Jam atom telah menjadi pengaruh besar pada kehidupan moden kita dengan banyak teknologi yang telah merevolusikan cara kita menjalani kehidupan kita bergantung pada kemampuan ultra masa yang tepat.

Jam atom jauh berbeza dengan kronometer lain; Jam atau jam biasa akan memakan masa yang agak tepat tetapi akan kehilangan kedua atau dua setiap hari. Jam atom di sisi lain tidak akan hilang sejam dalam jutaan tahun.

Malah ia adalah adil untuk mengatakan bahawa jam atom tidak mengukur masa tetapi adalah asas-asas yang kita anggap persepsi masa kita. Biar saya jelaskan, masa, sebagaimana ditunjukkan oleh Einstein, adalah relatif dan satu-satunya pemalar di alam semesta adalah kelajuan cahaya (walaupun vakum).

Oleh itu, mengukur masa dengan apa-apa ketepatan sebenar adalah sukar kerana graviti di Bumi juga akan merosot. Ia juga hampir mustahil untuk waktu asas pada mana-mana titik rujukan. Dari segi sejarah, kita sentiasa menggunakan revolusi bumi dan merujuk kepada badan-badan angkasa sebagai asas untuk memberitahu masa kita (jam 24 dalam satu hari = satu revolusi Bumi, 365 hari = satu revolusi bumi sekitar Matahari dan lain-lain).

Malangnya, putaran Bumi bukanlah rujukan tepat untuk menentukan masa yang ditetapkan. Bumi melambatkan dan mempercepatkan dalam revolusi yang bermakna beberapa hari lebih panjang daripada yang lain.

Jam atom Walau bagaimanapun, menggunakan resonans atom (biasanya cesium) pada keadaan tenaga tertentu. Oleh kerana atom-atom ini bergetar pada frekuensi yang tepat (atau bilangan masa yang tepat) ini boleh digunakan sebagai asas untuk memberitahu masa. Oleh itu, selepas perkembangan jam atom, kedua telah ditakrifkan sebagai lebih daripada 9 bilion resonans 'kutu' atom caesium.

Sifat ultra tepat jam atom adalah asas bagi teknologi seperti navigasi satelit (GPS), kawalan lalu lintas udara dan perdagangan internet. Ia boleh menggunakan sifat tepat jam atom untuk menyegerakkan rangkaian komputer juga. Apa yang diperlukan ialah NTP server masa (Protokol Masa Rangkaian).
Pelayan NTP menerima masa dari jam atom melalui isyarat penyiaran atau rangkaian GPS yang kemudiannya mengedarkannya di antara rangkaian yang memastikan semua peranti mempunyai masa yang tepat dan tepat yang tepat.

Kini terdapat banyak kereta di jalan raya kerana ada rumah tangga dan hanya mengambil masa perjalanan singkat semasa menyedari bahawa tuntutan ini mungkin benar.

Kesesakan adalah masalah besar di bandar-bandar dan kota-kota kita dan mengawal lalu lintas ini dan menjaga ia bergerak adalah salah satu aspek yang paling penting dalam mengurangkan kesesakan. Keselamatan juga menjadi kebimbangan di jalan raya kami kerana kemungkinan semua kenderaan yang berjalan di sekeliling tanpa sekali-kali memukul antara satu sama lain hampir sama dengan sifar tetapi masalah itu dapat dicontohi oleh pengurusan lalu lintas yang lemah.

Apabila mengawal aliran lalu lintas di bandar kita tidak ada senjata yang lebih besar daripada cahaya lalu lintas yang rendah hati. Di sesetengah bandar, peranti ini adalah lampu berjangka mudah yang menghalang lalu lintas dengan cara yang satu dan membenarkan yang lain dan sebaliknya.

Walau bagaimanapun, potensi bagaimana lampu isyarat boleh mengurangkan kesesakan kini sedang direalisasikan dan terima kasih kepada penyegerakan milisaat dibuat dengan Pelayan NTP kini secara drastik mengurangkan kesesakan adalah beberapa bandar utama di dunia.

Daripada segmen berjangka hijau, kuning dan merah, lampu isyarat boleh memberi tindak balas terhadap keperluan jalan raya, membolehkan lebih banyak kereta melalui satu arah sementara mengurangkannya pada orang lain. Mereka juga boleh digunakan bersama dengan satu sama lain yang membolehkan laluan cahaya hijau untuk kereta di laluan utama.

Walau bagaimanapun, semua ini hanya mungkin jika sistem lampu isyarat di seluruh bandar disegerakkan bersama dan itu hanya boleh dicapai dengan a NTP server masa.

NTP (Protokol Masa Rangkaian) hanyalah satu algoritma yang banyak digunakan untuk tujuan penyegerakan. A Pelayan NTP akan menerima isyarat masa dari sumber tepat (biasanya jam atom) dan perisian NTP kemudian mengedarkannya di antara semua peranti pada rangkaian (dalam kes ini lampu isyarat).

Oleh yang demikian Pelayan NTP akan sentiasa memeriksa masa pada setiap peranti dan memastikan ia sepadan dengan isyarat masa, memastikan semua peranti (lampu isyarat) sempurna disegerakkan bersama-sama membolehkan sistem lampu lalu lintas keseluruhan diuruskan sebagai satu sistem pengurusan lalu lintas yang fleksibel dan bukannya lampu rawak individu .

Oleh yang demikian NTP server masa (Protokol Masa Rangkaian) adalah alat penting untuk memastikan rangkaian disegerakkan. Tanpa penyegerakan yang mencukupi, rangkaian komputer boleh dibiarkan terdedah kepada ancaman keselamatan, kehilangan data, penipuan dan mungkin tidak mungkin untuk berinteraksi dengan rangkaian lain di seluruh dunia.

Rangkaian komputer biasanya disegerakkan ke skala masa global UTC (Waktu Bersama Selaras) membolehkan mereka berkomunikasi dengan cekap dengan rangkaian lain yang juga menjalankan UTC.

Walaupun sumber waktu UTC tersedia di seluruh Internet, ini tidak selamat (berada di luar firewall) dan ramai yang terlalu jauh untuk menyediakan ketepatan yang memadai atau terlalu tidak tepat untuk memulakannya.

Kaedah yang paling selamat untuk menerima sumber waktu UTC adalah dengan menggunakan khusus Pelayan NTP Masa. Peranti ini boleh menerima isyarat masa yang selamat dan tepat sama ada rangkaian GPS (Global Positioning System) tersedia di mana sahaja di seluruh dunia dengan pandangan yang baik di langit atau melalui penghantaran radio pakar yang disiarkan oleh makmal fizik kebangsaan.

Di Amerika Syarikat, Institut Kebangsaan untuk Piawaian dan Masa (NIST) menyiarkan isyarat masa dari Fort Collins, Colorado. Isyarat yang dikenali sebagai WWVB boleh diterima di seluruh Amerika Utara (termasuk banyak bahagian Kanada) dan menyediakan cara yang tepat dan selamat menerima UTC.

Oleh kerana isyarat berasal dari jam atom yang terletak di tapak Fort Collins, WWVB adalah satu kaedah yang sangat tepat untuk menyegerakkan masa dan juga selamat sebagai pelayan masa NTP yang berdedikasi bertindak sebagai sumber luaran.

Keselamatan sering yang paling bimbang tentang aspek menjalankan rangkaian komputer. Menjaga pengguna yang tidak diingini semasa membenarkan kebebasan untuk pengguna mengakses aplikasi rangkaian adalah tugas sepenuh masa. Namun banyak pentadbir rangkaian gagal untuk membayar apa-apa perhatian kepada salah satu aspek yang paling kritikal untuk menjaga penyegerakan masa rangkaian yang selamat.

penyegerakan masa bukan sekadar penting tetapi penting dalam keselamatan rangkaian namun ia mengejutkan berapa banyak pentadbir rangkaian mengabaikannya atau gagal untuk menyegerakkan sistem mereka dengan betul.

Memastikan masa yang sama dan tepat (idealnya UTC - Masa Universal yang diselaraskan) pada setiap mesin rangkaian adalah penting kerana kelewatan mana-mana masa boleh menjadi pintu terbuka bagi penggodam yang tergelincir tanpa dideteksi dan apa yang lebih teruk jika mesin digodam tidak berjalan pada masa yang sama ia mungkin hampir mustahil untuk mengesan, membaiki dan mendapatkan rangkaian kembali dan berjalan.

Namun penyegerakan masa adalah salah satu tugas yang paling sederhana untuk digunakan, terutamanya kerana kebanyakan sistem operasi mempunyai versi protokol masa NTP (Protokol Masa Rangkaian).

Mencari pelayan masa yang tepat kadang-kadang boleh menjadi masalah terutamanya jika rangkaian disegerakkan merentas internet kerana ini dapat menimbulkan masalah keselamatan lain seperti mempunyai pelabuhan terbuka dalam firewall dan kekurangan pengesahan oleh NTP untuk memastikan isyarat itu dipercayai.

Walau bagaimanapun, kaedah yang lebih mudah untuk penyegerakan masa, sama ada tepat dan selamat, adalah dengan menggunakan khusus NTP server masa (juga dikenali sebagai pelayan rangkaian masa). An Pelayan NTP akan mengambil isyarat masa langsung dari GPS atau dari masa kebangsaan dan penghantaran radio kekerapan yang dikeluarkan oleh organisasi seperti NIST or NPL.

Dengan menggunakan dedikasi Pelayan NTP rangkaian akan menjadi penjamin banyak dan jika yang terburuk berlaku dan sistem ini menjadi korban kepada pengguna yang berniat jahat maka rangkaian yang diselaraskan akan memastikan ia mudah dilarutkan.

UTC (Masa Universal yang diselaraskan) adalah skala masa global di dunia dan menggantikan standard waktu lama GMT (Greenwich Meantime) di 1970's.

Walaupun GMT didasarkan pada pergerakan Matahari, UTC didasarkan pada masa yang diberitahu oleh jam atom walaupun ia tetap selaras dengan GMT dengan penambahan 'Leap Seconds' yang mengkompensasi perlambatan putaran bumi yang membolehkan kedua-dua UTC dan GMT berjalan bersebelahan (GMT seringkali tersilap disebut UTC - walaupun kerana tidak ada sebenarnya perbezaannya tidak penting).

Dalam pengkomputeran, UTC membolehkan rangkaian komputer di seluruh dunia untuk menyegerakkan ke masa yang sama membuat transaksi mungkin sensitif masa dari seluruh dunia. Kebanyakan rangkaian komputer digunakan khusus pelayan masa rangkaian untuk menyegerakkan kepada sumber waktu UTC. Peranti ini menggunakan protokol NTP (Protokol Masa Rangkaian) untuk mengedarkan masa di seluruh rangkaian dan terus memeriksa untuk memastikan tidak ada drift.

Satu-satunya masalah dalam menggunakan dedikasi NTP server masa adalah memilih di mana sumber masa datang daripada yang akan mentadbir jenis Pelayan NTP anda memerlukan. Terdapat benar-benar tiga tempat yang sumber waktu UTC dapat ditempatkan dengan mudah.

Yang pertama ialah internet. Menggunakan sumber masa internet seperti time.nist.gov atau time.windows.com yang berdedikasi Pelayan NTP tidak semestinya diperlukan kerana kebanyakan sistem operasi mempunyai versi NTP yang telah dipasang (pada Windows hanya klik dua kali ikon jam untuk melihat pilihan masa internet).

*NB harus diperhatikan bahawa Microsoft, Novell dan yang lain sangat menasihatkan untuk tidak menggunakan sumber masa internet sekiranya keselamatan adalah isu. Sumber masa internet tidak boleh disahkan oleh NTP dan berada di luar firewall yang boleh menyebabkan ancaman keselamatan.

Kaedah kedua ialah menggunakan a server GPS NTP; peranti ini menggunakan isyarat GPS (yang paling biasa digunakan untuk navigasi satelit) yang sebenarnya merupakan kod masa yang dijana oleh jam atom (dari satelit satelit). Walaupun isyarat ini tersedia di mana-mana di dunia, antena GPS memerlukan pandangan yang jelas dari langit yang merupakan satu-satunya kelemahan dalam menggunakan GPS.

Sebagai alternatif, makmal fizik kebangsaan negara seperti NIST di Amerika Syarikat dan NPL di UK, menghantar isyarat masa dari jam atom mereka. Isyarat ini boleh diambil dengan rujukan radio Pelayan NTP walaupun isyarat ini terbatas dan terdedah kepada gangguan tempatan dan topografi.

Rangkaian GPS (Global Positioning System), biasanya dikenali sebagai sistem navigasi satelit. Walau bagaimanapun, sebenarnya menyampaikan isyarat masa ultra-tepat dari jam atom onboard.

Mereka perintis kronologi di NIST telah bekerjasama dengan Universiti Colorado dan telah membangunkan jam atom yang paling tepat di dunia setakat ini. Jam berasaskan strontium hampir dua kali lebih tepat seperti jam cesium semasa yang digunakan untuk mentadbir UTC (Coordinated Universal Time) kerana ia kehilangan hanya satu saat setiap juta tahun 300.

Berdasarkan strontium jam atom kini dilihat sebagai cara ke hadapan dalam ketepatan waktu kerana tahap ketepatan yang lebih tinggi dapat dicapai yang hanya tidak mungkin dengan atom sesium. Jam strontium, seperti pendahulunya bekerja dengan memanfaatkan getaran atom yang semula jadi dan sangat konsisten.

Walau bagaimanapun, generasi baru jam menggunakan sinar laser dan suhu yang sangat rendah dekat dengan sifar mutlak untuk mengawal atom-atom dan diharapkan ia adalah langkah ke hadapan untuk mencipta jam yang tepat tepat.

Ketepatan yang melampau ini mungkin kelihatan terlalu jauh dan tidak perlu tetapi kegunaan ketepatan sedemikian banyak kali ganda dan apabila anda mempertimbangkan teknologi yang telah dibangunkan berdasarkan generasi pertama jam atom seperti navigasi GPS, Pelayan NTP penyegerakan dan penyiaran digital dunia baru teknologi yang menarik berdasarkan jam baru ini hanya boleh menjadi sekitar sudut.

Ketika saat ini skala waktu dunia global, UTC, didasarkan pada waktu yang dikatakan oleh sebuah konstelasi jam cesium (dan kebetulan ia adalah definisi detik sesaat lebih dari 9 bilion cesium kutu), dianggap apabila Jawatankuasa Perundingan untuk Masa dan Frekuensi di Biro Antarabangsa des Poids et Mesures (BIPM) Bertemu seterusnya akan membincangkan sama ada untuk membuat generasi akan datang ini jam atom standard baru.

Walau bagaimanapun, jam strontium bukanlah satu-satunya kaedah masa yang sangat tepat. Tahun lepas jam kuantum, juga dibangunkan pada ketepatan terurus NIST di 1 kedua dalam 1 bilion tahun. Walau bagaimanapun, jam jenis ini tidak boleh dipantau secara langsung dan memerlukan skema yang lebih kompleks untuk memantau masa.

A rangkaian pelayan masa boleh menjadi salah satu peranti yang paling penting di rangkaian komputer sebagai cap waktu penting untuk kebanyakan aplikasi komputer dari menghantar dan menghantar e-mel ke debug rangkaian.

Ketidaksamaan yang kecil dalam cap waktu boleh menyebabkan kerosakan pada rangkaian, dari e-mel yang tiba sebelum mereka telah dihantar secara teknikal, untuk meninggalkan keseluruhan sistem terdedah kepada ancaman keselamatan dan juga penipuan.

Walau bagaimanapun, pelayan rangkaian masa hanya sebagai sumber masa yang disegerakkan. Kebanyakan pentadbir rangkaian memilih untuk menerima kod pemasaan dari Internet, namun banyak sumber masa Internet adalah tidak tepat dan sering terlalu jauh dari klien untuk memberikan ketepatan yang sebenar.

Selain itu, sumber masa berasaskan Internet tidak dapat disahkan. Pengesahan adalah ukuran keselamatan yang digunakan oleh NTP (Protokol Masa Rangkaian yang mengawal pelayan masa rangkaian) untuk memastikan pelayan masa tepat apa yang dikatakannya).

Untuk memastikan masa yang tepat disimpan adalah penting untuk memilih sumber masa yang selamat dan tepat. Terdapat dua kaedah yang dapat memastikan ketepatan millisekond toUTC (diselaraskan masa sejagat - skala masa global berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom).

Yang pertama adalah menggunakan masa kebangsaan pakar dan penghantaran frekuensi yang disiarkan di beberapa negara termasuk UK, Amerika Syarikat, Jerman, Perancis dan Jepun. Malangnya siaran ini tidak dapat dijemput di mana-mana tetapi kaedah kedua adalah menggunakan isyarat masa yang disiarkan oleh rangkaian GPS yang tersedia secara literal di mana-mana di muka bumi.

A rangkaian pelayan masa akan menggunakan kod pemasaan ini dan menyegerakkan keseluruhan rangkaian menggunakan NTP yang sebabnya ia sering dirujuk sebagai Pelayan NTP or NTP server masa. NTP terus menyesuaikan jam rangkaian memastikan tiada drift.

Pada masa ini hanya terdapat satu Sistem Satelit Navigasi Global (GNSS) yang NAVSTAR GPS yang telah dibuka untuk penggunaan awam sejak lewat 1980.

Paling umum, yang Sistem GPS difikirkan menyediakan maklumat navigasi yang membolehkan pemandu, pelayar dan juruterbang menentukan kedudukan mereka di mana sahaja di dunia.

Sebenarnya, satu-satunya maklumat yang dipancarkan dari satelit GPS ialah masa yang dijana oleh satelit satelit jam dalaman. Isyarat masa ini adalah sangat tepat supaya penerima GPS boleh menggunakan isyarat dari tiga satelit dan menentukan lokasi itu dalam beberapa meter dengan mengolah berapa lama setiap isyarat yang tepat telah tiba untuk tiba.

Pada masa ini a server GPS NTP boleh menggunakan maklumat masa ini untuk menyegerakkan seluruh rangkaian komputer untuk memberikan ketepatan dalam beberapa milisaat.

Walau bagaimanapun, Kesatuan Eropah kini sedang mengendalikan Sistem Navigasi Global Global sendiri yang dipanggil Galileo, yang akan menyaingi rangkaian GPS dengan menyediakan maklumat masa dan kedudukannya sendiri.

Bagaimanapun, Galileo direka bentuk untuk beroperasi dengan GPS yang bermaksud GPS semasa Pelayan NTP akan dapat menerima kedua-dua isyarat, walaupun beberapa pelarasan perisian mungkin perlu dibuat.

Keupayaan saling kendalian ini akan memberikan ketepatan yang lebih tinggi dan boleh membuat siaran radio masa dan frekuensi kebangsaan terpakai kerana mereka tidak dapat menghasilkan ketepatan yang setanding.

Selain itu, Rusia, China dan India sedang merancang sistem GNSS mereka sendiri yang boleh memberikan lebih banyak ketepatan. GPS telah merevolusikan cara dunia berfungsi bukan sahaja dengan membenarkan kedudukan yang tepat tetapi juga membolehkan seluruh dunia menyegerakkan ke skala masa yang sama dengan menggunakan server GPS NTP. Diharapkan bahawa lebih banyak kemajuan dalam teknologi akan muncul sebaik generasi seterusnya GNSS memulakan penghantaran mereka.

Penyelarasan rangkaian komputer adalah penting dalam dunia moden. Kebanyakan rangkaian komputer di dunia semuanya disegerakkan dengan skala masa global yang sama UTC (Selaras Masa Sejagat).

Untuk mentadbir penyegerakan protokol NTP (Protokol Masa Rangkaian) digunakan dalam kebanyakan kes kerana ia dapat diselaraskan dengan serentak rangkaian ke beberapa milisaat dari waktu UTC.

Walau bagaimanapun, ketepatan penyegerakan masa bergantung sepenuhnya kepada ketepatan apa jua rujukan masa dipilih untuk NTP untuk diedarkan dan di sini terletak salah satu kesilapan asas yang dibuat dalam menyegerakkan rangkaian komputer.

Kebanyakan pentadbir rangkaian bergantung kepada rujukan masa Internet sebagai sumber masa UTC, bagaimanapun, selain dari risiko keselamatan yang mereka lakukan (kerana mereka berada di sisi yang salah firewall rangkaian) tetapi juga ketepatan mereka tidak dapat dijamin dan kajian baru-baru ini mendapati kurang daripada separuh daripada mereka memberikan ketepatan yang berguna sama sekali.

Untuk kaedah UTC selamat, tepat dan boleh dipercayai terdapat hanya dua pilihan. Gunakan isyarat masa dari rangkaian GPS atau bergantung kepada transmisi gelombang panjang yang disiarkan oleh makmal fizik kebangsaan seperti NPL dan NIST.

Untuk memilih kaedah yang terbaik maka satu-satunya faktor yang perlu dipertimbangkan adalah lokasi Pelayan NTP iaitu untuk menerima isyarat masa.

GPS adalah yang paling fleksibel apabila isyarat tersedia secara literal di mana-mana di planet ini tetapi satu-satunya kelemahan kepada isyarat adalah bahawa antena GPS harus terletak di atas bumbung kerana ia memerlukan pandangan yang jelas dari langit. Ini mungkin membuktikan masalah jika pelayan masa terletak di tingkat bawah pengikis langit tetapi pada keseluruhan kebanyakan pengguna Masa GPS isyarat mendapati bahawa mereka sangat dipercayai dan sangat tepat.

Sekiranya GPS tidak praktikal maka masa dan kekerapan kebangsaan menyediakan kaedah masa yang tepat dan selamat untuk UTC. Isyarat gelombang panjang ini tidak disiarkan oleh setiap negara namun, walaupun isyarat WWVB AS yang disiarkan oleh NIST di Colorado tersedia di kebanyakan Amerika Utara termasuk Kanada.

Terdapat pelbagai versi siaran isyarat ini disiarkan di seluruh Eropah termasuk Jerman DCF dan UK MSF yang terbukti menjadi yang paling dipercayai dan popular. Isyarat-isyarat ini sering boleh dijemput di luar sempadan negara walaupun ia mesti diperhatikan penghantaran gelombang panjang terdedah kepada campurtangan tempatan dan topografi.

Untuk ketenangan fikiran, sistem dwi Pelayan NTP yang menerima isyarat dari kedua-dua GPS dan makmal fizik kebangsaan boleh didapati walaupun mereka cenderung sedikit lebih mahal daripada sistem tunggal walaupun menggunakan isyarat lebih daripada satu kali menjadikannya dua kali ganda dipercayai.