La sincronización de las redes informáticas modernas es de vital importancia por una multitud de razones, y gracias al protocolo de tiempo NTP (Network Time Protocol) esto es relativamente sencillo.

NTP es un protocolo algorítmico que analiza el tiempo en diferentes computadoras y lo compara con una sola referencia de tiempo y ajusta cada reloj para deriva para asegurar la sincronización con la fuente de tiempo. NTP es tan capaz en esta tarea que una red sincronizada utilizando el protocolo puede obtener de manera realista precisión en milisegundos.

Elegir la fuente de tiempo

Cuando se trata de establecer una referencia de tiempo, realmente no hay más alternativa que encontrar una fuente de UTC (Tiempo Universal Coordinado) UTC es la escala de tiempo global, utilizada en todo el mundo como una escala de tiempo única por las redes de computadoras. UTC se mantiene precisa gracias a una constelación de relojes atómicos en todo el mundo.

Sincronizando a UTC

El método más básico para recibir una fuente de tiempo UTC es usar un servidor de tiempo de Internet 2 de estrato. Estos se consideran estrato 2 ya que distribuyen el tiempo después de recibirlo por primera vez de un Servidor NTP (estrato 1) que está conectado a un reloj atómico (estrato 0). Lamentablemente, este no es el método más preciso para recibir UTC debido a la distancia que los datos tienen para viajar del host al cliente.

También existen problemas de seguridad en el uso de una fuente de tiempo 2 de estrato de Internet porque el puerto UDP de cortafuegos 123 debe dejarse abierto para recibir el código de tiempo, pero esta apertura de cortafuegos puede ser, y ha sido, explotada por usuarios malintencionados.

Servidores NTP dedicados

Servidores de tiempo NTP dedicados, a menudo conocidos como servidores de tiempo de red, son el método más preciso y seguro para sincronizar una red informática. Operan externamente a la red por lo que no hay problemas de firewall. Estos dispositivos 1 de estrato reciben la hora UTC directamente de una fuente de reloj atómico mediante transmisiones de radio de onda larga o la Red de GPS (Sistema de Posicionamiento Global). Si bien esto requiere una antena, que en el caso del GPS debe colocarse en una azotea, el servidor de tiempo sincronizará automáticamente cientos y, de hecho, miles de dispositivos diferentes en la red.

Cronometraje exacto si a menudo se pasa por alto como una prioridad para los administradores de red, muchos se arriesgan a la pérdida de seguridad y de datos al no garantizar que sus redes se sincronicen de la forma más precisa posible.

Las computadoras tienen sus propios relojes de hardware, pero a menudo son simples osciladores electrónicos como los que existen en los relojes digitales y, lamentablemente, estos relojes del sistema son propensos a la deriva, a menudo hasta varios segundos en una semana.

Ejecutar diferentes máquinas en una red que tienen diferentes tiempos, incluso por unos pocos segundos, puede causar estragos ya que muchas tareas de la computadora dependen del tiempo. El tiempo, en forma de marcas de tiempo, es la única computadora de referencia que se usa para distinguir entre diferentes eventos y fallas en sincronizar con precisión una red puede conducir a todo tipo de problemas no contados.

Estas son algunas de las principales razones por las cuales su red debe sincronizarse usando Network Time Protocol, preferiblemente con un NTP servidor de tiempo.

Copias de seguridad de datos - vital para salvaguardar los datos en cualquier empresa u organización, la falta de sincronización puede provocar el fallo de las copias de seguridad, pero las versiones anteriores de los archivos reemplazan las versiones más modernas.

Ataques maliciosos - sin importar cuán segura sea la red, alguien en algún lugar eventualmente obtendrá acceso a su red, pero sin una sincronización precisa puede ser imposible descubrir qué compromisos se han producido y también dará a los usuarios no autorizados tiempo adicional dentro de una red para causar estragos.

Registro de errores - cuando se producen fallas, e inevitablemente lo hacen, los registros del sistema contienen toda la información para identificar y corregir problemas. Sin embargo, si los registros del sistema no están sincronizados, a veces puede ser imposible determinar qué salió mal y cuándo.

Comercio en línea - Comprar y vender en Internet ahora es un lugar común y en algunas empresas se realizan miles de transacciones en línea cada segundo desde la reserva de asientos hasta la compra de acciones y la falta de sincronización precisa puede dar lugar a todo tipo de errores en el comercio en línea, como los artículos que se compran o se venden más de una vez.

Cumplimiento y legalidad - Muchos sistemas de regulaciones industriales requieren un método de temporización auditable y preciso. Una red no sincronizada también será vulnerable a problemas legales, ya que no se puede probar la hora exacta en que se produjo el evento.

Cuando contó la víspera de Año Nuevo para marcar el comienzo del año siguiente, ¿comenzó en 10 o 11? La mayoría de los juerguistas hubieran contado menos de diez, pero habrían sido prematuros este año, ya que hubo un segundo adicional añadido al año pasado: el segundo salto.

Los segundos intercalares generalmente se insertan una o dos veces al año (normalmente en la víspera de Año Nuevo y en junio) para garantizar la escala de tiempo global. UTC (Tiempo universal coordinado) coincide con el día astronómico.

Se han utilizado los segundos intercalares desde que UTC se implementó por primera vez y son el resultado directo de nuestra precisión en el control del tiempo. El problema es que el moderno relojes atómicos son dispositivos de cronometraje mucho más precisos que la tierra misma. Se notó cuando los relojes atómicos se desarrollaron por primera vez que la duración de un día, una vez que se pensaba que eran exactamente 24 horas, variaba.

Las variaciones son causadas por la rotación de la Tierra, que se ve afectada por la gravedad de las lunas y las fuerzas de las mareas de la Tierra, todo lo cual ralentiza la rotación de la tierra de forma minuciosa.

Esta ralentización rotatoria, aunque es minúscula, si no se verifica, el día UTC pronto se desviaría hacia la noche astronómica (aunque en varios miles de años).

La decisión de si se necesita un Leap Second es competencia del Servicio Internacional de Rotación de la Tierra (IERS), sin embargo, los Segundos Leap no son populares entre todos y pueden causar problemas potenciales cuando se introducen.

UTC es utilizado por Servidores de tiempo NTP (Protocolo de tiempo de red) como una referencia de tiempo para sincronizar las redes de computadoras y otras tecnologías, y la interrupción que pueden causar los segundos leap no es una molestia.

Sin embargo, otros, como los astrónomos, dicen que si no se mantiene el UTC en línea con el día astronómico, sería casi imposible estudiar los cielos.

El último segundo intercalar insertado antes de este fue en 2005, pero se han agregado un total de 23 segundos a UTC desde 1972.

Señalización digital está avanzando con bastante rapidez para una nueva industria floreciente. Fantásticas nuevas innovaciones y estilos de contenido se están desarrollando todo el tiempo y hay algunas campañas realmente fantásticas y cada vez más implementaciones aventureras están surgiendo todo el tiempo.

Una de las cada vez más numerosas tendencias es el uso de campañas complicadas, programadas y sincronizadas en múltiples máquinas. Estos son increíblemente llamativos, especialmente cuando el contenido está sincronizado para proporcionar a los transeúntes una experiencia casi interactiva.

El contenido sincronizado puede ser realmente difícil de implementar y este tipo de contenido ciertamente no es para principiantes, ya que configurar una campaña tan sofisticada puede ser realmente difícil.

Uno de los aspectos esenciales de este tipo de campañas de señalización digital programadas es garantizar que todas las pantallas se sincronicen juntas. La sincronización es quizás el aspecto más crucial de este tipo de campañas sofisticadas de señalización digital. Existen varios métodos para sincronizar este tipo de campaña.

Una solución es un servidor de tiempo de red que recibe una única fuente de tiempo y la distribuye entre todos los dispositivos en esa red usando el protocolo de tiempo NTP (Network Time Protocol).

NTP servidores recibe el tiempo de una fuente externa (normalmente GPS o radio de onda larga) por lo que no es necesario tener la red conectada a Internet aunque es posible sincronizarla con una fuente de hora de Internet, aunque esto puede ser problemático si hay alguna perturbación en la conexión a internet.

También se debe proteger cualquier gran red de pantallas de señalización digital, especialmente si se utilizan reproductores de medios o computadoras para generar contenido. La mejor opción para garantizar la seguridad total es colocar tanto la pantalla como el dispositivo de medios en una recinto de visualización, a menudo referido como Recinto de LCD.

Los osciladores han sido esenciales en el desarrollo de los relojes y la cronología. Los osciladores son solo circuitos electrónicos que producen una señal electrónica repetitiva. A menudo se usan cristales como el cuarzo para estabilizar la frecuencia de la oscilación,

Los osciladores son la tecnología principal detrás de los relojes electrónicos. Los relojes digitales y el reloj analógico alimentado por batería están controlados por un circuito oscilante que generalmente contiene un cristal de cuarzo.

Y aunque los relojes electrónicos son muchas veces más precisos que un reloj mecánico, un oscilador de cuarzo aún se desplazará un segundo o dos cada semana.

Los relojes atómicos por supuesto, son mucho más precisos. Sin embargo, todavía usan osciladores, con mayor frecuencia cesio o rubidio, pero lo hacen en un estado hiperfino a menudo congelado en nitrógeno líquido o helio. Estos relojes en comparación con los relojes electrónicos no se desviarán por un segundo en incluso un millón de años (y con los relojes atómicos más modernos 100 millones de años).

Para utilizar esta precisión cronológica un servidor de tiempo de red que utiliza NTP (Network Time Protocol) se puede usar para sincronizar redes informáticas completas. NTP servidores utilice una señal horaria desde el GPS o la radio de onda larga que proviene directamente de un reloj atómico (en el caso del GPS, el tiempo se genera en un reloj abordo del satélite GPS).

NTP servidores compruebe continuamente esta fuente de tiempo y luego ajuste los dispositivos en una red para que coincida con esa hora. Entre las encuestas (que reciben la fuente de tiempo), el servidor de tiempo usa un oscilador estándar para mantener el tiempo. Normalmente estos osciladores son de cuarzo, pero debido a que el servidor horario está en comunicación regular con el reloj atómico cada minuto o dos, entonces la deriva normal de un oscilador de cuarzo no es un problema ya que unos pocos minutos entre encuestas no conducirían a una deriva medible.

Continuará ...

No importa dónde estemos en el mundo, todos necesitamos saber la hora en algún momento del día, pero aunque cada día dura la misma cantidad de tiempo, sin importar dónde se encuentre en la Tierra, el mismo período de tiempo no se usa globalmente.

La impracticabilidad de que los australianos tengan que despertarse en 17.00 o los que tienen que comenzar a trabajar en 14.00 descartaría demandar una sola escala de tiempo, aunque la idea se discutió cuando Greenwich fue nombrado el meridiano principal oficial (donde la fecha es oficialmente) para el mundo hace unos 125 años.

Si bien la idea de un calendario global fue rechazada por los motivos anteriores, posteriormente se decidió que las líneas longitudinales 24 dividirían el mundo en diferentes zonas horarias. Estos emanarían de GMT y los del lado opuesto del planeta serían + 12 horas.

Sin embargo, según el 1970, el crecimiento de las comunicaciones globales significó que finalmente se adoptó una escala de tiempo universal y sigue siendo muy útil hoy en día a pesar de que muchas personas nunca han oído hablar de ella.

UTC, Tiempo Universal Coordinado, se basa en GMT (Greenwich Meantime) pero se mantiene en una constelación de relojes atómicos. También explica las variaciones en la rotación de la tierra con segundos adicionales conocidos como "segundos intercalares" añadidos una vez dos veces al año para contrarrestar la ralentización del giro de la Tierra causada por fuerzas gravitacionales y de marea.

Si bien la mayoría de la gente nunca ha oído hablar de UTC ni la usa directamente, su influencia en nuestras vidas es innegable con las redes informáticas, todas sincronizadas con UTC a través de Servidores de tiempo NTP (Network Time Protocol).

Sin esta sincronización a una sola escala de tiempo, muchas de las tecnologías y aplicaciones que damos por sentadas hoy serían imposibles. Todo, desde la negociación mundial de acciones y participaciones hasta compras en Internet, correo electrónico y redes sociales, solo es posible gracias a UTC y al NTP servidor de tiempo.

Desde los primeros días de la revolución industrial, cuando las líneas ferroviarias y el telégrafo se extendieron a través de las zonas horarias, se hizo evidente que se requería un calendario global que permitiera usar el mismo tiempo sin importar en qué parte del mundo se estuviera.

El primer intento en un cronograma global fue GMT - Meridiano de Greenwich. Esto se basó en el meridiano de Greenwich, donde el sol está directamente arriba en el mediodía 12. GMT fue elegido, principalmente debido a la influencia del imperio británico en el resto si el mundo.

Otras escalas de tiempo se habían desarrollado como British Railway Time, pero GMT fue la primera vez que se utilizó un sistema de tiempo verdaderamente global en todo el mundo.

GMT se mantuvo como el calendario global durante la primera mitad del siglo XX, aunque las personas comenzaron a referirse a UT (Tiempo Universal).

Sin embargo, cuando los relojes atómicos se desarrollaron a mediados del siglo XX, pronto se hizo evidente que el GMT no era lo suficientemente preciso. Se deseó una escala de tiempo global basada en el tiempo contado por los relojes atómicos para representar estos nuevos cronómetros precisos.

El Tiempo Atómico Internacional (TAI) se desarrolló para este propósito, pero pronto se hicieron evidentes los problemas en el uso de relojes atómicos.

Se pensó que la revolución de la Tierra sobre su eje era una hora exacta de 24. Pero gracias a los relojes atómicos se descubrió que el giro de la Tierra varía y que el 1970 se ha estado desacelerando. Esta ralentización de la rotación de la Tierra tenía que tenerse en cuenta, de lo contrario, las discrepancias podrían acumularse y la noche iría a la deriva poco a poco (aunque en muchos milenios).

Tiempo Universal Coordinado fue desarrollado para contrarrestar esto. Basado tanto en TAI como en GMT, UTC permite ralentizar la rotación de la Tierra al agregar segundos intercalares cada año o dos (y algunas veces dos veces al año).

UTC es ahora una escala de tiempo verdaderamente global y es adoptada por naciones y tecnologías en todo el mundo. Las redes de computadoras están sincronizadas con UTC a través de servidores de tiempo de red y usan el protocolo NTP para garantizar la precisión.

Si bien hay varios protocolos disponibles para la sincronización de tiempo, la mayoría del tiempo de la red se sincroniza con cualquiera de los dos NTP o SNTP.

Network Time Protocol (NTP) y Simple Network Time Protocol (SNTP) han existido desde el inicio de Internet (y en el caso de NTP, varios años antes) y son por mucho los protocolos de sincronización de tiempo más populares y extendidos.

Sin embargo, la diferencia entre los dos es leve y decidir qué protocolo es mejor para un ntp servidor de hora o una aplicación de sincronización de tiempo particular puede ser problemática.

Como su nombre indica, SNTP es una versión simplificada del protocolo de tiempo de red, pero a menudo se hace la pregunta: '¿cuál es exactamente la diferencia?'

La diferencia principal entre las dos versiones del protocolo está en el algoritmo que se utiliza. El algoritmo de NTP puede consultar múltiples relojes de referencia y calcular cuál es el más preciso.

Uso de SNTP para dispositivos de bajo procesamiento: es adecuado para máquinas menos potentes, no requiere la precisión de alto nivel de NTP. NTP también puede monitorear cualquier desplazamiento y jitter (pequeñas variaciones en la forma de onda que resultan de las fluctuaciones de suministro de voltaje, vibraciones mecánicas u otras fuentes) mientras que SNTP no lo hace.

Otra diferencia importante es la forma en que los dos protocolos se ajustan para cualquier deriva en los dispositivos de red. NTP acelerará o reducirá la velocidad de un reloj del sistema para que coincida con la hora del reloj de referencia que entra en el Servidor NTP (giro) mientras que SNTP simplemente avanzará o retrocederá el reloj del sistema.

Este paso del tiempo del sistema puede causar problemas potenciales con las aplicaciones sensibles al tiempo, especialmente del paso es bastante grande.

NTP se usa cuando la precisión es importante y cuando las aplicaciones de tiempo crítico dependen de la red. Sin embargo, su complejo algoritmo no es adecuado para máquinas simples o con procesadores menos potentes. Por otro lado, SNTP es más adecuado para estos dispositivos más simples, ya que consume menos recursos de la computadora, sin embargo, no es adecuado para cualquier dispositivo donde la precisión sea crítica o donde las aplicaciones de tiempo crítico dependan de la red.

Existe cierta ironía de que la computadora que se encuentra en su escritorio y que puede haber costado tanto como el salario mensual tenga un reloj a bordo que sea menos preciso que un reloj de pulsera barato comprado en una gasolinera o una estación de servicio.

El problema no es que las computadoras se fabriquen especialmente con componentes económicos de temporización, sino que cualquier cronometraje serio en una PC se puede lograr sin osciladores costosos o avanzados.

Los osciladores de temporización incorporados en la mayoría de las PC son, de hecho, solo una copia de seguridad para mantener sincronizado el reloj de la computadora cuando la PC está apagada o cuando la información de temporización de la red no está disponible.

A pesar de estos relojes incorporados inadecuados, el tiempo en una red de PC se puede lograr con una precisión de milisegundos y una red que se sincroniza con la escala de tiempo global UTC (Tiempo universal coordinado) no debe derivar en absoluto.

La razón por la cual este alto nivel de precisión y sincronicidad se puede lograr sin costosos osciladores es que las computadoras pueden usar el Protocolo de temporización de red (NTP) para encontrar y mantener la hora exacta.

NTP es un algoritmo que distribuye una única fuente de tiempo; esto puede ser generado por el reloj interno de una PC, aunque esto vería que todas las máquinas de la red flotan mientras el reloj se desplaza. Una solución mucho mejor es usar NTP para distribuir una fuente de tiempo estable y precisa, y más preferiblemente para redes que realizan negocios en Internet, una fuente de UTC.

El método más simple para recibir UTC, que es mantenido por una constelación de relojes atómicos en todo el mundo, es usar un dedicado servidor de tiempo NTP. Los servidores NTP usan señales satelitales GPS (Sistema de Posicionamiento Global) o transmisiones de radio de onda larga (generalmente transmitidas por laboratorios nacionales de física como NPL o NIST).

Una vez recibido el Servidor NTP distribuye la fuente de temporización a través de la red y constantemente comprueba la deriva de cada máquina (en esencia, la máquina en red se pone en contacto con el servidor como cliente y la información se intercambia a través de TCP / IP).

Esto hace que los relojes de a bordo de las computadoras se vuelvan obsoletos, aunque cuando las máquinas se inician inicialmente, o si ha habido un retraso en el contacto con la computadora. Servidor NTP (si está inactivo o hay una falla temporal), el reloj integrado se usa para mantener el tiempo hasta que se pueda volver a lograr la sincronización completa.

El tiempo es cada vez más crucial para los sistemas informáticos. Ahora es casi inaudito que una red informática funcione sin sincronización con UTC (Tiempo Universal Coordinado). E incluso las máquinas individuales utilizadas en el hogar ahora están equipadas con sincronización automática. La última versión de Windows, por ejemplo, Windows 7, se conecta automáticamente a una fuente de sincronización (aunque esta aplicación se puede desactivar manualmente accediendo a las preferencias de hora y fecha).

La inclusión de estas herramientas de sincronización automática en los últimos sistemas operativos es una indicación de cuán importante se ha vuelto la información de tiempo y cuando se consideran los tipos de aplicaciones y transacciones que ahora se realizan en Internet, no es sorprendente.

La banca por Internet, las reservas en línea, las subastas por Internet e incluso el correo electrónico pueden depender de la hora exacta. Las computadoras usan marcas de tiempo como el único punto de referencia que tienen que identificar cuándo y si se ha producido una transacción. Los errores en la información de tiempo pueden causar errores y problemas incalculables, particularmente con la depuración.

Internet está lleno de servidores de tiempo sin embargo, con más de mil fuentes de tiempo disponibles para la sincronización en línea; la precisión y la utilidad de estas fuentes en línea de tiempo UTC sí varían y dejar un TCP / IP abierto en el firewall para permitir que la información de temporización pueda dejar un sistema vulnerable.

Para los sistemas de red donde el tiempo no solo es crucial, sino que la seguridad también es una cuestión primordial, Internet no es una fuente preferida para recibir información UTC y se requiere una fuente externa.

Conectar una red NTP a una fuente externa de tiempo UTC es relativamente sencillo si red servidor de tiempo es usado. Estos dispositivos que a menudo se conocen como NTP servidores, use los relojes atómicos a bordo del GPS (Sistema de Posicionamiento Global) satélites o transmisiones de onda larga transmitidas por lugares tales como NIST or NPL.