Синхронизирането на времето е от решаващо значение в компютърните мрежи, тъй като планирането, управлението, отстраняването на грешки и защитата на мрежата включват установяване кога е настъпило събитие и изискват точно време. Поддържането на точно време обаче е предизвикателство, тъй като часовникът на компютъра се отклонява с няколко минути или секунди всеки ден.
В резултат на това рутерите, сървърите, устройствата и комутаторите използват Network Time Protocol (NTP), за да решат проблема със синхронизирането на мрежовото време. Но защо NTP е важен и как работи?
Какво представлява протоколът за мрежово време?
Network Time Protocol е онлайн протокол, който синхронизира часовниците на компютъра в мрежа до няколко милисекунди от UTC, позволявайки на устройства, свързани към TCP/IP мрежа да работят в едно и също коригирано време. Това включва протоколи и програми клиент-сървър за компютри. Той е много ефективен при коригиране на грешки в предаването на сървъра и е основата за синхронизация на времето в мрежите.
NTP е разработен за първи път от Дейв Милс през 1985 г. в университета на Делауеър, но днес протоколът е с отворен код и се използва по целия свят.
Как работи протоколът за мрежово време?
NTP следва процес от три стъпки за синхронизиране на времето:
- Клиентът на протокола изисква обмен със сървъра за време.
- Клиентът изчислява своето закъснение/отместване и го коригира, за да съответства на часовника на сървъра.
- Трябва да има шест времеви обмена в рамките на 10 минути, за да се актуализира часовникът на всеки 10 минути (или понякога на всеки час), за да се поддържа точността на времето. Съобщенията предават актуализациите чрез протокола за потребителски дейтаграми (UDP)—порт 123.
Какво представляват нивата на страта?
Източникът на координирано универсално време (UTC) има степени на разделяне, известни като слоеве, които следват строга йерархия.
- Страта 0: Това е часовникът от кота нула, който получава истинското UTC от сателитната система, проектирана специално за това предават това „истинско време“. Поради тази причина часовниците от страта 0 са оригиналните и референтни часовници за всички часовници. Примери за това са атомният часовник и GPS часовникът.
- Стратум 1: Това са компютърни устройства/системи, директно свързани със слой 0 за получаване на истинско време.
- Слой 2: Тези сървъри за време получават истинското си време от Стратум 1.
- Слой 3: Тези компютърни устройства са свързани и получават истинското си време от сървърите на Stratum 2.
NTP йерархията продължава надолу по ранговете и точността на времето се намалява, докато напредва надолу по ранговете. Има общо 16 слоя в йерархията на NTP; слой 16 показва несинхронизирано устройство.
Важно е да вземете предвид закона на Сегал, когато инсталирате сървър за време за мрежа:
Човек с часовник знае колко е часът. Човек с два часовника никога не е сигурен.
Въз основа на този закон поддържането на два NTP сървъра затруднява хакерите да решат кой е автентичен. Въпреки че изборът на два сървъра от страта 0 поради тяхната висока прецизност е най-добрият, комбинацията от страта 0 и страта 1 сървър също ще служи ефективно.
Характеристики на протокола за мрежово време
NTP има множество функции, но това са двете най-важни функции:
- UTC: NTP използва UTC за синхронизиране на времето и това синхронизирано време след това се предоставя в мрежата. UTC може да разпространява в мрежи, използвайки сървъри за време.
- Сървъри за време: Някои компютри са специализирани за синхронизиране на времето и се наричат „сървъри за време“. Сървърите за време са специализирани, защото е така непрактично е да се оборудват всички компютри с приемници, които имат достъп до Atomic и GPS часовници за получаване и предаване на време през мрежа.
Други функции, които трябва да се отбележат, включват способността на NTP да разрешава или коригира грешки в обмена на информация на сървъра, без значение колко лека е грешката или уязвимостта. Второ, той е много последователен и надежден при отчитане на времето, което го прави ценен актив за организации, които изискват елемента за синхронизиране на времето, за да функционират успешно. Такива организации включват системи за контрол на транспорта/трафика, като тези на влакове и самолети, болници, финансови институции и организации за сигурност.
Защо NTP и синхронизацията на времето са важни
Минималните несъответствия във времето между устройствата могат да доведат до хаос. Точността не е лукс, а изключително важна и ценна необходимост. Въпреки че има множество сценарии, при които това се случва, ето няколко, които показват важността на NTP.
1. Сигурност
Системите за сигурност разчитат на синхронизирано време за предотвратяване на престъпления и борба с тях, ако се появят. Например устройства като охранителни камери работят с времеви отпечатъци, за да записват събития в реално време, което прави много по-лесно проследяването на доказателствата и разкриването на престъпление. Синхронизирането на времето е ценен актив за оптимална сигурност.
2. Регистрирайте времеви клейма
Файлове, като например софтуерни приложения, са с времеви печат за гаранции и гаранции и носят дати на изтичане или актуализиращи календари в зависимост от това кога са инсталирани на компютър.
Синхронизираното време гарантира, че тези кодирани инструкции в приложенията се следват. Това правило важи и за автоматичните актуализации на файловата система и корекции на грешки, предназначени за поддръжка, която може да възникне в мрежа от компютри в определено време.
3. Подреденост в зависимите от времето операции
Естеството на проектите с процедури е, че те изискват последователни стъпки, за да ги изпълнят. Някои или всички от стъпките може да са чувствителни към времето, а синхронизираното време е изключително важно за успеха, когато процедурите се разпределят между различни членове на екипа, работещи по един и същ проект.
4. Съобщения и телекомуникации
Печатите за време са много подходящи в елементи като имейли, SMS и отчети за доставка в зависимост от обстоятелствата. NTP също е много полезен в рамките на телекомуникациите и излъчването.
5. Отстраняване на неизправности
NTP и синхронизирането на времето са много полезни в отстраняване на мрежови проблеми.
6. Придава точност и прецизност
Някои медицински процедури са с времеви интервал и използват медицинско оборудване с определено време за прецизност и точност. Наличието или отсъствието на синхронизирано време може да бъде разликата между живота и смъртта.
7. Времева стойност в реалния свят
Въпреки че NTP не е пряко отговорен за регионалните часови зони, синхронизираното време е причината регионалните часовници да работят по отношение на Координирано универсално време (UTC). Например местното време в Лагос е различно от местното време в Токио. Въпреки това можем да поддържаме точни часови разлики в регионите, тъй като синхронизираното време е функционално.
8. Контрол на трафика
Деликатната инфраструктура като влакове или контрол на въздушното движение е силно зависима от синхронизираното време за предотвратяване на инциденти при сблъсък чрез превключването на релсите във времето (за влакове) и при даването на инструкции от кулите за контрол на въздушното движение за безопасно приземяване на самолети.
9. Анализ и одит
Възможно е да се извърши достоверен одит или съдебномедицински анализ от всякакъв вид само с намесата на синхронизирано време.
10. Точно време
Автоматичното синхронизиране на времето прави нещата по-лесни за много потребители на устройства, тъй като само някои са достатъчно технически запознати, за да конфигурират ръчно настройката си за точно и точно отразяване на истинското време.
Протоколът за мрежово време е жизненоважен за интернет
Network Time Protocol е онлайн протокол, който помага на компютрите да комуникират и синхронизират времето през мрежи за данни. От създаването си през 1985 г. той е претърпял няколко развития, включително включване на нива на пластове. С неотдавнашния напредък в технологиите, ние за нула време ще видим приложението на NTP в metaverse и Web3 пространството, тъй като приложението на NTP не познава граници.
