются исходными и эталонными часами для всех часы. Примерами являются атомные часы и часы GPS.
- Слой 1: Это компьютерные устройства/системы, напрямую связанные с Stratum 0 для получения истинного времени.
- Слой 2: Эти серверы времени получают свое истинное время от Stratum 1.
- Уровень 3: Эти компьютерные устройства связаны с серверами Stratum 2 и получают свое истинное время от них.
Иерархия NTP продолжается вниз по рангу, и точность времени снижается по мере продвижения вниз по рангу. Всего в иерархии НТП 16 слоев; уровень 16 указывает на несинхронизированное устройство.
При установке сервера времени для сети важно учитывать закон Сигала:
Человек с часами знает, который час. Человек с двумя часами никогда не уверен.
Согласно этому закону, наличие двух NTP-серверов затрудняет выбор хакерами подлинного. Хотя лучше всего выбрать два сервера уровня 0 из-за их высокой точности, сочетание серверов уровня 0 и уровня 1 также будет эффективным.
Особенности сетевого протокола времени
NTP имеет несколько функций, но это две самые важные функции:
- УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ: NTP использует UTC для синхронизации времени, и это синхронизированное время затем становится доступным по сети. UTC может распространяться по сетям с помощью серверов времени.
- Серверы времени: Некоторые компьютеры предназначены для синхронизации времени и называются «серверами времени». Серверы времени являются специализированными, потому что они нецелесообразно оснащать все компьютеры приемниками, которые могут получать доступ к часам Atomic и GPS для приема и передачи времени по сети.
Другие функции, на которые следует обратить внимание, включают способность NTP устранять или корректировать ошибки в обмене информацией о сервере, независимо от того, насколько незначительными являются сбой или уязвимость. Во-вторых, он очень последователен и надежен в хронометраже, что делает его ценным активом для организаций, которым для успешного функционирования требуется элемент синхронизации времени. К таким организациям относятся системы управления транспортом/движением, такие как поезда и самолеты, больницы, финансовые учреждения и организации безопасности.
Почему важны NTP и синхронизация времени
Незначительные расхождения во времени между устройствами могут привести к хаосу. Точность – это не роскошь, а очень важная и ценная необходимость. Хотя есть несколько сценариев, в которых это происходит, вот несколько, которые показывают важность NTP.
1. Безопасность
Системы безопасности полагаются на синхронизированное время для предотвращения преступлений и борьбы с ними, если они происходят. Например, такие устройства, как камеры безопасности, работают с отметками времени для записи событий в режиме реального времени, что значительно упрощает отслеживание улик и раскрытие преступления. Синхронизация времени является ценным активом для обеспечения оптимальной безопасности.
2. Отметки времени журнала
Файлы, такие как программные приложения, имеют отметку времени для гарантии и даты истечения срока действия или календаря обновлений в зависимости от того, когда они установлены на компьютере.
Синхронизированное время обеспечивает выполнение этих закодированных инструкций в приложениях. Это правило распространяется и на автоматические обновления файловой системы и исправления ошибок, предназначенные для обслуживания, которое может произойти в сети компьютеров в фиксированное время.
3. Упорядоченность в операциях, зависящих от времени
Природа проектов с процедурами заключается в том, что они требуют последовательных шагов для их выполнения. Некоторые или все шаги могут быть чувствительными ко времени, и синхронизированное время очень важно для успеха, когда процедуры распределены между разными членами команды, работающими над одним и тем же проектом.
4. Обмен сообщениями и телекоммуникации
Отметки времени очень важны в таких элементах, как электронные письма, SMS и отчеты о доставке, в зависимости от обстоятельств. NTP также очень полезен в телекоммуникационных и вещательных структурах.
5. Поиск неисправностей
NTP и синхронизация времени очень полезны в устранение проблем с сетью.
6. Придает точность и точность
Некоторые медицинские процедуры рассчитаны по времени и используют медицинское оборудование с синхронизацией для обеспечения точности и аккуратности. Наличие или отсутствие синхронизированного времени может быть разницей между жизнью и смертью.
7. Стоимость времени в реальном мире
Хотя NTP не несет прямой ответственности за региональные часовые пояса, благодаря синхронизированному времени региональные часы могут работать относительно часовых поясов. Всемирное координированное время (УНИВЕРСАЛЬНОЕ ГЛОБАЛЬНОЕ ВРЕМЯ). Например, местное время в Лагосе отличается от местного времени в Токио. Однако мы можем поддерживать точную разницу во времени в регионах, поскольку синхронизированное время работает.
8. Управление трафиком
Деликатная инфраструктура, такая как поезда или управление воздушным движением, сильно зависит от синхронизированного времени для предотвращения столкновений. за счет синхронизированного переключения рельсов (для поездов) и подачи указаний с диспетчерских вышек по безопасной посадке самолетов.
9. Анализ и аудит
Провести заслуживающий доверия аудит или судебный анализ любого рода можно только с вмешательством синхронизированного времени.
10. Точное время
Автоматическая синхронизация времени упрощает жизнь многим пользователям устройств, поскольку только некоторые из них достаточно технически подкованы, чтобы вручную настраивать свои настройки времени, чтобы точно и точно отражать истинное время.
Протокол сетевого времени жизненно важен для Интернета
Network Time Protocol — это онлайн-протокол, который помогает компьютерам обмениваться данными и синхронизировать время по сетям передачи данных. С момента своего возникновения в 1985 году он претерпел несколько изменений, включая включение уровней слоев. Благодаря последним достижениям в области технологий мы очень скоро увидим применение NTP в метавселенной и пространстве Web3, поскольку применение NTP не знает границ.
