A pelayan masa adalah alat pejabat biasa tetapi apa untuknya?

Kita semua digunakan untuk mempunyai masa yang berlainan dari seluruh dunia. Apabila Amerika bangun, Honk Kong akan tidur, sebab itulah dunia dibahagikan kepada zon masa. Malah di zon masa yang sama masih terdapat perbezaan. Di tanah besar Eropah misalnya kebanyakan negara adalah sejam di hadapan UK kerana perubahan masa bermusim di Britain.

Walau bagaimanapun, apabila komunikasi komuniti global, yang mempunyai masa yang berlainan di seluruh dunia boleh menyebabkan masalah terutamanya jika anda perlu melakukan transaksi sensitif masa seperti membeli atau menjual saham.

Untuk tujuan ini jelas dengan 1970 awal bahawa skala masa global diperlukan. Ia diperkenalkan pada 1 Januari 1972 dan dipanggil UTC - Waktu Universal yang diselaraskan. UTC disimpan oleh jam atom tetapi didasarkan pada Greenwich Meantime (GMT - sering dipanggil UT1) yang sendiri adalah skala waktu berdasarkan putaran Bumi. Malangnya bumi bervariasi dalam putarannya sehingga akaun UTC untuk ini dengan menambahkan satu kali sekali atau dua kali setahun (Leap Second).

Walaupun kontroversi kepada banyak, detik melompat diperlukan oleh ahli astronomi dan institusi lain untuk mengelakkan hari dari melayang jika tidak mustahil untuk mengatasi kedudukan bintang-bintang di langit malam.

UTC kini digunakan di seluruh dunia. Bukan sahaja skala kali global rasmi tetapi digunakan oleh beratus-ratus ribu rangkaian komputer di seluruh dunia.

Rangkaian komputer menggunakan a rangkaian pelayan masa untuk menyegerakkan semua peranti di rangkaian ke UTC. Kebanyakan pelayan masa menggunakan protokol NTP (Network Time Protocol) untuk mengedarkan masa.

Pelayan masa NTP menerima masa dari jam atom dengan sama ada transmisi radio gelombang panjang dari makmal fizik kebangsaan atau dari rangkaian GPS (Global Positioning System). Satelit GPS semua membawa jam atom di atas kapal yang menyerupai waktu kembali ke Bumi. Walaupun isyarat masa ini tidak bersuara secara tegas UTC (ia dikenali sebagai masa GPS) kerana ketepatan transmisi ia mudah ditukar kepada UTC oleh server GPS NTP.

Jam atom digunakan untuk beribu-ribu aplikasi di seluruh dunia. Dari mengendalikan satelit untuk menyegerakkan rangkaian komputer menggunakan a Pelayan NTP, jam atom telah mengubah cara kita mengawal dan mengawal masa.

Dari segi ketepatan jam atom tidak dapat ditandingi. Jam kuarza digital boleh menyimpan masa yang tepat selama seminggu, tidak kehilangan lebih daripada satu saat tetapi jam atom boleh menyimpan masa berjuta-juta tahun tanpa hanyut sebanyak.

Jam atom bekerja pada prinsip lompat kuantum, cabang mekanik kuantum yang menyatakan bahawa sebuah elektron; zarah bercas negatif, akan mengorbit nukleus atom (pusat) dalam dataran atau tahap tertentu. Apabila ia menyerap atau melepaskan tenaga yang cukup, dalam bentuk radiasi elektromagnet, elektron akan melompat ke satah yang berlainan - lonjakan kuantum.

Dengan mengukur frekuensi radiasi elektromagnet yang bersamaan dengan peralihan antara kedua-dua peringkat, peralihan masa boleh direkodkan. Atom cesium (cesium 133) lebih disukai untuk masa kerana mereka mempunyai kitaran radiasi 9,192,631,770 setiap saat. Oleh kerana tahap tenaga atom cesium (piawaian kuantum) selalu sama dan adalah bilangan yang tinggi, jam atom cesium sangat tepat.

Bentuk jam atom yang paling biasa digunakan di dunia hari ini ialah air pancut cesium. Dalam jam jenis ini, awan atom diproyeksikan ke dalam ruang gelombang mikro dan dibenarkan jatuh ke bawah di bawah graviti. Rasuk laser memperlahankan atom-atom ini dan peralihan antara tahap tenaga atom diukur.

Generasi jam atom generasi yang sedang dibangunkan menggunakan perangkap ion dan bukannya pancutan air. Ion adalah atom bermuatan positif yang boleh terperangkap oleh medan magnet. Unsur-unsur lain seperti strontium digunakan dalam jam generasi seterusnya dan dianggarkan bahawa ketepatan potensi jam perangkap ion strontium dapat kali 1000 dari jam atom semasa.

Jam atom digunakan oleh semua jenis teknologi; komunikasi satelit, Sistem Penentududukan Global dan juga perdagangan Internet bergantung pada jam atom. Kebanyakan komputer menyegerakkan secara tidak langsung ke jam atom dengan menggunakan a Pelayan NTP. Peranti ini menerima masa dari jam atom dan mengedarkan rangkaian mereka memastikan masa yang tepat pada semua peranti.

Jam atom adalah kemuncak peranti penyimpanan masa. Jam atom moden boleh menyimpan masa untuk ketepatan sedemikian sehingga dalam 100,000,000 tahun (100 juta) mereka tidak kehilangan walaupun dalam masa yang kedua. Kerana ketepatan tinggi ini, jam atom adalah asas untuk skala masa dunia.

Untuk membolehkan komunikasi global dan transaksi sensitif masa seperti pembelian rak dan saham skala masa global, berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom, telah dibangunkan di 1972. Waktu yang berskala Waktu, Selaras Waktu Sejagat (UTC) ini dikawal dan dikawal oleh Biro Antarabangsa berat dan langkah (BIPM) yang menggunakan konstelasi jam atom atom 230 dari makmal 65 di seluruh dunia untuk memastikan tahap ketepatan yang tinggi.

Jam atom adalah berdasarkan sifat-sifat asas atom, yang dikenali sebagai mekanik kuantum. Mekanik kuantum mencadangkan bahawa elektron (zarah bercas negatif) yang mengorbit nukleus atom boleh wujud dalam pelbagai peringkat atau pesawat orbit bergantung jika mereka menyerap atau melepaskan jumlah tenaga yang betul. Apabila elektron telah menyerap atau mengeluarkan tenaga yang cukup dalam dapat 'melompat' ke tahap yang lain, ini dikenali sebagai melompat kuantum.

Kekerapan antara kedua-dua keadaan tenaga adalah apa yang digunakan untuk menjaga masa. Kebanyakan jam atom didasarkan pada atom sesium yang mempunyai tempoh radiasi 9,192,631,770 yang bersamaan dengan peralihan antara dua peringkat. Kerana ketepatan jam cesium, BIPM kini mempertimbangkan detik yang akan didefinisikan sebagai kitaran 9,192,631,770 atom caesium.

Jam atom digunakan dalam ribuan aplikasi yang berbeza di mana masa yang tepat adalah penting. Komunikasi satelit, kawalan lalu lintas udara, perdagangan internet dan GP semuanya memerlukan jam atom untuk menjaga waktu. Jam atom juga boleh digunakan sebagai kaedah menyegerakkan rangkaian komputer.

Rangkaian komputer menggunakan a NTP server masa boleh menggunakan sama ada penghantaran radio atau isyarat yang disiarkan oleh satelit GPS (Global Positioning System) sebagai sumber masa. Program NTP (atau daemon) kemudian akan memastikan semua peranti di rangkaian tersebut akan disegerakkan ke masa seperti yang diberitahu oleh jam atom.

Dengan menggunakan a Pelayan NTP diselaraskan pada jam atom, rangkaian komputer boleh menjalankan masa sejagat yang diselaraskan sama seperti rangkaian lain yang membolehkan transaksi sensitif masa dijalankan dari seluruh dunia.

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 (Protokol Masa Rangkaian) ialah protokol penyegerakan masa yang paling banyak digunakan di Internet. Alasan kejayaannya adalah baik fleksibel dan sangat tepat (serta bebas). NTP juga diatur ke dalam struktur hierarki yang membolehkan beribu-ribu mesin dapat menerima isyarat masa dari hanya satu Pelayan NTP.

Jelas, jika seribu mesin pada rangkaian semua cuba menerima isyarat masa dari pelayan NTP pada masa yang sama rangkaian akan menjadi hambatan dan pelayan NTP akan menjadi tidak berguna.

Atas sebab ini, pokok stratum NTP wujud. Di bahagian atas pokok ialah pelayan masa NTP yang merupakan peranti 1 lapisan (sebuah peranti 0 lapisan yang menjadi jam atom yang menerima pelayan dari masa). Di bawah Pelayan NTP, beberapa pelayan atau komputer menerima maklumat masa dari peranti 1 lapisan. Alat yang dipercaya ini menjadi server 2 lapisan, yang kemudian mengedarkan informasi waktu mereka ke lapisan lain komputer atau server. Ini kemudian menjadi peranti 3 yang dapat mengedarkan maklumat masa untuk menurunkan strata (stratum 4, stratum 5 dll).

Dalam semua NTP boleh menyokong sehingga sembilan tahap peringkat walaupun jauh dari peranti 1 lapisan asal mereka adalah kurang tepat penyegerakan. Untuk contoh bagaimana hierarki NTP adalah persediaan sila lihat ini pokok stratum

Oleh yang demikian Isyarat masa WWVB adalah siaran radio yang berdedikasi yang menyediakan sumber saling masa sivil Amerika Syarikat yang tepat dan boleh dipercayai, berdasarkan skala waktu UTC UTC (Waktu Bersama Selaras), isyarat WWVB disiarkan dan dikendalikan oleh makmal NIST Amerika Syarikat (Institut Kebangsaan untuk Standard dan Masa).

Isyarat masa WWVB boleh digunakan oleh sesiapa yang memerlukan maklumat masa yang tepat walaupun penggunaan utamanya adalah sebagai sumber waktu UTC untuk pentadbir menyegerakkan rangkaian komputer dengan jam radio. Jam radio benar-benar satu lagi istilah untuk a rangkaian pelayan masa yang menggunakan transmisi radio sebagai sumber masa.

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

Isyarat WWVB disiarkan dari Fort Collins, Colorado. Ia tersedia jam 24 setiap hari di seluruh Amerika Syarikat dan Kanada, walaupun isyarat terdedah kepada gangguan dan topografi tempatan. Pengguna perkhidmatan WWVB menerima isyarat '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 WWVB dijalankan pada kekerapan 60 kHz (ke dalam bahagian 2 di 1012) dan dikawal oleh jam atom cesium berdasarkan NIST

Kekuatan medan isyarat melebihi 100 μV / m (microvolts a meter) pada jarak 1000 km dari Colorado - yang meliputi banyak Amerika Syarikat.

Isyarat WWVB adalah dalam bentuk kod perduaan ringkas yang mengandungi maklumat masa dan tarikh Masa WWVB dan kod tarikh termasuk maklumat berikut: tahun, bulan, hari bulan, hari dalam seminggu, jam, minit, masa musim panas (berlaku atau dekat).

NTP (Protokol Masa Rangkaian) adalah kaedah penghantaran masa yang paling fleksibel, tepat dan popular dalam Internet. Ia mungkin protokol tertua Internet telah wujud dalam satu bentuk atau yang lain sejak pertengahan 1980.

Tujuan utama NTP adalah untuk memastikan semua peranti di rangkaian disegerakkan pada masa yang sama dan untuk mengimbangi beberapa kelewatan masa rangkaian. Di seluruh LAN atau WAN NTP berjaya mengekalkan ketepatan beberapa milisaat (Di Internet, pemindahan masa jika jauh kurang tepat kerana trafik dan jarak rangkaian).

NTP adalah setakat ini protokol penyegerakan masa yang paling banyak digunakan (di suatu tempat di rantau 95% dari semua pelayan masa menggunakan NTP) dan ia terhutang banyak kejayaannya untuk kemas kini yang berterusan dan kelenturannya. NTP akan berjalan di sistem pengendalian berasaskan UNIX, LINUX, dan Windows (ia juga percuma, sebab lain kemungkinan kejayaan besarnya).

NTP menggunakan satu sumber masa yang ia mengedarkan di antara semua peranti pada rangkaian; ia juga memeriksa setiap peranti untuk hanyut (mendapatkan atau kehilangan masa) dan menyesuaikan untuk setiap. Ia juga hirarki dengan beribu-ribu mesin yang boleh dikawal menggunakan hanya satu Pelayan NTP kerana mesin masing-masing boleh digunakan oleh mesin jiran sebagai pelayan masa.

NTP juga sangat selamat (apabila menggunakan rujukan masa luaran tidak apabila menggunakan Internet untuk sumber masa) dengan protokol pengesahan yang dapat menetapkan tepat di mana sumber masa datang.

Untuk rangkaian menjadi benar-benar berkesan kebanyakan pelayan masa NTP menggunakan jam atom sebagai asas untuk penyegerakan masa mereka. Skala masa antarabangsa berdasarkan masa yang diberitahu oleh jam atom telah dibangunkan untuk tujuan ini. UTC (Waktu Bersama Selaras).

Terdapat dua cara untuk menerima selamat Jam atom UTC isyarat masa untuk digunakan oleh NTP. Yang pertama ialah transmisi masa dan kekerapan yang beberapa makmal fizik kebangsaan menyiarkan gelombang panjang di seluruh dunia; yang kedua (dan setakat yang paling mudah didapati) adalah dengan menggunakan maklumat masa dalam transmisi satelit GPS. Ini boleh dijemput di mana sahaja di dunia dan menyediakan maklumat pemasaan yang selamat, selamat dan tepat.

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.