Sincronizarea timpului este critică în rețelele de calculatoare, deoarece planificarea, gestionarea, depanarea și protejarea unei rețele implică stabilirea când a avut loc un eveniment și necesită timp precis. Cu toate acestea, menținerea unei ore exacte este o provocare, deoarece ceasul computerului se deplasează cu câteva minute sau secunde zilnic.
Drept urmare, routerele, serverele, dispozitivele și comutatoarele folosesc Network Time Protocol (NTP) pentru a rezolva problema sincronizării orei în rețea. Dar de ce este important NTP și cum funcționează?
Ce este Network Time Protocol?
Network Time Protocol este un protocol online care sincronizează orele ceasului computerului dintr-o rețea la câteva milisecunde de UTC, permițând dispozitivelor conectate la un Rețea TCP/IP să lucreze la aceeași oră reglată. Aceasta include programele de protocol și client-server pentru computere. Este extrem de eficient în corectarea erorilor în transmisia serverului și reprezintă baza pentru sincronizarea timpului între rețele.
NTP a fost dezvoltat pentru prima dată de Dave Mills în 1985 la Universitatea din Delaware, dar astăzi, protocolul este open-source și este utilizat în întreaga lume.
Cum funcționează Network Time Protocol?
NTP urmează un proces în trei pași pentru a sincroniza ora:
- Clientul de protocol solicită un schimb cu serverul de timp.
- Clientul își calculează întârzierea/offset-ul și se reajustează pentru a se potrivi cu ceasul serverului.
- Trebuie să existe schimburi de șase ori în decurs de 10 minute pentru a actualiza ceasul la fiecare 10 minute (sau uneori din oră) pentru a-și menține acuratețea timpului. Mesajele fac tranzacții cu actualizările prin protocolul UDP (User Datagram Protocol)—Port 123.
Ce sunt nivelurile straturilor?
Sursa de timp universal coordonat (UTC) are grade de separare cunoscute sub numele de straturi, care urmează o ierarhie strictă.
- Stratul 0: Acesta este ceasul de la zero care primește UTC adevărată de la sistemul de satelit proiectat special pentru transmite acest „timp adevărat”. Din acest motiv, ceasurile din stratul 0 sunt ceasurile originale și de referință pentru toți ceasuri. Exemple sunt ceasul atomic și ceasul GPS.
- Stratul 1: Acestea sunt dispozitive/sisteme de computer legate direct la Stratum 0 pentru a primi timpul real.
- Stratul 2: Aceste servere de timp își obțin ora reală din Stratul 1.
- Stratul 3: Aceste dispozitive computerizate sunt conectate și își obțin ora reală de la serverele Stratum 2.
Ierarhia NTP continuă să coboare în rânduri, iar acuratețea timpului este redusă pe măsură ce avansează în rânduri. Există în total 16 straturi în ierarhia NTP; stratul 16 indică un dispozitiv nesincronizat.
Este important să luați în considerare Legea lui Segal atunci când instalați un server de timp pentru o rețea:
Un bărbat cu ceas știe cât este ceasul. Un bărbat cu două ceasuri nu este niciodată sigur.
Pe baza acestei legi, menținerea a două servere NTP îngreunează hackerilor să decidă care dintre ele este autentic. Deși alegerea a două servere din stratul 0 din cauza preciziei lor înalte este cea mai bună, un server din stratul 0 și stratul 1 combinate va servi, de asemenea, eficient.
Caracteristicile Network Time Protocol
NTP are mai multe caracteristici, dar acestea sunt cele mai importante două caracteristici:
- UTC: NTP folosește UTC pentru a sincroniza ora, iar această oră sincronizată este apoi disponibilă într-o rețea. UTC poate distribui în rețele folosind servere de timp.
- Servere de timp: Anumite computere sunt specializate pentru sincronizarea timpului și sunt numite „Servere de timp”. Serverele de timp sunt specializate pentru că este imposibil de a echipa toate computerele cu receptoare care pot accesa ceasurile atomice și GPS pentru a primi și transmite timpul printr-o rețea.
Alte caracteristici de remarcat includ capacitatea NTP de a rezolva sau ajusta erorile în schimbul de informații pe server, indiferent cât de mică este defecțiunea sau vulnerabilitatea. În al doilea rând, este foarte consistent și de încredere în cronometrarea, ceea ce îl face un activ valoros pentru organizațiile care necesită elementul de sincronizare a timpului pentru a funcționa cu succes. Astfel de organizații includ sisteme de transport/control al traficului, cum ar fi cele ale trenurilor și avioanelor, spitalelor, instituțiilor financiare și organizațiilor de securitate.
De ce sunt importante NTP și sincronizarea timpului
Discrepanțele de minute între dispozitive ar putea duce la haos. Precizia nu este un lux, ci o necesitate extrem de importantă și valoroasă. Deși există mai multe scenarii în care acest lucru se desfășoară, iată câteva care arată importanța NTP.
1. Securitate
Sistemele de securitate se bazează pe timpul sincronizat pentru a preveni criminalitatea și a le combate dacă apare. De exemplu, dispozitivele precum camerele de securitate funcționează cu marcaje de timp pentru a înregistra evenimente în timp real, ceea ce face mult mai ușor de urmărit dovezile și de a rezolva o crimă. Sincronizarea timpului este un atu valoros pentru securitate optimă.
2. Jurnalul marcajelor de timp
Fișierele, cum ar fi aplicațiile software, sunt marcate în timp pentru garanții și garanții și au date de expirare sau calendare de actualizare, în funcție de momentul în care sunt instalate pe un computer.
Timpul sincronizat asigură că aceste instrucțiuni codificate din aplicații sunt urmate. Această regulă se aplică și automatelor actualizări ale sistemului de fișiere și remedieri de erori concepute pentru întreținere care pot apărea într-o rețea de computere la un moment fix.
3. Ordinea în operațiuni dependente de timp
Natura proiectelor cu proceduri este că necesită pași succesivi pentru a le realiza. Unii sau toți pașii pot fi sensibili la timp, iar timpul sincronizat este foarte relevant pentru succes, în cazul în care procedurile sunt distribuite diferiților membri ai echipei care lucrează la același proiect.
4. Mesaje și telecomunicații
Marcajele de timp sunt foarte relevante în elemente precum e-mailurile, SMS-urile și rapoartele de livrare, în funcție de circumstanță. NTP este, de asemenea, foarte util în cadrele de telecomunicații și radiodifuziune.
5. Depanare
NTP și sincronizarea timpului sunt foarte utile în depanarea problemelor de rețea.
6. Oferă acuratețe și precizie
Unele proceduri medicale sunt cronometrate și folosesc echipament medical cronometrat pentru precizie și acuratețe. Prezența sau absența timpului sincronizat ar putea fi diferența dintre viață și moarte.
7. Valoarea timpului în lumea reală
Deși NTP nu este direct responsabil pentru fusurile orare regionale, ora sincronizată este motivul pentru care ceasurile regionale pot funcționa în funcție de ora universală coordonată (UTC). De exemplu, ora locală din Lagos este diferită de ora locală din Tokyo. Cu toate acestea, putem menține diferențele de timp precise în regiuni, deoarece timpul sincronizat este funcțional.
8. Control de trafic
Infrastructura delicată, cum ar fi trenurile sau controlul traficului aerian, depinde în mare măsură de timpul sincronizat pentru a preveni accidentele de coliziune prin comutarea temporizată a șinelor (pentru trenuri) și în darea de instrucțiuni de la turnurile de control al traficului aerian către avioanele de aterizare în siguranță.
9. Analiză și Audit
Este posibilă efectuarea de audituri credibile sau analize criminalistice de orice fel numai cu intervenția timpului sincronizat.
10. Ora exactă
Sincronizarea automată a orei face lucrurile mai ușoare pentru mulți utilizatori de dispozitive, deoarece doar unii sunt suficient de pricepuți la tehnologie pentru a-și configura manual setarea orei pentru a reflecta cu precizie și exact timpul real.
Network Time Protocol este vital pentru Internet
Network Time Protocol este un protocol online care ajută computerele să comunice și să sincronizeze timpul prin rețelele de date. De la geneza sa în 1985, a suferit mai multe dezvoltări, inclusiv încorporarea nivelurilor de strat. Odată cu progresele recente ale tehnologiei, vom vedea în cel mai scurt timp aplicarea NTP în metavers și spațiul Web3, deoarece aplicarea NTP nu cunoaște limite.
