Pengayun penting dalam perkembangan jam dan kronologi. Oscillators hanya litar elektronik yang menghasilkan isyarat elektronik berulang. Selalunya kristal seperti kuarza digunakan untuk menstabilkan kekerapan ayunan,

Oscillators adalah teknologi utama di sebalik jam elektronik. Jam digital dan jam analog berkuasa bateri semuanya dikawal oleh litar berayun biasanya mengandungi kristal kuarza.

Dan sementara jam elektronik berkali-kali lebih tepat daripada jam mekanikal, pengayun kuarza masih akan hanyut satu atau dua kali setiap minggu.

Jam atom sudah tentu lebih tepat. Walau bagaimanapun, mereka masih menggunakan osilator, yang paling biasa cesium atau rubidium tetapi mereka melakukannya dalam keadaan halus yang kerap kali beku dalam nitrogen cair atau helium. Jam-jam ini berbanding dengan jam elektronik tidak akan hanyut oleh detik dalam satu juta tahun (dan dengan jam atom yang lebih moden 100 juta tahun).

Untuk menggunakan ketepatan kronologi ini, pelayan rangkaian rangkaian yang menggunakannya NTP (Protokol Masa Rangkaian) boleh digunakan untuk menyegerakkan rangkaian komputer lengkap. Pelayan NTP gunakan isyarat masa dari sama ada GPS atau radio gelombang panjang yang datang langsung dari jam atom (dalam kes GPS masa dihasilkan dalam jam di atas satelit GPS).

Pelayan NTP teruskan semak masa ini dan kemudian laraskan peranti pada rangkaian untuk menyesuaikan waktu itu. Di antara pemilihan (menerima sumber masa) pengayun standard digunakan oleh pelayan masa untuk menjaga masa. Biasanya pengayun ini adalah kuarza tetapi kerana pelayan masa berada dalam komunikasi biasa dengan jam atom mengatakan setiap minit atau dua, maka pengaliran normal pengayun kuarza tidak menjadi masalah kerana beberapa minit antara pemilihan tidak akan membawa kepada sebarang drift yang boleh diukur.

Bersambung ...

Walaupun terdapat beberapa protokol yang tersedia untuk penyegerakan masa, majoriti masa rangkaian disegerakkan menggunakan sama ada NTP atau SNTP.

Protokol Masa Rangkaian (NTP) dan Protokol Masa Rangkaian Sederhana (SNTP) telah wujud sejak penubuhan Internet (dan dalam kes NTP, beberapa tahun sebelum ini) dan merupakan protokol penyegerakan masa yang paling popular dan meluas.

Walau bagaimanapun, perbezaan antara kedua-dua adalah sedikit dan menentukan protokol mana yang terbaik untuk a pelayan masa NTP atau aplikasi penyegerakan masa tertentu boleh menyusahkan.

Seperti namanya, SNTP adalah versi ringkas Protokol Masa Rangkaian tetapi soalannya sering ditanya: 'apakah sebenarnya perbezaannya?'

Perbezaan utama antara dua versi protokol adalah dalam algoritma yang digunakan. Algoritma NTP boleh menanyakan pelbagai jam rujukan yang menghitung yang paling tepat.

Penggunaan SNTP untuk peranti pemprosesan yang rendah - ia sesuai untuk mesin kurang berkuasa, tidak memerlukan ketepatan peringkat tinggi NTP. NTP juga boleh memantau sebarang offset dan jitter (variasi kecil dalam bentuk gelombang akibat daripada turun naik bekalan voltan, getaran mekanik atau sumber lain) sementara SNTP tidak.

Satu lagi perbezaan utama adalah dengan cara kedua-dua protokol itu menyesuaikan diri dengan apa-apa hanyut dalam peranti rangkaian. NTP akan mempercepatkan atau memperlahankan jam sistem untuk menyesuaikan masa jam rujukan yang masuk ke dalam Pelayan NTP (slewing) sementara SNTP hanya akan melangkah maju atau mundur jam sistem.

Langkah melangkah masa sistem ini boleh menyebabkan masalah yang berpotensi dengan aplikasi sensitif masa terutamanya langkah yang agak besar.

NTP digunakan apabila ketepatan adalah penting dan apabila aplikasi kritikal masa bergantung pada rangkaian. Walau bagaimanapun, algoritma kompleksnya tidak sesuai dengan mesin mudah atau mereka yang mempunyai pemproses yang kurang berkuasa. SNTP sebaliknya paling sesuai untuk peranti mudah ini kerana ia memerlukan sedikit sumber komputer, namun ia tidak sesuai untuk mana-mana peranti di mana ketepatan adalah kritikal atau dimana aplikasi kritikal bergantung pada rangkaian.

Membekalkan masa yang tepat untuk penyegerakan rangkaian hanya mungkin terima kasih kepada jam atom. Berbanding dengan peranti pemasaan standard dan jam atom berjuta-juta kali lebih tepat dengan reka bentuk terkini menyediakan masa yang tepat untuk satu saat dalam tahun 100,000.

Jam atom menggunakan resonans atom yang tidak berubah semasa keadaan tenaga yang berbeza untuk mengukur masa menyediakan tanda atom yang berlaku hampir 9 bilion kali sesaat dalam kes atom sesium. Malah resonans cesium kini merupakan definisi rasmi yang kedua telah diterima pakai oleh Sistem Antarabangsa Unit (SI).

Jam atom adalah jam asas yang digunakan untuk masa antarabangsa, UTC (Selaras Masa Sejagat). Dan mereka juga menyediakan asas untuk Pelayan NTP untuk menyegerakkan rangkaian komputer dan teknologi sensitif masa seperti yang digunakan oleh kawalan lalu lintas udara dan aplikasi sensitif masa tahap tinggi yang lain.

Mencari sumber jam atom UTC adalah prosedur mudah. Terutama dengan kehadiran sumber masa dalam talian seperti yang disediakan oleh Microsoft dan Institut Kebangsaan untuk Piawaian dan Masa (windows.time.com dan nist.time.gov).

Walau bagaimanapun, ini Pelayan NTP adalah apa yang dikenali sebagai peranti 2 stratum yang bermakna ia disambungkan ke peranti lain yang seterusnya mendapat masa dari jam atom (dengan kata lain sumber kedua UTC).

Walaupun ketepatan pelayan 2 ini tidak dapat dipertikaikan, ia boleh dipengaruhi oleh jarak pelanggan dari pelayan masa, mereka juga di luar firewall yang bermaksud bahawa sebarang komunikasi dengan pelayan masa dalam talian memerlukan UDP terbuka (User Datagram Protocol) pelabuhan untuk membenarkan komunikasi.

Ini boleh menyebabkan kelemahan dalam rangkaian dan tidak digunakan untuk sebab ini dalam mana-mana sistem yang memerlukan keselamatan yang lengkap. Cara yang lebih selamat (dan boleh dipercayai) menerima UTC adalah dengan menggunakan khusus NTP server masa. Peranti penyegerakan masa ini menerima masa langsung dari jam atom sama ada disiarkan pada gelombang panjang oleh tempat-tempat seperti NIST atau NPL (Makmal Fizikal Kebangsaan - UK). Sebagai alternatif UTC boleh diperoleh daripada isyarat GPS yang disiarkan oleh buruj satelit di rangkaian GPS (Global Positioning System).

Salah satu yang paling banyak di dunia jam atom yang tepat akan dilancarkan ke orbit dan dilampirkan ke Stesen Angkasa Antarabangsa (ISS) terima kasih kepada perjanjian yang ditandatangani oleh agensi ruang angkasa Perancis.

Jam atom PHARAO (Projet d'Horloge Atomique par Refroidissement d'Atomes en Orbite) dilampirkan kepada ISS dalam usaha untuk mengetes teori Einstein secara relatif dengan lebih tepat dan meningkatkan ketepatan Waktu Bersama SelarasUTC) di antara eksperimen geodesi lain.

PHARAO adalah jam atom cesium generasi akan datang dengan ketepatan yang sepadan dengan kurang dari satu saat yang hanyut setiap tahun 300,000. PHARAO akan dilancarkan oleh Agensi Angkasa Eropah (ESA) di 2013.

Jam atom adalah peranti pengawasan yang paling tepat untuk manusia tetapi mereka mudah terdedah kepada perubahan tarikan graviti, seperti yang diramalkan oleh teori Einstein, kerana masa itu sendiri telah dibunuh oleh tarikan Bumi. Dengan meletakkan jam atom yang tepat ini ke orbit kesan graviti bumi berkurang membolehkan PHARAO menjadi lebih tepat daripada jam berasaskan Bumi.

Manakala jam atom tidak baru ke orbit, seperti banyak satelit; termasuk rangkaian GPS (Global Positioning System) yang mengandungi jam atom, bagaimanapun, PHARAO akan menjadi antara jam paling tepat yang pernah dilancarkan ke ruang angkasa, yang membolehkan ia digunakan untuk analisis yang lebih terperinci.

Jam atom telah ada sejak 1960 tetapi pembangunan yang semakin meningkat telah membuka jalan untuk teknologi yang lebih maju dan lebih maju. Jam atom membentuk asas banyak teknologi moden dari navigasi satelit untuk membolehkan rangkaian komputer berkomunikasi dengan berkesan di seluruh dunia.

Jaringan komputer menerima isyarat masa dari jam atom melalui pelayan masa NTP (Protokol Masa Rangkaian) yang boleh menyegerakkan rangkaian komputer dengan tepat dalam beberapa milisaat UTC.

Kita tidak dapat hidup tanpa mereka. Mereka menjejaskan hampir setiap aspek kehidupan seharian kita dan banyak teknologi yang kita ambil begitu sahaja di dunia hari ini, tidak dapat berfungsi tanpa mereka. Malah, jika anda membaca artikel ini di Internet, ada kemungkinan anda menggunakannya sekarang.

Tanpa mengetahui, jam atom mengawal semua kita. Dari Internet; untuk rangkaian telefon mudah alih dan navigasi satelit, tanpa jam atom tiada teknologi ini akan dapat dilakukan.

Jam atom mengawal semua rangkaian komputer menggunakan protokol NTP (protokol masa rangkaian) dan pelayan masa rangkaian, sistem komputer di seluruh dunia kekal dalam penyegerakan yang sempurna.

Dan mereka akan terus berbuat demikian selama beberapa juta tahun apabila jam atom begitu tepat sehingga mereka dapat mengekalkan masa untuk satu detik selama lebih dari 100 juta tahun. Walau bagaimanapun, jam atom boleh dibuat lebih tepat dan pasukan saintis Perancis merancang untuk melakukan itu dengan melancarkan jam atom ke angkasa lepas.

Jam atom adalah terhad kepada ketepatan mereka di Bumi kerana kesan tarikan graviti pada planet pada masa itu sendiri; seperti yang dicadangkan oleh Einstein masa itu sendiri digerakkan oleh graviti dan pergerakan ini melambatkan masa di Bumi.

Walau bagaimanapun, jenis jam atom baru bernama PHARAO (Projet d'Horloge Atomique di Refroidissement d'Atoms en Orbit) akan diletakkan di atas ISS (stesen angkasa antarabangsa) daripada jangkauan dari kesan terburuk tarikan graviti Bumi.

Jenis jam atom baru ini akan membolehkan penyegerakan tepat hyper dengan jam atom lain, di sini di Bumi (yang pada dasarnya akan membuat penyegerakan kepada Pelayan NTP lebih tepat lagi).

Pharao dijangka dapat mencapai ketepatan kira-kira satu saat setiap juta tahun 300 dan akan membolehkan kemajuan dalam teknologi yang bergantung pada masa.

Salah satu aspek yang paling penting dalam rangkaian ialah memastikan semua peranti disegerakkan ke masa yang betul. Tidak betul masa rangkaian dan kekurangan penyegerakan boleh memusnahkan kerosakan dengan proses sistem dan boleh menyebabkan kesilapan dan masalah penyahpepijat.

Dan gagal untuk memastikan peranti sentiasa diperiksa untuk mengelakkan drift juga boleh menyebabkan rangkaian disegerakkan perlahan-lahan menjadi tidak disegerakkan dan membawa kepada jenis masalah yang disebutkan di atas.

Walau bagaimanapun, memastikan rangkaian bukan sahaja mempunyai masa yang betul tetapi masa itu tidak hanyut dicapai menggunakan protokol masa NTP.

Protokol Masa Rangkaian (NTP) bukan satu-satunya protokol penyegerakan masa tetapi ia adalah yang paling banyak digunakan. Ia adalah protokol sumber terbuka tetapi sentiasa dikemas kini oleh komuniti besar penjaga masa Internet.

NTP didasarkan pada algoritma yang dapat menghasilkan masa yang tepat dan paling tepat dari pelbagai sumber. NTP membolehkan satu sumber masa untuk digunakan oleh rangkaian beratus-ratus dan beribu-ribu mesin dan ia boleh memastikan setiap orang tepat untuk sumber waktu itu dalam beberapa milisaat.

Cara paling mudah menyegerakkan rangkaian dengan NTP ialah menggunakan NTP server masa, juga dikenali sebagai a rangkaian pelayan masa.

Pelayan NTP menggunakan sumber masa luaran, sama ada dari rangkaian GPS (Global Positioning System), atau dari siaran dari makmal fizik kebangsaan seperti NIST di Amerika Syarikat atau NPL di UK.

Isyarat masa ini dihasilkan oleh jam atom yang banyak kali lebih tepat daripada jam di komputer dan pelayan. NTP akan mengedarkan masa jam atom ini kepada semua peranti pada rangkaian yang kemudiannya akan memastikan setiap peranti memastikan agar tidak ada hanyutan dan membetulkan peranti jika ada.

Penyegerakan masa adalah penting untuk banyak aplikasi moden. Walaupun rangkaian komputer semua perlu berjalan dalam masa yang sesuai untuk mengelakkan ralat dan memastikan keselamatan sistem lain memerlukan penyegerakan masa untuk alasan undang-undang.

Kamera kelajuan purata, kamera lampu isyarat, CCTV, meter letak kereta dan sistem penggera untuk menamakan tetapi beberapa yang diperlukan penyegerakan masa yang tepat bukan sekadar untuk memastikan operasi sistem yang betul tetapi juga untuk menyediakan jejak yang boleh audit dan undang-undang untuk digunakan dalam pendakwaan.

Kegagalan untuk berbuat demikian boleh membawa kepada sistem yang sama sekali tidak berguna kerana mana-mana kes undang-undang yang berpusat di sekitar teknologi perlu dibuktikan.

Sebagai contoh, rangkaian CCTV yang tidak disegerakkan tidak boleh diterima di mahkamah, seorang defendan dengan mudah boleh mendakwa bahawa imej mereka pada kamera tidak dapat mereka kerana mereka tidak berada di sekitar pada masa itu dan melainkan jika sistem kamera boleh diaudit dan terbukti tepat maka keraguan munasabah akan melihat mana-mana kes terhadap suspek jatuh.

Atas sebab ini, sistem seperti yang disebutkan di atas memerlukan penyegerakan masa yang boleh di audit yang boleh dibuktikan tanpa keraguan munasabah dalam sistem mahkamah.

Sistem penyegerakan masa yang boleh audit hanya boleh dilakukan dengan menggunakan dedikasi NTP server masa (Protokol Masa Rangkaian). Pelayan NTP bukan sahaja menyediakan kaedah penyelarasan tepat yang tepat kepada beberapa milisaat yang juga menyediakan jejak audit penuh yang tidak boleh dipertikaikan.

Sistem pelayan NTP menggunakan rangkaian GPS atau penghantaran radio pakar untuk menerima masa jam atom yang sangat tepat kemungkinan ia menjadi lebih baik daripada Waktu UTC (Masa Selaras Universal) adalah lebih daripada 3 bilion kepada satu yang lebih besar dari ketepatan bukti undang-undang lain seperti DNA.

Memastikan rangkaian komputer adalah masa yang disegerakan adalah penting dalam rangkaian komputer moden. Penyegerakan, bukan hanya antara mesin yang berbeza pada rangkaian, tetapi juga setiap rangkaian komputer yang berkomunikasi dengan rangkaian lain perlu disegerakkan dengannya juga.

UTC (Coordinated Time Universal) adalah skala masa global yang membolehkan rangkaian di sisi lain di dunia disegerakkan bersama. Menyegerakkan rangkaian ke UTC adalah agak mudah terima kasih NTP (Protokol Masa Rangkaian) protokol perisian yang direka untuk tujuan ini.

Kebanyakan sistem operasi, termasuk penjelmaan Microsoft Windows 7 terkini, mempunyai versi NTP (selalunya dalam bentuk ringkas dikenali sebagai SNTP), yang membolehkan sumber satu masa digunakan untuk menyegerakkan setiap komputer dan peranti pada rangkaian.

Memilih sumber untuk rujukan masa ini adalah satu-satunya kesukaran dalam penyegerakan rangkaian. Terdapat tiga lokasi utama di mana waktu UTC boleh diterima dengan tepat dari:

Masa Internet

Terdapat banyak sumber masa internet dan versi terkini Windows (Windows 7) secara automatik menyegerakkan ke pelayan masa Microsoft time.windows.com, jadi jika masa Internet adalah pengguna Windows 7 yang mencukupi tidak perlu mengubah tetapannya. Walau bagaimanapun, untuk rangkaian komputer di mana keselamatan adalah satu isu maka sumber masa internet boleh meninggalkan sistem terdedah kerana masa yang akan diterima melalui firewall memaksa port UDP dibiarkan terbuka. Ini boleh digunakan oleh pengguna yang berniat jahat. Selain itu, tidak ada pengesahan dengan sumber masa internet jadi timecode boleh dirampas sebelum ia tiba di rangkaian anda.

GPS Masa

Tersedia secara harfiah di mana-mana di dunia, GPS menyediakan waktu UTC-24 sehari-setahun untuk waktu UTC. Dihantar secara luaran ke firewall menerusi isyarat satelit GPS, penyegerakan masa dengan GPS adalah tepat dan selamat.

Penghantaran Radio

Biasanya disiarkan oleh makmal fizik kebangsaan seperti NIST di AS dan UK NPL, isyarat masa yang diterima melalui gelombang panjang dan juga luar kepada firewall begitu selamat dan tepat.

A pelayan masa NTP berdedikasi boleh menerima kedua-dua radio dan isyarat masa GPS menjamin ketepatan dan keselamatan.

Masa yang mentadbir kehidupan kita dan mengikuti perkembangan ini amat penting jika kita mahu bekerja pada waktu, membuatnya pulang untuk makan malam atau menonton rancangan kegemaran kami petang.

Ia juga penting untuk sistem komputer. Komputer menggunakan masa sebagai titik rujukan, sesungguhnya, masa adalah satu-satunya titik rujukan yang boleh digunakan untuk membezakan antara dua peristiwa dan adalah penting bahawa komputer yang beroperasi dalam rangkaian disegerakkan bersama-sama.

Penyegerakan masa ialah apabila semua komputer yang disambung bersama dijalankan pada masa yang sama. Penyegerakan masa, bagaimanapun, tidak mudah dilaksanakan, terutamanya kerana komputer bukan penjaga waktu yang baik.

Kita semua digunakan pada masa ini dipaparkan di sebelah kanan bawah desktop komputer kita tetapi kali ini biasanya dihasilkan oleh pengayun kristal onboard (biasanya kuarza) pada papan induk.

Malangnya jam onboard ini terdedah kepada hanyut dan jam komputer mungkin hilang atau mendapat lebih banyak atau lebih setiap hari. Walaupun ini mungkin tidak begitu banyak, ia tidak lama lagi dapat dikumpulkan dan dengan beberapa rangkaian yang terdiri daripada beratus-ratus dan bahkan beribu-ribu mesin, jika mereka semua menjalankan masa yang berlainan yang tidak sukar untuk membayangkan akibatnya; e-mel mungkin tiba sebelum mereka dihantar, data mungkin gagal untuk sandaran, fail akan hilang dan rangkaian akan mengumpulkan kekeliruan dan hampir mustahil untuk debug.

Untuk memastikan penyegerakan di seluruh rangkaian semua peranti mesti menyambung kepada sumber masa tunggal. NTP (Protokol Masa Rangkaian) telah direka untuk tujuan ini dan boleh mengedarkan sumber masa kepada semua peranti dan memastikan bahawa setiap drift ditangguhkan.

Untuk ketepatan sebenar sumber masa tunggal harus menjadi sumber UTC (Waktu Bersama Selaras) yang merupakan skala masa global yang digunakan merentasi benua dan tidak memberi perhatian kepada zon masa, ini membolehkan rangkaian di sisi bertentangan Bumi disegerakkan bersama-sama.

Sumber UTC juga harus ditadbir oleh jam atom sebagai sebarang hanyut pada masa itu akan bermakna bahawa rangkaian anda akan tidak selaras dengan UTC. Setakat ini cara paling mudah, paling cekap, selamat, tepat dan boleh dipercayai untuk menerima sumber jam atom UTC adalah dengan menggunakan pelayan masa NTP berdedikasi. Pelayan NTP menerima waktu UTC dari rangkaian GPS (Global Positioning System) atau dari transmisi radio yang disiarkan oleh makmal fizik kebangsaan seperti NIST or NPL.

Bagi kita yang tinggal di Britain, kamera CCTV (TV litar tertutup) akan menjadi tapak yang biasa di jalan-jalan tinggi. Lebih empat juta kamera sedang beroperasi di seluruh Kepulauan British dengan setiap bandar utama dipantau oleh kamera yang dibiayai oleh negara yang telah menanggung pembayar cukai British lebih £ 200 juta ($ 400 juta).

Sebab-sebab penggunaan pengawasan yang meluas ini selalu diisytiharkan untuk mencegah dan mengesan jenayah. Bagaimanapun, para pengkritik berpendapat bahawa terdapat sedikit bukti bahawa kamera CCTV telah melakukan sesuatu untuk menyerang jenayah jalanan yang semakin meningkat di jalan-jalan di UK dan wang itu boleh dibelanjakan dengan lebih baik.

Salah satu masalah CCTV ialah banyak bandar mempunyai kedua-dua kamera yang dikawal oleh majlis-majlis tempatan dan kamera persendirian. Apabila ia datang kepada pengesanan jenayah, polis sering perlu mendapatkan seberapa banyak bukti yang mungkin yang sering menggabungkan kamera pihak berkuasa tempatan yang dikawal oleh kamera CCTV yang berbeza dengan sistem yang dikendalikan oleh pihak swasta.

Banyak pihak berkuasa tempatan menyegerakkan kamera CCTV mereka bersama-sama, bagaimanapun, jika pihak polis perlu mendapatkan imej dari daerah sekitar atau dari kamera persendirian, ini tidak boleh disegerakkan sama sekali, jika demikian, disegerakkan kepada masa yang berbeza sepenuhnya.

Di sinilah CCTV jatuh dalam usaha memerangi jenayah. Bayangkan seorang penjenayah yang disyaki dijumpai di satu kamera CCTV yang melakukan perbuatan jenayah. Masa pada kamera boleh mengatakan 11.05pm tetapi bagaimana jika pihak polis mengikut pergerakan suspek di seluruh bandar dan menggunakan rakaman dari kamera persendirian atau dari daerah lain dan sementara kamera CCTV yang menangkap suspek dalam perbuatan boleh mengatakan 11.05, yang lain kamera boleh melihat minit tersangka kemudian hanya untuk masa yang lebih awal. Anda boleh bayangkan peguam bela yang baik mengambil kesempatan sepenuhnya ini.

Untuk memastikan nilai mereka dalam memerangi jenayah, kamera CCTV adalah penting masa disegerakkan menggunakan pelayan rangkaian masa. Kali ini pelayan memastikan setiap peranti (dalam kes kamera ini) sedang menjalankan masa yang sama. Tetapi bagaimana kita memastikan semua kamera disegerakkan ke sumber masa yang sama. Nasib baik, sumber masa global dikenali sebagai UTC (Waktu Universal yang diselaraskan) telah dibangunkan untuk tujuan ini. UTC adalah yang mentadbir rangkaian komputer, kawalan trafik udara dan teknologi peka masa yang lain.

Sebuah kamera CCTV menggunakan pelayan NTP yang menerima a Sumber waktu UTC dari jam atom bukan sahaja tepat tetapi masa yang diberitahu mengenai peranti akan dibuktikan di mahkamah dan tepat untuk seribu detik (milisaat).