Временска синхронизација је критична у рачунарским мрежама јер планирање, управљање, отклањање грешака и заштита мреже подразумевају утврђивање када се догађај десио и захтевају прецизно време. Међутим, одржавање тачног времена је изазов јер се сат рачунара помера за неколико минута или секунди дневно.
Као резултат тога, рутери, сервери, уређаји и свичеви користе Нетворк Тиме Протоцол (НТП) да би решили проблем синхронизације мрежног времена. Али зашто је НТП важан и како функционише?
Шта је протокол мрежног времена?
Нетворк Тиме Протоцол је онлајн протокол који синхронизује време рачунарског сата у мрежи на неколико милисекунди од УТЦ, омогућавајући уређајима повезаним на ТЦП/ИП мрежа да раде у исто прилагођено време. То укључује протокол и програме клијент-сервер за рачунаре. Веома је ефикасан у исправљању грешака у преносу сервера и представља основу за временску синхронизацију кроз мреже.
НТП је први развио Дејв Милс 1985. године на Универзитету Делавер, али данас је протокол отвореног кода и користи се широм света.
Како функционише протокол мрежног времена?
НТП прати процес у три корака за синхронизацију времена:
- Клијент протокола захтева размену са сервером времена.
- Клијент израчунава своје кашњење/оффсет и прилагођава се тако да одговара сату сервера.
- Мора постојати размена шест пута у року од 10 минута да би се сат ажурирао сваких 10 минута (или понекад сваких сат времена) да би се одржала тачност времена. Поруке преносе ажурирања преко протокола корисничких датаграма (УДП)—порт 123.
Шта су нивои слојева?
Извор координисаног универзалног времена (УТЦ) има степене раздвајања познате као слојеви, који прате строгу хијерархију.
- Стратум 0: Ово је нулти сат који прима прави УТЦ од сателитског система дизајнираног посебно за пренесите ово „истинско време“. Из тог разлога, сатови стратума 0 су оригинални и референтни сатови за све сатови. Примери су атомски сат и ГПС сат.
- Стратум 1: Ово су рачунарски уређаји/системи директно повезани са Стратумом 0 да би примили право време.
- Стратум 2: Ови сервери времена добијају своје право време из Стратума 1.
- Стратум 3: Ови рачунарски уређаји су повезани са Стратум 2 серверима и добијају своје право време.
НТП хијерархија се наставља ниже по рангу, а временска тачност се смањује како напредује низ рангове. У НТП хијерархији постоји укупно 16 слојева; слој 16 означава несинхронизовани уређај.
Важно је узети у обзир Сегалов закон када инсталирате сервер времена за мрежу:
Човек са сатом зна колико је сати. Човек са два сата никада није сигуран.
На основу овог закона, одржавање два НТП сервера отежава хакерима да одлуче који је аутентичан. Иако је најбољи избор два сервера стратум 0 због њихове високе прецизности, сервер 0 и стратум 1 заједно ће такође ефикасно служити.
Карактеристике мрежног протокола времена
НТП има више функција, али ово су две најважније карактеристике:
- УТЦ: НТП користи УТЦ за синхронизацију времена, а ово синхронизовано време је тада доступно широм мреже. УТЦ може да дистрибуира преко мрежа користећи временске сервере.
- Временски сервери: Одређени рачунари су специјализовани за временску синхронизацију и зову се „временски сервери“. Временски сервери су специјализовани зато што је непрактично је опремити све рачунаре пријемницима који могу да приступе атомским и ГПС сатовима за пријем и пренос времена преко мреже.
Остале карактеристике које треба приметити укључују способност НТП-а да реши или прилагоди грешке у размени информација сервера, без обзира на то колико је мала грешка или рањивост. Друго, веома је доследан и поуздан у мерењу времена, што га чини вредном имовином за организације којима је потребан елемент синхронизације времена да би успешно функционисао. Такве организације укључују системе за контролу/контролу саобраћаја, као што су возови и авиони, болнице, финансијске институције и безбедносне организације.
Зашто су НТП и временска синхронизација важни
Минутна одступања у времену међу уређајима могу довести до хаоса. Тачност није луксуз већ веома важна и вредна потреба. Иако постоји више сценарија у којима се ово дешава, ево неколико који показују важност НТП-а.
1. Безбедност
Сигурносни системи се ослањају на синхронизовано време да би спречили злочин и борили се против њега ако се догоди. На пример, уређаји као што су сигурносне камере раде са временским ознакама за снимање догађаја у реалном времену, што знатно олакшава праћење доказа и решавање злочина. Временска синхронизација је драгоцена предност за оптималну безбедност.
2. Забележите временске ознаке
Датотеке, као што су софтверске апликације, имају временски жиг за гаранције и гаранције и садрже датуме истека или календаре ажурирања у зависности од тога када су инсталирани на рачунару.
Синхронизовано време обезбеђује да се ова кодирана упутства у апликацијама поштују. Ово правило важи и за аутоматске ажурирања система датотека и исправке грешака дизајниране за одржавање које се може појавити у мрежи рачунара у одређено време.
3. Уређеност у временски зависним операцијама
Природа пројеката са процедурама је да захтевају узастопне кораке да би их постигли. Неки или сви кораци могу бити временски осетљиви, а синхронизовано време је веома важно за успех, где се процедуре дистрибуирају различитим члановима тима који раде на истом пројекту.
4. Размена порука и телекомуникације
Временске ознаке су веома релевантне у елементима као што су е-пошта, СМС и извештаји о испоруци у зависности од околности. НТП је такође веома користан у телекомуникационим и радиодифузним оквирима.
5. Решавање проблема
НТП и временска синхронизација су веома корисни у решавање проблема са мрежом.
6. Даје тачност и прецизност
Неке медицинске процедуре су темпиране и користе темпирану медицинску опрему за прецизност и тачност. Присуство или одсуство синхронизованог времена може бити разлика између живота и смрти.
7. Временска вредност у стварном свету
Иако НТП није директно одговоран за регионалне временске зоне, синхронизовано време је разлог зашто регионални сатови могу да раде у односу на Координисано универзално време (УТЦ). На пример, локално време у Лагосу се разликује од локалног времена у Токију. Међутим, можемо одржавати тачне временске разлике у регионима јер је синхронизовано време функционално.
8. Контрола саобраћаја
Деликатна инфраструктура попут возова или контроле ваздушног саобраћаја у великој мери зависи од синхронизованог времена да би се спречиле несреће у судару кроз временско пребацивање шина (за возове) и у давању инструкција са контролних торњева за безбедно слетање авиона.
9. Анализа и ревизија
Могуће је извршити веродостојну ревизију или форензичку анализу било које врсте уз интервенцију синхронизованог времена.
10. Тачно време
Аутоматска синхронизација времена олакшава ствари многим корисницима уређаја јер су само неки довољно технички упућени да ручно конфигуришу своје временско подешавање тако да прецизно и тачно одражавају право време.
Мрежни протокол времена је од виталног значаја за Интернет
Нетворк Тиме Протоцол је онлајн протокол који помаже рачунарима да комуницирају и синхронизују време преко мрежа података. Од свог настанка 1985. године, претрпео је неколико развоја, укључујући укључивање нивоа слојева. Са недавним напретком у технологији, убрзо ћемо видети примену НТП-а у метаверзуму и Веб3 простору, јер примена НТП-а не познаје границе.
