Laiko sinchronizavimas yra labai svarbus kompiuterių tinkluose, nes planuojant, valdant, derinant ir apsaugant tinklą reikia nustatyti, kada įvyko įvykis ir tam reikia tikslaus laiko. Tačiau nustatyti tikslų laiką yra sudėtinga, nes kompiuterio laikrodis kasdien pasislenka keliomis minutėmis ar sekundėmis.
Dėl to maršrutizatoriai, serveriai, įrenginiai ir komutatoriai naudoja tinklo laiko protokolą (NTP), kad išspręstų tinklo laiko sinchronizavimo problemą. Bet kodėl NTP yra svarbus ir kaip jis veikia?
Kas yra tinklo laiko protokolas?
Tinklo laiko protokolas yra internetinis protokolas, sinchronizuojantis kompiuterio laikrodžio laiką tinkle iki kelių milisekundžių UTC, leidžiantis įrenginiams prijungti prie TCP/IP tinklas dirbti tuo pačiu pakoreguotu laiku. Tai apima protokolo ir kliento-serverio programas kompiuteriams. Jis labai efektyviai ištaiso serverio perdavimo klaidas ir yra laiko sinchronizavimo tinkluose pagrindas.
NTP pirmą kartą sukūrė Dave'as Millsas 1985 m. Delavero universitete, tačiau šiandien protokolas yra atvirojo kodo ir naudojamas visame pasaulyje.
Kaip veikia tinklo laiko protokolas?
NTP laiko sinchronizavimui atlieka trijų etapų procesą:
- Protokolo klientas prašo keistis su laiko serveriu.
- Klientas apskaičiuoja delsą / poslinkį ir iš naujo sureguliuoja, kad atitiktų serverio laikrodį.
- Kad laikrodis būtų atnaujintas kas 10 minučių (arba kartais kas valandą), kad būtų išlaikytas jo tikslumas, turi būti šešis kartus keistis per 10 minučių. Pranešimai perduoda naujinimus per vartotojo duomenų gramų protokolą (UDP) – 123 prievadą.
Kas yra sluoksnių lygiai?
Koordinuoto pasaulinio laiko (UTC) šaltinis turi atskyrimo laipsnius, vadinamus sluoksniais, kurie laikosi griežtos hierarchijos.
- 0 sluoksnis: Tai yra nulio laikrodis, kuris gauna tikrąjį UTC iš palydovinės sistemos, specialiai sukurtos perduoti šį „tikrąjį laiką“. Dėl šios priežasties stratum 0 laikrodžiai yra originalūs ir atskaitos laikrodžiai visiems laikrodžiai. Pavyzdžiai yra atominis laikrodis ir GPS laikrodis.
- 1 sluoksnis: Tai kompiuterių įrenginiai/sistemos, tiesiogiai susieti su Stratum 0, kad gautų tikrąjį laiką.
- 2 sluoksnis: Šie laiko serveriai tikrąjį laiką gauna iš „Stratum 1“.
- 3 sluoksnis: Šie kompiuterių įrenginiai yra susieti su Stratum 2 serveriais ir gauna tikrąjį laiką iš jų.
NTP hierarchija tęsiasi žemyn, o laiko tikslumas mažėja, kai jis progresuoja žemyn. Iš viso NTP hierarchijoje yra 16 sluoksnių; strata 16 rodo nesinchronizuotą įrenginį.
Diegiant laiko serverį tinklui svarbu atsižvelgti į Segalo įstatymą:
Žmogus su laikrodžiu žino, kiek valandų. Žmogus, turintis du laikrodžius, niekada nėra tikras.
Remiantis šiuo įstatymu, išlaikant du NTP serverius, įsilaužėliams sunku nuspręsti, kuris iš jų yra autentiškas. Nors geriausia pasirinkti du 0 sluoksnio serverius dėl jų didelio tikslumo, 0 ir 1 sluoksnio serveriai kartu taip pat veiks efektyviai.
Tinklo laiko protokolo ypatybės
NTP turi keletą funkcijų, tačiau tai yra dvi svarbiausios funkcijos:
- UTC: NTP laiko sinchronizavimui naudoja UTC, o šis sinchronizuotas laikas pasiekiamas tinkle. UTC gali paskirstyti tinkluose naudodamas laiko serverius.
- Laiko serveriai: Tam tikri kompiuteriai yra skirti laiko sinchronizavimui ir yra vadinami „Laiko serveriais“. Laiko serveriai yra specializuoti, nes taip yra Nepraktiška visuose kompiuteriuose įrengti imtuvus, galinčius pasiekti atominius ir GPS laikrodžius, kad būtų galima priimti ir perduoti laiką tinkle.
Kitos funkcijos, į kurias reikia atkreipti dėmesį, apima NTP galimybę išspręsti arba koreguoti klaidas keičiantis serverio informacija, nesvarbu, koks nedidelis gedimas ar pažeidžiamumas. Antra, jis yra labai nuoseklus ir patikimas tvarkant laiką, todėl jis yra vertingas turtas organizacijoms, kurioms reikalingas laiko sinchronizavimo elementas, kad jis sėkmingai veiktų. Tokios organizacijos apima transporto ir (arba) eismo valdymo sistemas, tokias kaip traukinių ir lėktuvų, ligoninių, finansų įstaigų ir saugumo organizacijų.
Kodėl NTP ir laiko sinchronizavimas yra svarbūs
Minutės laiko skirtumai tarp įrenginių gali sukelti chaosą. Tikslumas nėra prabanga, o labai svarbi ir vertinga būtinybė. Nors yra keletas scenarijų, kai tai vyksta, čia yra keletas, kurie parodo NTP svarbą.
1. Saugumas
Apsaugos sistemos remiasi sinchronizuotu laiku, kad užkirstų kelią nusikalstamumui ir kovotų su juo, jei jis įvyktų. Pavyzdžiui, tokie įrenginiai kaip apsaugos kameros veikia su laiko žymomis, kad įvykius įrašytų realiuoju laiku, todėl daug lengviau sekti įrodymus ir išaiškinti nusikaltimą. Laiko sinchronizavimas yra vertingas turtas siekiant optimalaus saugumo.
2. Žurnalo laiko žymos
Failai, pvz., programinės įrangos taikomosios programos, yra pažymėtos garantijų ir garantijų laiko žymomis ir turi galiojimo datas arba atnaujinimo kalendorius, atsižvelgiant į tai, kada jie yra įdiegti kompiuteryje.
Sinchronizuotas laikas užtikrina, kad šios programose būtų laikomasi užkoduotų nurodymų. Ši taisyklė galioja ir automatiniams failų sistemos atnaujinimai ir klaidų pataisymai, skirti priežiūrai, kuri gali atsirasti kompiuterių tinkle nustatytu laiku.
3. Tvarka nuo laiko priklausančiose operacijose
Projektų su procedūromis pobūdis yra tas, kad jiems atlikti reikia nuoseklių žingsnių. Kai kurie arba visi veiksmai gali būti laikomi, o sinchronizuotas laikas yra labai svarbus sėkmei, kai procedūros paskirstomos skirtingiems komandos nariams, dirbantiems su tuo pačiu projektu.
4. Pranešimai ir telekomunikacijos
Priklausomai nuo aplinkybių, laiko žymos yra labai svarbios tokiuose elementuose kaip el. laiškai, SMS ir pristatymo ataskaitos. NTP taip pat labai naudingas telekomunikacijų ir transliavimo sistemose.
5. Problemų sprendimas
NTP ir laiko sinchronizavimas yra labai naudingi tinklo problemų šalinimas.
6. Suteikia tikslumo ir tikslumo
Kai kurios medicininės procedūros atliekamos pagal laiką, o tikslumui ir tikslumui naudojama medicininė įranga su laiku. Sinchronizuoto laiko buvimas ar nebuvimas gali būti skirtumas tarp gyvenimo ir mirties.
7. Laiko vertė realiame pasaulyje
Nors NTP nėra tiesiogiai atsakingas už regionines laiko juostas, sinchronizuotas laikas yra priežastis, kodėl regioniniai laikrodžiai gali veikti atsižvelgiant į Koordinuotas pasaulinis laikas (UTC). Pavyzdžiui, vietinis laikas Lagose skiriasi nuo vietos laiko Tokijuje. Tačiau galime išlaikyti tikslius laiko skirtumus regionuose, nes sinchronizuotas laikas yra funkcionalus.
8. Eismo kontrolė
Subtili infrastruktūra, pvz., traukiniai ar oro eismo valdymas, labai priklauso nuo sinchronizuoto laiko, kad būtų išvengta susidūrimų per laiku perjungiant bėgius (traukiniams) ir duodamas nurodymus iš skrydžių valdymo bokštų saugiai leistis lėktuvams.
9. Analizė ir auditas
Atlikti patikimą auditą ar bet kokią teismo ekspertizę galima tik naudojant sinchronizuotą laiką.
10. Tikslus laikas
Automatinis laiko sinchronizavimas palengvina daugelio įrenginių naudotojų darbą, nes tik kai kurie yra pakankamai išmanantys technologijas, kad rankiniu būdu sukonfigūruotų savo laiko nustatymus, kad tiksliai ir tiksliai atspindėtų tikrąjį laiką.
Tinklo laiko protokolas yra gyvybiškai svarbus internetui
Tinklo laiko protokolas yra internetinis protokolas, padedantis kompiuteriams susisiekti ir sinchronizuoti laiką duomenų tinklais. Nuo pat atsiradimo 1985 m. jis patyrė keletą pokyčių, įskaitant sluoksnių lygių įtraukimą. Dėl naujausių technologijų pažangos greitai pamatysime NTP taikymą metaverse ir Web3 erdvėje, nes NTP taikymui nėra ribų.
