Sincronización de red informática a menudo se percibe como un dolor de cabeza para muchos administradores de sistemas, pero mantener el tiempo preciso es esencial para que cualquier red permanezca segura y confiable. No tener una red sincronizada precisa puede conducir a todo tipo de errores cuando se trata de transacciones sensibles al tiempo.

El protocolo NTP (Network Time Protocol) es el estándar de la industria para la sincronización de tiempo. NTP distribuye una única fuente de tiempo a toda una red asegurando que todas las máquinas se ejecuten exactamente al mismo tiempo.

Una de las áreas más problemáticas para sincronizar una red es la selección de la fuente de tiempo. Obviamente, si está gastando tiempo sincronizando una red, entonces la fuente de tiempo tendría que ser un UTC (Tiempo Universal Coordinado) ya que esta es la escala de tiempo global utilizada por las redes informáticas de todo el mundo.

UTC está disponible en Internet, por supuesto, pero las fuentes de tiempo de Internet no solo son notoriamente inexactas, sino que el uso de Internet como fuente de tiempo dejará al sistema abierto a amenazas de seguridad ya que la fuente es externa al firewall.

Un método mucho mejor y más seguro es utilizar un NTP servidor de tiempo. El Servidor NTP se encuentra dentro del firewall y puede recibir una señal de tiempo segura desde fuentes altamente precisas. El más comúnmente utilizado en estos días es la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global) esto se debe a que el sistema GPS está disponible literalmente en cualquier parte del planeta. Desafortunadamente requiere una vista clara del cielo para asegurar GPS NTP servidor puede 'ver' el satélite.

Sin embargo, existe otra alternativa, y es usar las transmisiones nacionales de frecuencia y tiempo transmitidas por varios laboratorios nacionales de física. Estos tienen la ventaja de que al ser señales de onda larga, pueden recibirse en el interior. Aunque debe tenerse en cuenta que estas señales no se emiten en todos los países y el alcance es finito y susceptible a interferencias y características geográficas.

Algunas de las principales transmisiones transmitidas se conocen como: el Reino Unido MSF señal, de Alemania DCF-77 y los Estados Unidos WWVB.

La Página Web de reloj atómico es la culminación de la obsesión de la humanidad de decir la hora exacta. Antes del reloj atómico y la precisión de nanosegundos que emplean, las escalas de tiempo se basaban en los cuerpos celestes.

Sin embargo, gracias al desarrollo del reloj atómico ahora se ha dado cuenta de que incluso la Tierra en su rotación no es tan precisa como el tiempo reloj atómico a medida que pierde o gana una fracción de segundo cada día.

Debido a la necesidad de tener una escala de tiempo basada en la rotación de la Tierra (la astronomía y la agricultura son dos razones) una escala de tiempo que mantienen los relojes atómicos pero ajustada para cualquier desaceleración (o aceleración) en el giro de la Tierra. Esta escala de tiempo se conoce como UTC (Tiempo universal coordinado) empleado en todo el mundo para garantizar que el comercio y el comercio se utilicen al mismo tiempo.

Uso de redes de computadoras servidores de tiempo de red para sincronizar a la hora UTC. Mucha gente se refiere a estos dispositivos de servidor de tiempo como relojes atómicos, pero eso es inexacto. Los relojes atómicos son equipos extremadamente caros y de alta sensibilidad, y solo suelen encontrarse en universidades o laboratorios nacionales de física.

Afortunadamente, a los laboratorios nacionales de física les gusta NIST (Instituto Nacional de Estándares y Tiempo - EE. UU.) Y NPL (National Physical Laboratory - UK) transmiten la señal horaria de sus relojes atómicos. Alternativamente, la red GPS es otra buena fuente de tiempo preciso ya que cada satélite GPS tiene a bordo su propio reloj atómico.

La Página Web de red servidor de tiempo recibe el tiempo de un reloj atómico y lo distribuye usando un protocolo como NTP (Protocolo de tiempo de red) asegurando que la red de la computadora esté sincronizada al mismo tiempo.

Porque servidores de tiempo de red están controlados por relojes atómicos que pueden mantener un tiempo increíblemente preciso; no perder un segundo en cientos si no miles de años. Esto garantiza que la red informática sea segura y no susceptible de errores de temporización, ya que todas las máquinas tendrán exactamente el mismo tiempo.

Hay varias escalas de tiempo utilizadas en todo el mundo. Más NTP servidores y otra servidores de tiempo de red use UTC como fuente base, sin embargo, hay otros:

Cuando nos preguntan la hora en que es muy poco probable que respondamos con "por qué escala de tiempo", sin embargo, hay varias escalas de tiempo utilizadas en todo el mundo y cada una se basa en diferentes métodos para controlar la hora.
GMT

Meridiano de Greenwich (GMT) es la hora local en el meridiano de Greenwich basada en la hipotética media del sol. Como la órbita de la Tierra es elíptica y su eje está inclinado, la posición real del sol sobre el fondo de las estrellas aparece un poco adelante o detrás de la posición esperada. El error de temporización acumulado varía a lo largo del año de una manera uniforme y periódica hasta 14 minutos más lento en febrero a 16 minutos más rápido en noviembre. El uso de un sol hipotético promedio elimina este efecto. Antes, los astrónomos y navegantes de 1925 midieron GMT desde el mediodía hasta el mediodía, comenzando el día 12 horas más tarde que en el uso civil, que también se conoce comúnmente como GMT. Para evitar confusiones, los astrónomos acordaron en 1925 cambiar el punto de referencia del mediodía a la medianoche, y unos años más tarde adoptaron el término Tiempo Universal (UT) para el "nuevo" GMT. GMT sigue siendo la base legal del tiempo civil para el Reino Unido.

UT

tiempo Universal (UT) es el tiempo solar medio en el meridiano de Greenwich con 0 h UT a media noche, y desde que 1925 ha reemplazado a GMT con fines científicos. A mediados de los 1950, los astrónomos tenían mucha evidencia de fluctuaciones en la rotación de la Tierra y decidieron dividir a UT en tres versiones. El tiempo derivado directamente de las observaciones se llama UT0, aplicando correcciones para los movimientos del eje de la Tierra, o movimiento polar, da UT1, y la eliminación de las variaciones estacionales periódicas genera UT2. Las diferencias entre UT0 y UT1 son del orden de milésimas de segundo. Hoy en día, solo UT1 todavía se usa ampliamente, ya que proporciona una medida de la orientación de rotación de la Tierra en el espacio.

El estándar mundial del tiempo (UTC):

Aunque TAI proporciona una escala de tiempo continua, uniforme y precisa para fines de referencia científica, no es conveniente para el uso diario porque no está en sintonía con la tasa de rotación de la Tierra. Una escala de tiempo que corresponde a la alternancia de día y noche es mucho más útil, y desde 1972, todos los servicios de tiempo de difusión distribuyen escalas de tiempo basadas en Tiempo Universal Coordinado (UTC). UTC es una escala de tiempo atómica que se mantiene de acuerdo con Universal Time. Los segundos intercalares son ocasionalmente

Información cortesía de la Laboratorio Físico Nacional REINO UNIDO.

Network Time Protocol ha sido desarrollado para mantener las computadoras sincronizadas. Todas las computadoras son propensas a la deriva y el tiempo preciso es esencial para muchas aplicaciones de tiempo crítico.

Una versión de NTP está instalada en la mayoría de las versiones de Windows (aunque una versión simplificada llamada SNTP -Simplified NTP- está en versiones anteriores) y Linux, pero se puede descargar gratis desde NTP.org.

Al sincronizar una red, es preferible usar una red dedicada Servidor NTP que recibe una fuente de sincronización de un reloj atómico ya sea a través de transmisiones de radio especializadas o Red de GPS. Sin embargo, muchas referencias de tiempo de Internet están disponibles, algunas más confiables que otras, aunque debe tener en cuenta que las fuentes de tiempo basadas en Internet no pueden ser autenticadas por NTP, lo que deja su computadora vulnerable a las amenazas.

NTP es jerárquico y está ordenado en estrato. Stratum 0 es la referencia de tiempo, mientras que el estrato 1 es un servidor conectado a una fuente de temporización 0 de un estrato y un estrato 2 es una computadora (o dispositivo) conectada a un servidor 1 de estrato.

La configuración básica de NTP se hace usando el archivo /etc/ntp.conf, usted tiene que editarlo y colocar la dirección IP de los servidores de estrato 1 y de estrato 2. Aquí hay un ejemplo de un archivo ntp.conf básico:

el servidor xxx.yyy.zzz.aaa prefiere (la dirección del servidor de hora como time.windows.com)

servidor 123.123.1.0

servidor 122.123.1.0 estrato 3

Driftfile / etc / ntp / drift

El archivo ntp.conf más básico mostrará los servidores 2, uno que también desea sincronizar y una dirección IP. Es una buena limpieza tener más de un servidor como referencia en caso de que uno se caiga.

Un servidor con la etiqueta 'preferir' se usa para una fuente confiable que garantiza que NTP siempre use ese servidor cuando sea posible. La dirección IP se usará en caso de problemas cuando NTP se sincronizará consigo mismo. El archivo de deriva es donde NTP crea un registro de la tasa de deriva del reloj del sistema y lo ajusta automáticamente.

NTP ajustará el tiempo de su sistema pero solo lentamente. NTP esperará al menos diez paquetes de información antes de confiar en la fuente de tiempo. Para probar NTP simplemente cambie el reloj de su sistema por media hora al final del día y la hora de la mañana debería ser correcta.

Tiempo exacto usando Relojes atómicos está disponible en América del Norte utilizando el Hora del reloj atómico WWVB señal transmitida desde Fort Collins, Colorado; proporciona la capacidad de sincronizar el tiempo en computadoras y otros equipos eléctricos.

La señal WWVB de América del Norte es operada por NIST - el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología. WWVB tiene una alta potencia de transmisión (50,000 vatios), una antena muy eficiente y una frecuencia extremadamente baja (60,000 Hz). A modo de comparación, una emisora ​​de radio AM típica emite a una frecuencia de 1,000,000 Hz. La combinación de alta potencia y baja frecuencia da a las ondas de radio de WWVB un gran rebote, y esta única estación puede, por lo tanto, cubrir todo el territorio continental de los Estados Unidos además de gran parte de Canadá y América Central.

Los códigos de tiempo se envían desde WWVB usando uno de los sistemas más simples posibles, y a una velocidad de datos muy baja de un bit por segundo. La señal 60,000 Hz siempre se transmite, pero cada segundo se reduce significativamente en potencia durante un período de 0.2, 0.5 o 0.8 segundos: • 0.2 segundos de potencia reducida significan un cero binario • 0.5 segundos de potencia reducida es uno binario. • 0.8 segundos de potencia reducida es un separador. El código de tiempo se envía en BCD (decimal codificado en binario) e indica los minutos, las horas, el día del año y el año, junto con la información sobre el horario de verano y los años bisiestos.

El tiempo se transmite usando los bits 53 y los separadores 7, y por lo tanto toma 60 segundos para transmitir. Un reloj o reloj puede contener una antena y un receptor extremadamente pequeños y relativamente simples para decodificar la información en la señal y establecer la hora del reloj con precisión. Todo lo que tienes que hacer es establecer la zona horaria, y el reloj atómico mostrará la hora correcta.

Dedicado Servidores de tiempo NTP que están sintonizados para recibir la señal de tiempo WWVB están disponibles. Estos dispositivos conectan una red informática como cualquier otro servidor, solo que estos reciben la señal de sincronización y la distribuyen a otras máquinas en la red usando NTP (Network Time Protocol).

Los métodos para hacer un seguimiento del tiempo se han alterado a lo largo de la historia, con una precisión cada vez mayor que ha sido el catalizador del cambio.

La mayoría de los métodos de cronometraje tradicionalmente se han basado en el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Durante milenios, un día se ha dividido en partes iguales de 24 que se conocen como horas. Basar nuestras escalas de tiempo en la rotación de la Tierra ha sido adecuada para la mayoría de nuestras necesidades históricas; sin embargo, a medida que avanza la tecnología, ha sido evidente la necesidad de una escala de tiempo cada vez más precisa.

El problema con los métodos tradicionales se hizo evidente cuando los primeros relojes verdaderamente precisos - el reloj atómico se desarrolló en el 1950. Debido a que estos relojes se basaban en la frecuencia de los átomos y tenían una precisión de un segundo cada millón de años, pronto se descubrió que nuestros días, que siempre habíamos presumido que eran exactamente 24 horas, se alteraron día a día.

Los efectos de la gravedad de la Luna en nuestros océanos hacen que la Tierra se desacelere y acelere durante su rotación; algunos días son más largos que 24 horas, mientras que otros son más cortos. Si bien estas pequeñas diferencias en la duración de un día han tenido poca importancia en nuestra vida cotidiana, esta inexactitud tiene implicaciones para muchas de nuestras tecnologías modernas, como la comunicación por satélite y el posicionamiento global.

Se ha desarrollado una escala de tiempo para hacer frente a las imprecisiones en el giro de la Tierra: Tiempo Universal Coordinado (UTC). Se basa en la rotación tradicional de la Tierra de la hora 24 conocida como Greenwich Meantime (GMT), pero da cuenta de las imprecisiones en el giro de la tierra al agregar (o restar) los llamados 'Leap Seconds'.

Como UTC se basa en el tiempo contado por relojes atómicos es increíblemente preciso y, por lo tanto, ha sido adoptado como el calendario civil mundial y es utilizado por los negocios y el comercio en todo el mundo.

La mayoría de las redes de computadoras se pueden sincronizar a UTC mediante el uso de un dedicado NTP servidor de tiempo.

Decir el tiempo no es tan sencillo como la mayoría de la gente piensa. De hecho, la misma pregunta, '¿qué hora es?' es una pregunta que incluso la ciencia moderna puede dejar de responder. El tiempo, según Einstein, es relativo; se trata de cambios pasados ​​para diferentes observadores, afectados por factores tales como la velocidad y la gravedad.

Incluso cuando todos vivimos en el mismo planeta y experimentamos el paso del tiempo de una manera similar, decir la hora puede ser cada vez más difícil. Desde entonces, se ha descubierto que nuestro método original de utilizar la rotación de la Tierra es inexacto, ya que la gravedad de la Luna hace que algunos días sean más largos que 24 horas y unos pocos sean más cortos. De hecho, cuando los primeros dinosaurios vagaban por la Tierra, ¡un día solo duraba 22 horas!

Si bien los relojes mecánicos y electrónicos nos han proporcionado cierta precisión, nuestras modernas tecnologías han requerido mediciones de tiempo mucho más precisas. El GPS, el comercio por Internet y el control del tráfico aéreo son solo tres sectores en los que el segundo momento es increíblemente importante.

Entonces, ¿cómo hacemos un seguimiento del tiempo? Usar la rotación de la Tierra ha demostrado ser poco fiable, mientras que los osciladores eléctricos (relojes de cuarzo) y los relojes mecánicos solo son precisos uno o dos por día. Desafortunadamente para muchas de nuestras tecnologías, una segunda inexactitud puede ser demasiado larga. En la navegación por satélite, la luz puede viajar 300,000 km en poco más de un segundo, lo que hace que la unidad promedio de navegación por satélite sea inútil si hubiera un segundo de imprecisión.

La solución para encontrar un método preciso para medir el tiempo ha sido examinar la muy pequeña mecánica cuántica. La mecánica cuántica es el estudio del átomo y sus propiedades y cómo interactúan. Se descubrió que los electrones, las pequeñas partículas que orbitan alrededor de los átomos, cambiaron la ruta en la que orbitan y liberaron una cantidad precisa de energía cuando lo hacen.

En el caso del átomo de cesio, esto ocurre casi nueve mil millones de veces por segundo y este número nunca se altera y, por lo tanto, se puede utilizar como un método ultra confiable para hacer un seguimiento del tiempo. Los átomos de cesio son dinámicos y, de hecho, el segundo ahora se define como algo más de 9 mil millones de ciclos de radiación del átomo de cesio.

Los relojes atómicos son la base de muchas de nuestras tecnologías. Toda la economía global depende de ellos con el tiempo transmitido por Servidores de tiempo NTP en redes informáticas o transmitidas por satélites GPS; asegurando que todo el mundo mantenga el mismo tiempo, preciso y estable.

Una escala de tiempo global oficial, el Tiempo Universal Coordinado (UTC) se ha desarrollado gracias a los relojes atómicos que permiten que todo el mundo corra al mismo tiempo dentro de unas pocas milésimas de segundo.

A hora del servidor es una herramienta de oficina común, pero ¿para qué sirve?

Todos estamos acostumbrados a tener un horario diferente al del resto del mundo. Cuando América se está despertando, Honk Kong se va a la cama y es por eso que el mundo está dividido en zonas horarias. Incluso en la misma zona horaria todavía puede haber diferencias. En Europa continental, por ejemplo, la mayoría de los países están a una hora de distancia del Reino Unido debido al cambio de reloj estacional de Gran Bretaña.

Sin embargo, cuando se trata de comunicación global, tener diferentes horarios en todo el mundo puede causar problemas, especialmente si tiene que realizar transacciones sensibles al tiempo, como comprar o vender acciones.

Para este propósito, fue claro para los primeros 1970 que se requería una escala de tiempo global. Se introdujo en 1 January 1972 y se llamó UTC - Tiempo universal coordinado. UTC se mantiene con reloj atómico, pero se basa en Greenwich Meantime (GMT - a menudo llamado UT1), que a su vez es una escala de tiempo basada en la rotación de la Tierra. Desafortunadamente, la Tierra varía en su giro, por lo que UTC explica esto agregando un segundo una o dos veces al año (segundo bisiesto).

Aunque es controvertido para muchos, los astrónomos y otras instituciones necesitan segundos intercalares para evitar que el día se desplace, de lo contrario sería imposible determinar la posición de las estrellas en el cielo nocturno.

UTC ahora se usa en todo el mundo. No solo es la escala de tiempo global oficial sino que es utilizada por cientos de miles de redes de computadoras en todo el mundo.

Las redes de computadoras usan un red servidor de tiempo para sincronizar todos los dispositivos en una red a UTC. La mayoría de los servidores de tiempo usan el protocolo NTP (Network Time Protocol) para distribuir el tiempo.

Los servidores de tiempo NTP reciben el tiempo de los relojes atómicos mediante transmisiones de radio de onda larga de laboratorios nacionales de física o de la red GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Todos los satélites GPS llevan un reloj atómico a bordo que hace que el tiempo vuelva a la Tierra. Mientras que esta señal de tiempo no es estrictamente UTC (se conoce como tiempo de GPS) debido a la precisión de la transmisión, se convierte fácilmente en UTC por una GPS NTP servidor.

Los relojes atómicos se utilizan para miles de aplicaciones en todo el mundo. Desde el control de satélites hasta la sincronización de una red informática utilizando un Servidor NTP, los relojes atómicos han cambiado la forma en que controlamos y gobernamos el tiempo.

En términos de precisión, un reloj atómico no tiene rival. Los relojes digitales de cuarzo pueden mantener el tiempo preciso durante una semana, sin perder más de un segundo, pero un reloj atómico puede mantener el tiempo durante millones de años sin derivar tanto.

Los relojes atómicos trabajar en el principio de saltos cuánticos, una rama de la mecánica cuántica que establece que un electrón; una partícula cargada negativamente, orbitará un núcleo de un átomo (el centro) en cierta llanura o nivel. Cuando absorbe o libera suficiente energía, en forma de radiación electromagnética, el electrón saltará a un plano diferente: el salto cuántico.

Al medir la frecuencia de la radiación electromagnética correspondiente a la transición entre los dos niveles, se puede registrar el paso del tiempo. Los átomos de cesio (cesio 133) son preferidos para el tiempo ya que tienen ciclos 9,192,631,770 de radiación en cada segundo. Debido a que los niveles de energía del átomo de cesio (los estándares cuánticos) son siempre los mismos y es un número tan alto, el reloj atómico de cesio es increíblemente preciso.

La forma más común de reloj atómico utilizado en el mundo de hoy es la fuente de cesio. En este tipo de reloj, una nube de átomos se proyecta hacia una cámara de microondas y se deja caer por gravedad. Los rayos láser ralentizan estos átomos y se mide la transición entre los niveles de energía del átomo.

La próxima generación de relojes atómicos se están desarrollando con trampas de iones en lugar de una fuente. Los iones son átomos con carga positiva que pueden quedar atrapados por un campo magnético. Otros elementos como el estroncio se utilizan en estos relojes de próxima generación y se estima que la precisión potencial de un reloj de trampa de iones de estroncio podría ser 1000 veces mayor que la de los relojes atómicos actuales.

Los relojes atómicos son utilizados por todo tipo de tecnologías; la comunicación por satélite, el Sistema de Posicionamiento Global e incluso el comercio por Internet depende de los relojes atómicos. La mayoría de las computadoras se sincronizan indirectamente con un reloj atómico usando una Servidor NTP. Estos dispositivos reciben el tiempo de un reloj atómico y se distribuyen alrededor de sus redes asegurando un tiempo preciso en todos los dispositivos.

Los relojes atómicos son el pináculo de los dispositivos de mantenimiento del tiempo. Los relojes atómicos modernos pueden mantener el tiempo con tanta precisión que en 100,000,000 años (100 millones) no pierden ni un segundo en el tiempo. Debido a este alto nivel de precisión, los relojes atómicos son la base de la escala de tiempo del mundo.

Para permitir la comunicación global y las transacciones sensibles al tiempo, como la compra de pilas y participaciones, una escala de tiempo global, basada en el tiempo contado por los relojes atómicos, se desarrolló en 1972. Esta escala de tiempo, Tiempo Universal Coordinado (UTC) es gobernado y controlado por el Oficina Internacional de Pesas y Medidas (BIPM) que usan una constelación de relojes atómicos 230 de los laboratorios 65 de todo el mundo para garantizar altos niveles de precisión.

Los relojes atómicos se basan en las propiedades fundamentales del átomo, conocidas como mecánica cuántica. La mecánica cuántica sugiere que un electrón (partícula con carga negativa) que orbita el núcleo de un átomo puede existir en diferentes niveles o planos en órbita, dependiendo de si absorben o liberan la cantidad correcta de energía. Una vez que un electrón ha absorbido o liberado suficiente energía como para 'saltar' a otro nivel, esto se conoce como salto cuántico.

La frecuencia entre estos dos estados de energía es lo que se usa para mantener el tiempo. La mayoría de los relojes atómicos se basan en el átomo de cesio que tiene períodos 9,192,631,770 de radiación correspondientes a la transición entre los dos niveles. Debido a la precisión de los relojes de cesio, el BIPM ahora considera que un segundo se define como ciclos 9,192,631,770 del átomo de cesio.

Los relojes atómicos se usan en miles de aplicaciones diferentes donde el tiempo preciso es esencial. La comunicación satelital, el control del tráfico aéreo, el comercio por internet y los médicos generales requieren relojes atómicos para mantener el tiempo. Los relojes atómicos también se pueden usar como un método de sincronizar redes de computadoras.

Una red informática que usa un NTP servidor de tiempo puede usar una transmisión de radio o las señales emitidas por satélites GPS (Sistema de Posicionamiento Global) como una fuente de temporización. El programa NTP (o demonio) se asegurará de que todos los dispositivos en esa red se sincronizarán a la hora indicada por el reloj atómico.

Usando un Servidor NTP sincronizado con un reloj atómico, una red informática puede ejecutar el tiempo universal coordinado idéntico a otras redes que permiten realizar transacciones sensibles al tiempo desde todo el mundo.