Sehingga 1967 yang kedua ditakrifkan menggunakan gerakan Bumi yang berputar sekali pada paksi setiap jam 24, dan terdapat 3,600 saat dalam jam itu dan 86,400 di 24.

Itu akan menjadi baik jika bumi adalah tepat pada masanya tetapi sebenarnya ia tidak. Kadar putaran Bumi berubah setiap hari oleh beribu-ribu nanodetik, dan ini disebabkan oleh sebahagian besar angin dan gelombang berputar di sekeliling Bumi dan menyebabkan seretan.

Sepanjang beribu-ribu hari, perubahan dalam putaran ini dapat menyebabkan putaran Bumi keluar dari sinis dengan jam atom ketepatan tinggi yang kita gunakan untuk menjaga sistem UTC (Masa Universal yang diselaraskan) berdetik. Oleh sebab itu, putaran bumi dipantau dan memakan waktu menggunakan kilatan jauh dari jenis bintang yang runtuh dipanggil quasar yang berkedip dengan irama tepat yang sangat banyak berjuta-juta tahun cahaya. Dengan memantau spin Bumi terhadap benda-benda yang jauh ini, ia dapat bekerja dengan seberapa banyak putaran telah melambat.

Sekali perlahan perlahan telah dibina, Perkhidmatan Rotasi Bumi Antarabangsa (IERS), mencadangkan a Leap Kedua untuk ditambah, biasanya pada akhir tahun.

Komplikasi lain timbul ketika datang menyegerakkan Bumi ke satu skala kali. Dalam 1905, teori relativiti Albert Einstein menunjukkan bahawa tidak ada masa yang mutlak. Setiap jam, di mana-mana di alam semesta, kutu pada kadar yang berbeza. Untuk GPS, ini adalah isu yang sangat besar kerana ternyata jam di satelit hanyut oleh nanodetik hampir 40,000 setiap hari berbanding dengan jam di atas tanah kerana ia adalah tinggi di atas permukaan Bumi (dan oleh itu dalam medan graviti yang lebih lemah) dan bergerak relatif cepat ke tanah.

Dan sebagai cahaya boleh bergerak Empat puluh ribu kaki pada masa itu, anda dapat melihat masalahnya. Persamaan Einstein yang pertama kali ditulis dalam 1905 dan 1915 digunakan untuk membetulkan pergeseran masa ini, membolehkan GPS berfungsi, pesawat terbang dengan selamat dan Pelayan NTP GPS untuk menerima masa yang betul.

Oleh yang demikian Penghantaran MSF dari Anthorn (latitud 54 ° 55 'N, longitud 3 ° 15' W) adalah cara utama penyebaran piawaian masa dan kekerapan kebangsaan UK yang dikekalkan oleh Makmal Fizikal Kebangsaan. Kuasa monopole yang dipancarkan berkesan adalah 15 kW dan antena adalah jauh omnidirectional. Kekuatan isyarat lebih besar daripada 10 mV / m pada 100 km dan lebih besar daripada 100 μV / m pada jarak 1000 dari pemancar. Isyarat ini digunakan secara meluas di utara dan barat Eropah. Kekerapan pembawa dikekalkan di 60 kHz ke dalam bahagian 2 di 1012.

Modulasi pembawa yang mudah digunakan digunakan, masa kenaikan dan jatuh pembawa ditentukan oleh gabungan antena dan pemancar. Masa tuts ini dikawal oleh detik dan minit Masa Teragregat Universal (UTC), yang selalunya berada dalam masa kedua Greenwich Mean Time (GMT). Setiap UTC UTC ditandai dengan 'off' yang didahului oleh sekurang-kurangnya 500 ms pembawa, dan penanda kedua ini dihantar dengan ketepatan lebih baik daripada ± 1 ms.

Kedua saat pertama bermula dengan tempoh ms 500 dengan pembawa, untuk berfungsi sebagai penanda minit. 59 yang lain (atau, luar biasa, 60 atau 58) saat seminit sentiasa bermula dengan sekurang-kurangnya 100 ms 'off' dan berakhir dengan sekurang-kurangnya 700 ms carrier. Seconds 01-16 membawa maklumat untuk minit semasa mengenai perbezaan (DUT1) antara masa astronomi dan masa atom, dan detik yang tinggal menyampaikan kod masa dan tarikh. Maklumat kod masa dan tarikh selalu diberikan dari segi waktu dan tarikh jam UK, iaitu UTC pada waktu musim sejuk dan UTC + 1h apabila Masa Musim Panas berkuatkuasa, dan ia berkaitan dengan minit berikut yang mana ia dihantar.

MSF yang berdedikasi Pelayan NTP peranti boleh didapati yang boleh menyambung terus ke penghantaran MSF.

Maklumat Kesopanan NPL

Rangkaian tersebar bergantung sepenuhnya pada masa yang betul. Komputer memerlukan cap waktu untuk memerintahkan acara dan apabila koleksi mesin bekerja bersama-sama, pentingnya mereka menjalankan masa yang sama.

Malangnya PC moden tidak direka untuk menjadi pemantau masa yang sempurna. Jam sistem mereka adalah pengayun elektronik mudah dan terdedah kepada hanyut. Ini biasanya tidak menjadi masalah apabila mesin berfungsi secara bebas tetapi apabila mereka berkomunikasi merentasi rangkaian, pelbagai masalah boleh berlaku.

Dari e-mel yang tiba sebelum mereka dihantar ke seluruh sistem crash, kekurangan penyegerakan boleh menyebabkan masalah yang tidak terhingga di seluruh rangkaian dan ia adalah untuk sebab ini bahawa pelayan masa rangkaian digunakan untuk memastikan keseluruhan rangkaian disegerakkan bersama-sama.

Pelayan masa Rangkaian datang dalam dua bentuk - The pelayan masa GPS dan pelayan masa yang dirujuk radio. GPS NTP pelayan menggunakan isyarat masa siaran dari satelit GPS. Ini sangat tepat kerana ia dihasilkan oleh jam atom di atas satelit GPS. Rujukan radio Pelayan NTPs menggunakan transmisi gelombang panjang yang disiarkan oleh beberapa makmal fizik kebangsaan.

Kedua-dua kaedah ini adalah sumber yang baik Masa Universal yang diselaraskan (UTC) skala masa dunia global. UTC digunakan oleh rangkaian di seluruh dunia dan menyegerakkan agar rangkaian komputer dapat berkomunikasi dengan yakin dan mengambil masa transaksi sensitif masa tanpa kesilapan.

Sesetengah pentadbir menggunakan Internet untuk menerima sumber waktu UTC. Walaupun pelayan rangkaian rangkaian yang didedikasikan tidak diperlukan untuk melakukan ini, ia mempunyai kekurangan keselamatan di mana port diperlukan untuk dibiarkan terbuka dalam firewall untuk komputer untuk berkomunikasi dengan Pelayan NTP, ini boleh meninggalkan sistem terdedah dan terbuka untuk menyerang. Selain itu, sumber-sumber masa internet terkenal tidak dapat dipercayai dengan banyak sama ada terlalu tidak tepat atau terlalu jauh untuk melayani apa-apa tujuan yang berguna.

Protokol Masa Rangkaian adalah protokol Internet yang digunakan untuk menyegerakkan jam komputer kepada rujukan masa yang stabil dan tepat. NTP pada asalnya dibangunkan oleh Profesor David L. Mills di Universiti Delaware di 1985 dan merupakan protokol piawai Internet.

NTP telah dibangunkan untuk menyelesaikan masalah komputer yang bekerja bersama-sama dan mempunyai masa yang berlainan. Walaupun, masa biasanya hanya pendahuluan, jika program berjalan pada masa komputer yang berbeza harus maju bahkan jika anda beralih dari satu komputer ke komputer lain. Walau bagaimanapun, jika satu sistem di depan yang lain, beralih antara sistem ini akan menyebabkan masa untuk melompat ke hadapan dan belakang.

Akibatnya, rangkaian mungkin menjalankan masa mereka sendiri, tetapi sebaik sahaja anda menyambung ke Internet, kesannya akan kelihatan. Hanya mesej E-mel tiba sebelum mereka dihantar, dan bahkan menjawab sebelum dihantar kepada mereka!

Walaupun masalah semacam ini mungkin kelihatan tidak baik apabila menerima e-mel, bagaimanapun, dalam sesetengah persekitaran kekurangan penyegerakan boleh membawa kesan buruk, inilah mengapa kawalan lalu lintas udara merupakan salah satu aplikasi pertama untuk NTP.

NTP menggunakan sumber masa tunggal dan mendistribusikannya di antara semua peranti pada rangkaian yang dilakukannya dengan menggunakan algoritma yang berfungsi berapa banyak untuk menyesuaikan jam sistem untuk memastikan penyegerakan.

NTP berfungsi secara hierarki untuk memastikan tiada masalah trafik dan jalur lebar rangkaian. Ia menggunakan sumber masa tunggal, biasanya UTC (diselaraskan masa sejagat) dan menerima permintaan masa dari mesin di bahagian atas hierarki yang kemudian melewatkan masa di bawah rantai.

Kebanyakan rangkaian yang menggunakan NTP akan menggunakan khusus rangkaian pelayan masa untuk menerima isyarat masa UTC mereka. Ini boleh menerima masa dari Rangkaian GPS atau penghantaran radio yang disiarkan oleh makmal fizik kebangsaan. Ini berdedikasi pelayan masa NTP adalah sesuai kerana mereka menerima masa langsung dari sumber jam atom yang mereka juga selamat kerana ia terletak di luar dan oleh itu tidak memerlukan gangguan dalam firewall rangkaian.

Pelayan NTP digunakan oleh rangkaian komputer sebagai rujukan masa untuk penyegerakan. An Pelayan NTP adalah benar-benar peranti komunikasi yang menerima masa dari jam atom dan mengedarkannya. Pelayan NTP yang menerima masa jam atom secara langsung dikenali sebagai pelayan NTP stratum 1.

Peranti 0 adalah jam atom sendiri. Ini adalah sangat mahal dan halus mesin dan hanya boleh didapati dalam makmal fizik skala besar. Malangnya terdapat banyak peraturan yang mengawal siapa yang boleh mengakses pelayan 1 lapisan kerana pertimbangan jalur lebar. Kebanyakan stratum pelayan NTP 1 ditubuhkan oleh universiti atau pertubuhan bukan keuntungan yang lain dan harus menyekat siapa yang mengaksesnya.

Untungnya lapisan pelayan 2 boleh memberikan ketepatan yang cukup baik sebagai sumber masa dan mana-mana peranti yang menerima isyarat masa itu sendiri boleh digunakan sebagai rujukan masa (peranti yang menerima masa dari peranti 2 stratum adalah pelayan 3 lapisan. Peranti yang menerima masa dari pelayan 3 adalah lapisan peranti 4, dan sebagainya).

Ntp.org, adalah rumah rasmi projek kolam NTP dan setakat ini tempat terbaik untuk mencari pelayan NTP awam. Terdapat dua senarai pelayan awam yang terdapat di dalam kolam; pelayan utama, yang memaparkan pelayan 1 lapisan (kebanyakannya adalah akses tertutup) dan menengah yang semua pelayan 2 lapisan.

Apabila menggunakan pelayan NTP awam adalah penting untuk mematuhi peraturan akses kerana kegagalan berbuat demikian boleh menyebabkan pelayan menjadi tersumbat dengan lalu lintas dan jika masalah-masalah yang berterusan mungkin dihentikan kerana kebanyakan pelayan NTP awam ditetapkan sebagai tindakan kemurahan hati.

Terdapat beberapa perkara penting yang harus diingat apabila menggunakan sumber masa dari Internet. Pertama, sumber pemasaan Internet tidak dapat disahkan. Pengesahan adalah langkah keselamatan yang dibangunkan oleh NTP tetapi tidak tersedia di internet. Kedua, menggunakan sumber pemasaan Internet memerlukan pelabuhan terbuka dalam firewall anda. Lubang dalam firewall boleh digunakan oleh pengguna yang berniat jahat dan boleh meninggalkan sistem yang terdedah kepada serangan.

Bagi mereka yang memerlukan sumber masa yang selamat atau apabila ketepatan adalah sangat penting, khusus Pelayan NTP yang menerima isyarat masa dari sama ada transmisi radio gelombang panjang atau rangkaian GP.

NTP server masa (Protokol Masa Rangkaian) seringkali tidak disengajakan dan sememangnya terima kasih kepada kolam NTP kurang kerap daripada itu walaupun insiden masih berlaku.

Pelayan NTP penyalahgunaan adalah sebarang tindakan yang melanggar peraturan akses pelayan masa NTP atau tindakan yang merosakkannya dengan apa-apa cara. Pelayan NTP awam adalah pelayan yang boleh diakses dari seluruh Internet oleh peranti dan penghala untuk digunakan sebagai sumber masa untuk menyegerakkan rangkaian. Kebanyakan pelayan masa NTP awam adalah bukan keuntungan dan ditubuhkan sebagai tindakan kemurahan hati, kebanyakannya oleh pusat-pusat teknikal atau universiti lain.

Atas sebab ini, peraturan akses perlu ditetapkan sebagai jumlah lalu lintas yang besar yang dapat menghasilkan bil lebar gergasi dan boleh menyebabkan pelayan waktu NTP dimatikan secara kekal. Peraturan akses digunakan untuk mengelakkan terlalu banyak lalu lintas daripada mengakses pelayan 1 lapisan, oleh server konvensyen 1 konvensyen hanya boleh diakses oleh pelayan 2 lapisan yang seterusnya dapat melewati maklumat masa di bawah garis.

Walau bagaimanapun, kes-kes yang paling teruk penyalahgunaan pelayan NTP adalah di mana beribu-ribu peranti telah menghantar permintaan untuk masa, di mana dalam hirarki sifat NTP hanya satu diperlukan.

Walaupun kebanyakan perbuatan penyalahgunaan NTP adalah disengajakan beberapa penyalahgunaan yang paling teruk pelayan masa NTP telah dilakukan (walaupun tidak sengaja) oleh syarikat besar. Firma besar pertama yang didapati bersalah kerana penyalahgunaan NTP ialah Netgear, yang, dalam 2003 mengeluarkan empat penghala yang semua kod keras menggunakan pelayan NTP dari University of Wisconsin, DDS yang dihasilkan (Penafian Pengedaran Perkhidmatan) yang terhasil mencapai hampir 150 megabits kedua.

Walaupun sekarang, lima tahun dan walaupun pembebasan beberapa patch untuk membetulkan masalah dan Universiti yang diberi pampasan oleh Netgear masalahnya masih diteruskan kerana sesetengah orang tidak pernah memasang router mereka.

Insiden serupa telah dilakukan oleh SMC dan D-Link. D-Link khususnya menimbulkan kontroversi kerana ketika perkara itu ditarik perhatian mereka, mereka memutuskan untuk membawa peguam itu. Hanya setelah didapati bahawa mereka melanggar hampir 50 NTP server apakah mereka cuba menyelesaikan masalah itu (dan hanya setelah liputan akhbar percakapan tidak mereka menyusahkan).

Cara paling mudah untuk mengelakkan masalah seperti itu ialah menggunakan pelayan masa lapisan 1 yang khusus. Peranti ini agak murah, mudah dipasang dan jauh lebih tepat dan selamat daripada pelayan NTP dalam talian. Peranti ini menerima masa dari jam atom sama ada dari rangkaian GPS (Global Positioning System).

Masa sentiasa memainkan peranan penting dalam tamadun. Memahami dan memantau masa telah menjadi salah satu pra-pekerjaan umat manusia sejak zaman prasejarah dan keupayaan untuk mengesan masa adalah sama pentingnya dengan orang dahulu kala seperti kepada kita.

Nenek moyang kita perlu tahu bila masa terbaik adalah menanam tanaman atau ketika berkumpul untuk perayaan keagamaan dan mengetahui waktu bermakna memastikan ia adalah sama dengan orang lain.

Penyegerakan masa adalah kunci untuk menjaga masa yang tepat sebagai mengatur acara pada masa tertentu hanya berfaedah jika semua orang berjalan pada masa yang sama. Di dunia moden, sebagai perniagaan telah berpindah dari sistem berasaskan kertas kepada elektronik, pentingnya penyegerakan masa dan mencari ketepatan yang lebih baik adalah lebih penting lagi.

Rangkaian komputer kini berkomunikasi antara satu sama lain dari seluruh dunia yang menjalankan urus niaga bernilai berbilion ringgit setiap saat, ketepatan milisaat kini merupakan sebahagian daripada kejayaan perniagaan.

Rangkaian komputer boleh terdiri daripada beratus-ratus dan beribu-ribu komputer, pelayan dan router dan sementara mereka semua mempunyai jam dalaman, kecuali mereka disegerakkan dengan sempurna bersama-sama pelbagai masalah yang berpotensi dapat terjadi.

Pelanggaran keselamatan, kehilangan data, kerapuhan dan kerosakan yang kerap, penipuan dan kredibiliti pelanggan adalah semua kemungkinan terjadinya penyelarasan waktu komputer yang lemah. Komputer bergantung pada masa sebagai satu-satunya titik rujukan antara peristiwa dan banyak aplikasi dan proses yang bergantung kepada masa.

Malah percanggahan beberapa milisaat antara peranti boleh menyebabkan masalah terutama dalam dunia kewangan global di mana berjuta-juta mendapat atau hilang sesaat. Atas sebab ini kebanyakan rangkaian komputer dikawal oleh a pelayan masa. Peranti ini menerima isyarat masa dari jam atom. Isyarat ini kemudiannya diedarkan kepada setiap peranti di rangkaian, memastikan semua mesin mempunyai masa yang sama.

Kebanyakan peranti penyegerakan dikawal oleh program komputer NTP (Protokol Masa Rangkaian). Perisian ini selalu memeriksa jam setiap peranti untuk hanyut (melambatkan atau mempercepat dari masa yang diingini) dan membetulkannya memastikan peranti tidak pernah goyah dari masa yang disegerakkan.

Oleh yang demikian Isyarat masa MSF adalah siaran radio berdedikasi yang menyediakan sumber masa silib UK yang tepat dan boleh dipercayai, berdasarkan skala masa global UTC (Waktu Bersama Selaras), isyarat MSF disiarkan dan diselenggarakan oleh UK Makmal Fizikal Negara (NPL).

Isyarat masa MSF boleh digunakan oleh sesiapa yang memerlukan maklumat masa yang tepat namun kegunaan utamanya adalah sebagai sumber waktu UTC untuk pentadbir menyegerakkan rangkaian komputer dengan jam radio. Jam radio adalah istilah lain untuk pelayan rangkaian rangkaian yang menggunakan penghantaran radio sebagai sumber masa.

Kebanyakan radio berasaskan pelayan masa rangkaian penggunaan NTP (Protokol Masa Rangkaian) untuk mengedarkan maklumat masa di seluruh rangkaian.

Isyarat MSF disiarkan dari stesen Radio Anthorn di Cumbria oleh komunikasi VT di bawah kontrak ke NPL. Ia tersedia jam 24 sehari di seluruh UK dan seterusnya, walaupun isyarat terdedah kepada gangguan dan topografi tempatan. Pengguna perkhidmatan MSF menerima isyarat utama 'gelombang darat'. Walau bagaimanapun, terdapat juga 'gelombang langit' yang dapat dilihat dari ionosfera dan lebih kuat pada waktu malam; ini boleh menghasilkan isyarat yang diterima sama ada lebih kuat atau lebih lemah.

Isyarat MSF dijalankan pada kekerapan 60 kHz (ke dalam bahagian 2 di 1012) dan dikawal oleh jam atom Cesium yang berpusat di stesen radio.

Antena di Anthorn berada di garis lintang 54 ° 55 'N, dan 3 ° 15' W bujur. Kekuatan medan isyarat melebihi 100 μV / m (mikro voltan satu meter) pada jarak 1000 km dari Anthorn, meliputi keseluruhan UK, dan bahkan boleh diterima di seluruh Eropah utara dan barat.

MSF memancarkan kod perduaan yang mudah yang mengandungi maklumat masa dan tarikh Kod waktu dan tarikh MSF merangkumi maklumat berikut: tahun, bulan, hari bulan, hari dalam seminggu, jam, minit, Waktu Musim Panas British (berkuatkuasa atau akan berlaku), DUT1 (parameter yang memberi UT1-UTC)

pelayan masa GPS adalah pelayan masa rangkaian yang menerima isyarat masa dari rangkaian GPS dan mengedarkannya di antara semua peranti pada rangkaian yang memastikan keseluruhan rangkaian disegerakkan.

GPS adalah sumber masa yang ideal sebagai isyarat GPS boleh didapati di mana sahaja di dunia. GPS bermaksud Sistem Penentududukan Global, rangkaian GPS dimiliki oleh tentera AS dan dikawal dan dikendalikan oleh angkatan udara Amerika Syarikat (sayap angkasa). Walau bagaimanapun, sejak akhir 1980 telah dibuka kepada penduduk awam dunia sebagai alat untuk membantu navigasi.

Rangkaian GPS sebenarnya adalah sebuah konstelasi satelit 32 yang mengorbit Bumi, mereka sebenarnya tidak memberikan maklumat kedudukan (penerima GPS melakukannya) tetapi menghantar dari jam atom onboard mereka isyarat masa.

Isyarat masa ini adalah apa yang digunakan untuk mengusahakan kedudukan global dengan mengesahkan 3-4 isyarat masa seseorang penerima dapat bekerja sejauh dan oleh itu kedudukan anda dari satelit. Pada dasarnya, satelit kedudukan global hanyalah jam mengorbit dan ia adalah maklumat yang disiarkan yang boleh diambil oleh pelayan masa GPS dan diedarkan di antara rangkaian.

Sementara ketepatan masa GPS tidak sama dengan UTC waktu global (diselaraskan waktu sejagat), a pelayan masa GPS akan menukar format masa secara automatik ke UTC.

Pelayan masa GPS boleh memberikan ketepatan yang tidak terkawal dengan rangkaian yang dapat mengekalkan ketepatan dalam beberapa milisaat UTC.