Tidak kira di mana kita berada di dunia, kita semua perlu mengetahui masa pada suatu ketika dalam sehari tetapi pada setiap hari bertahan untuk jumlah masa yang sama tidak kira di mana anda berada di Bumi sama sekali tidak digunakan di seluruh dunia.

The tidak praktikal warga Australia yang perlu bangun di 17.00 atau yang di Amerika Syarikat perlu memulakan kerja di 14.00 akan menolak menyaman satu skala masa, walaupun idea itu dibincangkan apabila Greenwich dinamakan meridian utama rasmi (di mana tarikh rasmi) untuk dunia beberapa tahun 125 yang lalu.

Walaupun idea skala masa global ditolak atas sebab-sebab di atas, ia kemudian memutuskan bahawa garis longitud 24 akan memecah dunia ke dalam masa yang berbeza. Ini akan datang dari GMT sekitar dengan orang-orang di seberang planet yang menjadi + jam 12.

Bagaimanapun, oleh pertumbuhan 1970 dalam komunikasi global bermakna skala masa sejagat akhirnya diterima pakai dan masih banyak digunakan hari ini walaupun ramai yang tidak pernah mendengarnya.

UTC, Waktu Bersama Seluruh Dunia, berdasarkan GMT (Greenwich Meantime) tetapi disimpan oleh rentang jam atom. Ia juga menyumbang kepada variasi dalam putaran bumi dengan detik tambahan yang dikenali sebagai 'detik melompat' yang ditambahkan sekali dua kali setahun untuk mengatasi perlambatan putaran bumi yang disebabkan oleh daya graviti dan pasang surut.

Walaupun kebanyakan orang tidak pernah mendengar UTC atau menggunakannya secara langsung pengaruhnya terhadap kehidupan kita dengan tidak dapat dinafikan dengan rangkaian komputer semua disegerakkan ke UTC melalui pelayan masa NTP (Protokol Masa Rangkaian).

Tanpa penyegerakan ini untuk satu kali skala banyak teknologi dan aplikasi yang kami ambil untuk diberikan hari ini tidak mungkin. Segala-galanya dari perdagangan global ke atas stok dan saham ke belanja internet, e-mel dan rangkaian sosial hanya dimungkinkan berkat UTC dan NTP server masa.

Isyarat DCF 77 adalah siaran penghantaran gelombang panjang di 77 KHz dari Frankfurt di Jerman. DCF-77 dipancarkan oleh Physikalisch-Technische Bundesanstalt, makmal fizik kebangsaan Jerman.

DCF-77 adalah sumber tepat waktu UTC dan dihasilkan oleh jam atom yang memastikan ketepatannya. DCF-77 adalah sumber masa yang berguna yang boleh diterima pakai di seluruh Eropah oleh teknologi yang memerlukan rujukan masa yang tepat.

Jam radio dikawal dan pelayan masa rangkaian menerima isyarat masa dan dalam kes pelayan masa mengedarkan isyarat masa ini merentasi rangkaian komputer. Kebanyakan rangkaian komputer menggunakan NTP untuk mengedarkan isyarat masa DCF 77.

Terdapat kelebihan menggunakan isyarat seperti DCF untuk penyegerakan masa. DCF adalah gelombang panjang dan oleh itu terdedah kepada gangguan daripada peranti elektrik lain tetapi mereka dapat menembusi bangunan yang memberikan isyarat DCF kelebihan berbanding sumber lain waktu UTC yang umumnya tersedia - GPS (Sistem Penentududukan Global) - yang memerlukan pandangan terbuka langit untuk menerima penghantaran satelit.

Isyarat radio gelombang panjang yang lain boleh didapati di negara lain yang serupa dengan DCF-77. Di UK, isyarat MSF-60 disiarkan oleh NPL (National Physical Laboratory) dari Cumbria manakala di Amerika Syarikat, NIST (Institut Standard dan Masa Kebangsaan) menghantar isyarat WVBB dari Boulder, Colorado.

pelayan masa NTP adalah kaedah yang cekap untuk menerima penghantaran gelombang panjang ini dan kemudian menggunakan kod masa sebagai sumber penyegerakan. Pelayan NTP boleh menerima DCF, MSF dan WVBB serta banyak daripada mereka juga dapat menerima isyarat GPS juga.

Dari zaman awal revolusi perindustrian, apabila jalur keretapi dan telegraf melangkaui zon masa, menjadi jelas bahawa skala masa global diperlukan yang membolehkan masa yang sama untuk digunakan di mana pun anda berada di dunia.

Percubaan pertama pada skala masa global adalah GMT - Greenwich Meantime. Ini berdasarkan Greenwich Meridian di mana matahari berada di atas di 12 tengah hari. GMT terpilih, terutamanya kerana pengaruh empayar Britania pada sisanya jika dunia.

Timex lain telah dibangunkan seperti Waktu Keretapi British tetapi GMT adalah kali pertama sistem masa benar global digunakan di seluruh dunia.

GMT kekal sebagai skala masa global melalui paruh pertama abad kedua puluh walaupun orang mula merujuk sebagai UT (Universal Time).

Walau bagaimanapun, apabila jam atom dibangunkan pada pertengahan abad kedua puluh, ia menjadi jelas bahawa GMT tidak cukup tepat. Skala masa global berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom diingini untuk mewakili kronometers tepat yang baru ini.

Masa Atom Antarabangsa (TAI) telah dibangunkan untuk tujuan ini tetapi masalah penggunaan jam atom menjadi jelas.

Adalah difikirkan bahawa revolusi Bumi pada paksinya adalah jam 24 yang tepat. Tetapi terima kasih kepada jam atom, ia telah mendapati spin bumi berubah-ubah dan sejak 1970 telah semakin perlahan. Ini perlambatan putaran bumi perlu diambil kira jika tidak, percanggahan dapat membina dan malam perlahan akan hanyut ke hari (walaupun dalam ribuan tahun).

Masa Universal yang diselaraskan telah dibangunkan untuk mengatasi ini. Berdasarkan kedua-dua TAI dan GMT, UTC membolehkan perlambatan putaran bumi dengan menambah detik lompat setiap tahun atau dua (dan kadang-kadang dua kali setahun).

UTC sekarang adalah skala masa sebenar global dan diterima pakai oleh negara-negara dan teknologi di seluruh dunia. Rangkaian komputer disegerakkan ke UTC melalui pelayan masa rangkaian dan mereka menggunakan protokol itu NTP untuk memastikan ketepatan.

Jam atom adalah satu kejutan berbanding dengan bentuk pemantau masa yang lain. Ia akan mengambil alih masa 100,000 untuk jam atom yang kehilangan masa kedua yang mengagumkan terutama apabila anda membandingkannya dengan jam digital dan mekanikal yang boleh melayang jauh dalam satu hari.

Tetapi jam atom bukan keping peralatan praktikal untuk di sekitar pejabat atau rumah. Mereka adalah besar, mahal dan memerlukan syarat-syarat makmal untuk beroperasi dengan berkesan. Tetapi menggunakan jam atom cukup mudah terutama seperti penjaga masa atom seperti NIST (Institut Standard dan Masa Kebangsaan) dan NPL (Makmal Fizikal Kebangsaan) menyiarkan masa seperti yang diberitahu oleh jam atom mereka pada radio gelombang pendek.

NIST menghantar isyaratnya, yang dikenali sebagai WWVB dari Boulder, Colorado dan ia disiarkan pada frekuensi yang sangat rendah (60,000 Hz). Gelombang radio dari stesen WWVB boleh merangkumi semua benua Amerika Syarikat serta banyak Kanada dan Amerika Tengah.

Isyarat NPL disiarkan di Cumbria di UK dan ia dihantar melalui frekuensi yang sama. Isyarat ini, yang dikenali sebagai MSF boleh didapati di seluruh kebanyakan UK dan sistem yang serupa boleh didapati di negara-negara lain seperti Jerman, Jepun dan Switzerland.

Jam radio yang dikawal oleh radio menerima isyarat gelombang panjang ini dan membetulkan diri mereka mengikut mana-mana aliran yang mengesan masa. Rangkaian komputer juga mengambil kesempatan daripada isyarat jam atom dan menggunakan protokol NTP (Protokol Masa Rangkaian) dan didedikasikan pelayan masa NTP untuk menyegerakkan beratus-ratus dan beribu-ribu komputer yang berbeza.

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.

Terdapat ironi tertentu bahawa komputer yang duduk di desktop anda dan mungkin mempunyai kos sebanyak gaji bulanan akan mempunyai jam onboard yang kurang tepat daripada jam tangan murah yang dibeli di petrol atau stesen minyak.

Masalahnya bukanlah komputer terutamanya dibuat dengan komponen masa yang murah tetapi bahawa sebarang timekeeping yang serius pada PC boleh dicapai tanpa pengayun mahal atau maju.

Pengayun pemasaan masa pada kebanyakan PC sebenarnya hanya sandaran untuk memastikan jam komputer disegerakkan apabila PC dimatikan atau apabila maklumat masa rangkaian tidak tersedia.

Walaupun jam-jam penerbangan yang tidak mencukupi ini, masa di rangkaian PC dapat dicapai dalam ketepatan milisaat dan rangkaian yang disinkronkan ke skala waktu global UTC (Selaras Masa Sejagat) tidak boleh hanyut sama sekali.

Sebabnya ketepatan dan sinkroniti tinggi ini boleh dicapai tanpa pengayun mahal adalah bahawa komputer boleh menggunakan Protokol Penentuan Masa Rangkaian (NTP) untuk mencari dan mengekalkan masa yang tepat.

NTP adalah algoritma yang mengedarkan satu pun masa; ini boleh dijana oleh jam onboard PC - walaupun ini akan melihat setiap mesin pada drift rangkaian kerana jam itu sendiri hanyut - Satu penyelesaian yang jauh lebih baik ialah menggunakan NTP untuk mengedarkan sumber masa yang stabil, tepat, dan paling disukai untuk rangkaian yang menjalankan perniagaan di internet, sumber UTC.

Cara paling mudah untuk menerima UTC - yang dipelihara oleh rentang jam atom di seluruh dunia - adalah menggunakan pelayan masa NTP berdedikasi. Pelayan NTP menggunakan sama ada isyarat satelit GPS (Global Positioning System) atau siaran radio gelombang panjang (biasanya dihantar oleh makmal fizik kebangsaan seperti NPL atau NIST).

Setelah menerima Pelayan NTP mengedarkan sumber pemasaan di seluruh rangkaian dan sentiasa memeriksa setiap mesin untuk hanyut (Pada dasarnya mesin rangkaian menghubungi pelayan sebagai pelanggan dan maklumat ditukar melalui TCP / IP.

Ini menjadikan jam onboard komputer sendiri usang, walaupun apabila mesin pada awalnya dimulakan, atau jika terdapat kelewatan dalam menghubungi Pelayan NTP (jika turun atau terdapat kesalahan sementara), jam onboard digunakan untuk mengekalkan masa sehingga penyegerakan penuh sekali lagi dapat dicapai.

Masa menjadi semakin penting bagi sistem komputer. Sekarang hampir tidak pernah didengar untuk rangkaian komputer berfungsi tanpa penyegerakan ke UTC (Masa Teragung Universal). Dan mesin tunggal yang digunakan di rumah kini dilengkapi dengan penyegerakan automatik. Penjelmaan terkini Windows misalnya, Windows 7, menghubungkan kepada sumber masa secara automatik (walaupun aplikasi ini boleh dimatikan secara manual dengan mengakses pilihan masa dan tarikh.)

Kemasukan alat penyegerakan automatik pada sistem pengendalian terkini adalah petunjuk betapa pentingnya maklumat masa telah menjadi dan apabila anda mempertimbangkan jenis aplikasi dan transaksi yang kini dijalankan di internet, tidaklah mengejutkan.

Perbankan internet, tempahan dalam talian, lelongan internet dan juga e-mel boleh bergantung pada masa yang tepat. Komputer menggunakan cap waktu sebagai satu-satunya titik rujukan yang perlu mereka kenal pasti apabila dan jika transaksi telah berlaku. Kesilapan dalam maklumat masa boleh menyebabkan kesilapan dan masalah yang tidak diingini, terutamanya dengan penyahpepijatan.

Internet penuh pelayan masa dengan lebih daripada seribu sumber masa yang tersedia untuk penyegerakan dalam talian walau bagaimanapun; ketepatan dan kegunaan sumber-sumber dalam talian UTC masa ini berbeza-beza dan meninggalkan TCP / IP terbuka di firewall untuk membolehkan maklumat masa melalui boleh meninggalkan sistem terdedah.

Untuk sistem rangkaian di mana pemasaan bukan sahaja penting tetapi di mana keselamatan juga merupakan isu penting maka internet bukanlah sumber pilihan untuk menerima maklumat UTC dan sumber luar diperlukan.

Menyambung rangkaian NTP ke sumber luar masa UTC agak mudah jika a rangkaian pelayan masa digunakan. Peranti ini yang sering dirujuk sebagai Pelayan NTP, gunakan satelit satelit onboard GPS (Global Positioning System) satelit atau penghantaran gelombang panjang yang disiarkan oleh tempat-tempat seperti NIST or NPL.

Pelayan NTP adalah peranti penting untuk penyegerakan masa rangkaian komputer. Memastikan rangkaian bertepatan dengan UTC (Masa Sejajar Selaras) adalah penting dalam komunikasi moden seperti Internet dan merupakan fungsi utama rangkaian pelayan masa (Pelayan NTP).

Seperti yang dicadangkan oleh nama mereka, pelayan masa ini menggunakan protokol NTP (Protokol Masa Rangkaian) untuk mengendalikan permintaan penyegerakan. NTP telah dipasang di banyak sistem operasi dan penyegerakan adalah mungkin tanpa pelayan NTP dengan menggunakan sumber waktu Internet, ini boleh menjadi tidak selamat dan tidak tepat untuk banyak keperluan rangkaian.

Pelayan masa Rangkaian menerima isyarat masa yang jauh lebih tepat dan selamat. Terdapat dua kaedah untuk menerima masa menggunakan pelayan masa: menggunakan rangkaian GPS atau menerima transmisi radio gelombang panjang.

Kedua-dua kaedah menerima sumber masa adalah selamat kerana ia adalah luar kepada mana-mana firewall rangkaian. Mereka juga tepat kerana kedua-dua sumber masa dihasilkan secara langsung oleh jam atom dan bukannya perkhidmatan waktu Internet yang biasanya Peranti NTP disambungkan kepada jam atom atom pihak ketiga.

Rangkaian GPS menyediakan sumber masa yang ideal untuk pelayan NTP kerana isyarat tersedia di mana-mana sahaja. Satu-satunya kelemahan menggunakan rangkaian GPS ialah pandangan langit diperlukan untuk mengunci ke satelit.

Sumber masa rujukan radio lebih fleksibel kerana isyarat gelombang panjang boleh diterima di dalam rumah. Mereka terhad dalam kekuatan dan bukan setiap negara mempunyai isyarat masa walaupun sesetengah isyarat seperti DCF Jerman dan WVBB Amerika Syarikat boleh didapati di negara jiran.