La synchronisation des réseaux informatiques modernes est d'une importance vitale pour une multitude de raisons, et grâce au protocole de temps NTP (Network Time Protocol) c'est relativement simple.

NTP est un protocole algorithmique qui analyse le temps sur différents ordinateurs et le compare à une seule référence de temps et ajuste chaque horloge pour dérive pour assurer la synchronisation avec la source de temps. NTP est si capable à cette tâche qu'un réseau synchronisé à l'aide du protocole peut obtenir de manière réaliste une précision de millisecondes.

Choisir la source de temps

Lorsqu'il s'agit d'établir une référence temporelle, il n'y a vraiment pas d'autre solution que de trouver une source d'UTC (Temps universel coordonné). UTC est le calendrier global, utilisé dans le monde entier comme une échelle de temps unique par les réseaux informatiques. UTC est maintenu précis par une constellation d'horloges atomiques à travers le monde.

Synchronisation avec UTC

La méthode la plus simple de recevoir une source UTC Time consiste à utiliser un serveur temporel Internet 2 stratum. Ceux-ci sont réputés stratum 2 car ils distribuent le temps après avoir reçu le premier d'un Serveur NTP (Stratum 1) qui est connecté à une horloge atomique (stratum 0). Malheureusement, ce n'est pas la méthode la plus précise pour recevoir l'UTC en raison de La distance parcourue par les données entre l'hôte et le client.

Il existe également des problèmes de sécurité liés à l'utilisation d'une source de temps 2 Stratum Internet dans la mesure où le port UDP 123 du pare-feu doit être laissé ouvert pour recevoir le code temporel, mais cette ouverture de pare-feu peut et a été exploitée par des utilisateurs malveillants.

Serveurs NTP dédiés

Les serveurs dédiés de temps NTP, Souvent appelés serveurs de temps réseau, sont la méthode la plus précise et la plus sécurisée de synchronisation d'un réseau informatique. Ils fonctionnent à l'extérieur du réseau afin qu'il n'y ait pas de problèmes de pare-feu. Ces périphériques stratum 1 reçoivent l'heure UTC directement à partir d'une source d'horloge atomique soit par des transmissions radio à ondes longues, soit par des Réseau GPS (Système de positionnement global). Bien que cela nécessite une antenne qui, dans le cas du GPS, doit être placée sur un toit, le serveur de temps lui-même synchronisera automatiquement des centaines et même des milliers d'appareils différents sur le réseau.

Bien qu'il existe plusieurs protocoles disponibles pour la synchronisation du temps, la majorité du temps réseau est synchronisé en utilisant soit NTP Ou SNTP.

Le protocole Network Time Protocol (NTP) et le protocole de temps de réseau simple (SNTP) ont été autour depuis la création d'Internet (et dans le cas de NTP, plusieurs années auparavant) et sont de loin les protocoles de synchronisation de temps les plus populaires et les plus répandus.

Cependant, la différence entre les deux est légère et décide quel protocole est le mieux pour un serveur de temps NTP Ou une application de synchronisation de temps particulière peut être gênante.

Comme son nom l'indique, SNTP Est une version simplifiée de Network Time Protocol, mais la question est souvent posée: 'quelle est exactement la différence?'

La principale différence entre les deux versions du protocole est l'algorithme utilisé. L'algorithme de NTP peut interroger plusieurs horloges de référence, un calcul qui est le plus précis.

Usage SNTP pour les petits processeurs - il convient aux machines moins puissantes, ne requiert pas la précision de NTP. NTP peut également surveiller tout décalage et gigue (petites variations de forme d'onde résultant des fluctuations d'alimentation en tension, des vibrations mécaniques ou d'autres sources) alors que SNTP ne le fait pas.

Une autre différence majeure réside dans la façon dont les deux protocoles s'adaptent à toute dérive dans les périphériques réseau. NTP accélérera ou ralentira une horloge système pour correspondre à l'heure de l'horloge de référence Serveur NTP (Rotation) alors que SNTP se déplace simplement vers l'avant ou vers l'arrière l'horloge système.

Cette étape de l'heure du système peut causer des problèmes potentiels avec des applications sensibles au temps, particulièrement de l'étape, est assez importante.

NTP est utilisé lorsque la précision est importante et lorsque les applications critiques nécessitent un accès au réseau. Cependant, son algorithme complexe n'est pas adapté aux machines simples ou à ceux dotés de processeurs moins puissants. Le SNTP, en revanche, est le mieux adapté à ces appareils, car il nécessite moins de ressources informatiques, mais il n'est pas adapté aux périphériques où la précision est critique ou où les applications critiques du temps dépendent du réseau.

Il y a une certaine ironie que l'ordinateur qui se trouve sur votre bureau et peut avoir coûté autant que le salaire d'un mois aura une horloge à bord qui est moins précis qu'une montre-bracelet bon marché acheté dans une station-service ou une essence.

Le problème n'est pas que les ordinateurs sont particulièrement fabriqués avec des composants de synchronisation bon marché, mais que n'importe quel chronométrage sérieux sur un PC peut être atteint sans oscillateurs coûteux ou avancés.

Les oscillateurs de synchronisation à bord de la plupart des PC ne sont en fait qu'une sauvegarde pour conserver l'horloge de l'ordinateur synchronisée lorsque le PC est éteint ou lorsque l'information de synchronisation du réseau n'est pas disponible.

En dépit de ces horloges embarquées inadaptées, la synchronisation sur un réseau de PC peut être réalisée avec une précision de millisecondes et un réseau qui est synchronisé avec le calendrier global UTC (Temps universel coordonné) ne devrait pas dériver du tout.

La raison pour laquelle ce haut niveau de précision et de synchronisme peut être réalisé sans oscillateurs coûteux, c'est que les ordinateurs peuvent utiliser le protocole Network Timing Protocol (NTP) Pour trouver et maintenir l'heure exacte.

NTP est un algorithme qui distribue une seule source de temps; ceci peut être généré par l'horloge embarquée d'un PC - bien que cela verrait chaque machine sur le réseau dériver au fur et à mesure que l'horloge dérive - Une meilleure solution consiste à utiliser NTP pour distribuer une source de temps stable et précise, et de préférence réseaux qui font des affaires sur Internet, une source d'UTC.

La méthode la plus simple de réception de l'UTC - qui est maintenue vraie par une constellation d'horloges atomiques dans le monde entier - est d'utiliser un serveur dédié de temps NTP. Les serveurs NTP utilisent soit des signaux de satellite GPS (système de positionnement global), soit des émissions de radio à ondes longues (généralement transmis par des laboratoires nationaux de physique comme NPL ou NIST).

Une fois reçu le Serveur NTP Distribue la source de synchronisation à travers le réseau et vérifie constamment chaque machine pour la dérive (en substance, la machine en réseau contacte le serveur en tant que client et les informations sont échangées via TCP / IP.

Cela rend les horloges de bord des ordinateurs elles-mêmes obsolètes, bien que lorsque les machines sont initialement démarrées ou s'il y a eu un délai de contact Serveur NTP (S'il est en panne ou s'il y a un défaut temporaire), l'horloge intégrée sert à maintenir le temps jusqu'à ce que la synchronisation complète soit à nouveau réalisable.

Le timing devient de plus en plus crucial pour les systèmes informatiques. Il est maintenant presque inconnu qu'un réseau informatique fonctionne sans synchronisation avec l'UTC (temps universel coordonné). Et même les machines individuelles utilisées dans la maison sont maintenant équipées de la synchronisation automatique. La dernière version de Windows par exemple, Windows 7, se connecte automatiquement à une source de synchronisation (bien que cette application puisse être désactivée manuellement en accédant aux préférences d'heure et de date).

L'inclusion de ces outils de synchronisation automatique sur les derniers systèmes d'exploitation est une indication de l'importance de l'information de synchronisation et lorsque vous considérez les types d'applications et de transactions qui se déroulent actuellement sur Internet, cela n'est pas surprenant.

Les services bancaires par Internet, les réservations en ligne, les enchères sur Internet et même les courriels peuvent dépendre d'un temps précis. Les ordinateurs utilisent les horodateurs comme le seul point de référence qu'ils doivent identifier quand et si une transaction s'est produite. Des erreurs dans l'information de chronométrage peuvent causer des erreurs et des problèmes incalculables, en particulier avec le débogage.

Internet est plein de serveurs de temps avec plus de mille sources de temps disponibles pour la synchronisation en ligne cependant; la précision et l'utilité de ces sources en ligne de temps UTC varient et laisser un TCP / IP ouvert dans le pare-feu pour permettre à l'information de temporisation peut rendre un système vulnérable.

Pour les systèmes de réseau où le temps n'est pas seulement crucial, mais où la sécurité est également un problème primordial, Internet n'est pas une source privilégiée pour recevoir des informations UTC et une source externe est requise.

La connexion d'un réseau NTP à une source externe d'heure UTC est relativement simple si un serveur de temps réseau est utilisé. Ces périphériques sont souvent appelés Serveurs NTP, Utilisez les horloges atomiques à bord des satellites GPS (système de positionnement global) ou des transmissions à ondes longues diffusées par des endroits tels que NIST or NPL.

Serveurs NTP Sont des dispositifs essentiels pour la synchronisation du temps du réseau informatique. Assurer un réseau coïncide avec UTC (temps universel coordonné) est essentiel dans les communications modernes telles que l'Internet et est la fonction première de la serveur de temps réseau (Serveur NTP).

Comme leur nom l'indique, ces serveurs temporaires utilisent le protocole NTP (Network Time Protocol) pour gérer les demandes de synchronisation. NTP Est déjà installé dans de nombreux systèmes d'exploitation et la synchronisation est possible sans un serveur NTP en utilisant une source de temps Internet, cela peut être non sécurisé et inexact pour de nombreux besoins du réseau.

Serveurs de temps réseau Recevez un signal de temps beaucoup plus précis et sécurisé. Il existe deux méthodes pour recevoir le temps en utilisant un serveur de temps: en utilisant le réseau GPS ou en recevant des transmissions radio à ondes longues.

Ces deux méthodes de réception d'une source temporelle sont sécurisées car elles sont externes à un pare-feu réseau. Ils sont également précis car les deux sources de temps sont générées directement par des horloges atomiques plutôt que par un service de temps par Internet qui sont normalement Appareils NTP Connecté à une horloge atomique de tiers.

Le réseau GPS fournit une source de temps idéale pour les serveurs NTP car les signaux sont disponibles partout. Le seul inconvénient de l'utilisation du réseau GPS est qu'une vue du ciel est nécessaire pour se verrouiller sur un satellite.

Les sources temporelles référencées par radio sont plus flexibles en ce sens que le signal à ondes longues peut être reçu à l'intérieur. Ils ont une force limitée et tous les pays ne disposent pas d'un signal de temps, bien que certains signaux tels que le DCF allemand et le WVBB des États-Unis soient disponibles dans les États voisins.

En dépit d'être autour de plus de vingt ans, le protocole de temps privilégié actuel par la plupart des réseaux, NTP (Network Time Protocol) a une certaine concurrence.

Actuellement NTP est utilisé pour synchroniser les réseaux informatiques en utilisant serveurs de temps réseau (Serveurs NTP). Actuellement NTP peut synchroniser un réseau informatique à quelques millisecondes.

Le protocole Precision Time Protocol (PTP) ou IEEE 1588 a été développé pour les systèmes locaux nécessitant une précision très élevée (au niveau nano-second). Actuellement, ce type de précision dépasse les capacités de NTP.

PTP nécessite une relation maître et esclave dans le réseau. Un processus en deux étapes est nécessaire pour synchroniser les périphériques à l'aide de IEEE 1588 (PTP). Tout d'abord, la détermination de quel dispositif est le maître est requise puis les décalages et les retards naturels du réseau sont mesurés. PTP utilise l'algorithme Best Master Clock (BMC) pour déterminer quelle horloge du réseau est la plus précise et devient le maître tandis que toutes les autres horloges deviennent esclaves et se synchronisent avec ce maître.

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) décrit IEEE 1588 ou (PTP) comme conçu pour "remplir un créneau non bien desservi par l'un des deux protocoles dominants, NTP et GPS. IEEE 1588 est conçu pour les systèmes locaux nécessitant des précisions très élevées au-delà de ceux qui peuvent être atteints en utilisant NTP. Il est également conçu pour les applications qui ne peuvent supporter le coût d'un récepteur GPS à chaque noeud ou pour lesquelles les signaux GPS sont inaccessibles. "(Cité dans Wikipédia)

PTP peut fournir une précision à quelques nano-secondes mais ce type de précision n'est pas nécessaire pour la plupart des utilisateurs du réseau, mais l'utilisation cible de PTP semble être le haut débit mobile et d'autres technologies mobiles car PTP prend en charge l'information sur l'heure, utilisée par Les fonctions de facturation et de déclaration des accords de niveau de service dans les réseaux mobiles.

synchronisation de l'heure Est un aspect crucial de la mise en réseau informatique. S'assurer que toutes les machines sur un réseau sont synchronisées avec le calendrier global, UTC (temps universel coordonné), sinon les transactions sensibles au temps avec d'autres réseaux seraient impossibles.

La synchronisation de l'heure est facilitée grâce au protocole Network Time Protocol (NTP) qui a été conçu dès les premiers jours d'Internet à cette fin. Il fonctionne en utilisant une seule source de temps (généralement UTC) qui est ensuite réparti entre tous les périphériques sur le Réseau NTP.

L'option Source de temps UTC Est souvent tiré d'Internet sur des réseaux où la sécurité n'est pas un problème génial, mais comme cela implique de laisser un port ouvert dans un pare-feu de réseau pour de nombreux réseaux, la vulnérabilité que cela peut laisser ne vaut pas le risque.

Dévoué serveurs de temps réseau (Souvent appelé Serveurs NTP) Sont utilisés par de nombreux réseaux comme une méthode sûre et même plus précise de réception de l'UTC. Ces appareils reçoivent l'heure UTC directement à partir d'une source d'horloge atomique.

En outre, ces serveurs de temps dédiés fonctionnent à l'extérieur du pare-feu et du réseau et utilisent des sources telles que le GPS ou les fréquences radio pour récupérer les codes temporels.

Pour faciliter la synchronisation, il existe différents Logiciel de synchronisation de temps Les paquets qui fonctionnent main dans la main avec NTP et permettent, via des interfaces de navigateur, une configuration facile de la synchronisation de l'heure sur l'ensemble du réseau.

Bien que ces logiciels de synchronisation de temps ne soient pas essentiels pour utiliser la plupart des logiciels Serveurs NTP, Le logiciel standard installé dans les systèmes d'exploitation manque souvent ou est assez compliqué.

La plupart des producteurs spécialisés de serveurs de temps de réseau dédiés produiront un client de service de temps pour permettre la configuration et ceux-ci sont probablement les mieux adaptés pour le périphérique de ce suppler. Cependant, il existe de nombreux logiciels logiciels de synchronisation de temps libre et open source qui sont le plus souvent compatibles avec de nombreux serveurs NTP.

Windows 7 est le dernier opus de la famille des systèmes d'exploitation Microsoft. Suite à Windows Vista beaucoup décrié, Windows 7 a reçu un accueil beaucoup plus chaleureux de la part des critiques et des consommateurs.

La synchronisation de l'heure sur Windows 7 est extrêmement simple puisque le protocole NTP (Network Time Protocol) est intégré à Windows 7 et le système d'exploitation synchronise automatiquement l'horloge de l'ordinateur en se connectant au service temporel Microsoft time.windows.com.

Ceci est utile pour de nombreux utilisateurs domestiques, mais la synchronisation sur Internet n'est pas suffisamment sécurisée pour un réseau informatique pour la raison suivante:

Pour vous connecter à n'importe quelle source de temps Internet telle que time.windows.com, une publication doit être laissée ouverte dans le pare-feu. Comme pour tout port ouvert dans un pare-feu de réseau, cela peut être utilisé comme point d'entrée par un utilisateur malveillant ou par certains logiciels malveillants.

La fonctionnalité de synchronisation de l'heure dans Windows 7 peut être désactivée et est assez simple à faire en ouvrant la boîte de dialogue date et heure et décochez la case de synchronisation.

Cependant, la synchronisation de l'heure sur un réseau est essentielle, donc, si le service temporel Internet est désactivé, il doit être remplacé par une source de temps sûre et précise.

De loin, la meilleure façon de le faire est d'utiliser une source de temps externe au réseau (et au pare-feu).

La manière la plus simple, la plus sûre et la plus précise de synchroniser un réseau Windows 7 consiste à utiliser un système dédié Serveur NTP. Ces appareils utilisent une référence temporelle à partir d'une radiofréquence (généralement distribuée par des laboratoires nationaux de physique tels que la NPL de Grande-Bretagne et l'Amérique NIST) Ou du réseau de satellites GPS.

Parce que ces deux sources de référence proviennent de sources d'horloge atomique, elles sont incroyablement précises aussi et un réseau Windows 7 qui se compose de centaines de machines peut être synchronisé à quelques millisecondes du calendrier global UTC (temps universel coordonné) en utilisant un seul Serveur de temps NTP.

Les systèmes de navigation par satellites, ou les navires assis, ont changé la façon dont nous naviguons sur les routes principales. Fini, les jours où les voyageurs devaient avoir une boîte à gants pleine de cartes et qui ont disparu, c'est la nécessité d'arrêter et de demander à un local de se diriger.

La navigation par satellite signifie que nous passons maintenant du point A au point B confiants que nos systèmes nous conduiront là-bas et que les systèmes de navigation assis ne sont pas à l'épreuve (nous devons avoir lu toutes les histoires de personnes conduisant sur les falaises et dans les rivières, etc.) A certainement révolutionné notre Orientation.

À l'heure actuelle, il existe un seul système mondial de navigation par satellite (GNSS), l'American Run Global Positioning System (GPS). Bien que, un système européen rival (Galileo) soit en ligne après 2012 et un système à la fois russe (GLONASS) et chinois (COMPASS) en cours de développement.

Cependant, tous ces réseaux GNSS fonctionneront en utilisant la même technologie que celle utilisée par le GPS et, en fait, les systèmes GPS actuels devraient pouvoir utiliser ces systèmes futurs sans beaucoup d'altération.

Le système GPS est essentiellement une constellation de satellites (actuellement 27). Ces satellites contiennent chacun à bord d'un Horloge atomique (En fait deux sont sur la plupart des satellites GPS, mais dans le but de cette explication, un seul doit être considéré). Les signaux transmis à partir du satellite GPS contiennent plusieurs informations envoyées en un nombre entier:

* L'heure de l'envoi du message

* La position orbitale du satellite (connue sous le nom d'éphémérides)

* La santé générale du système et les orbites des autres satellites GPS (connu sous le nom d'almanach)

Un récepteur de navigation par satellite, le genre trouvé sur le dashbopard de votre voiture, reçoit cette information et l'utilisation des informations de synchronisation permet de déterminer la distance exacte entre le récepteur et le satellite. En utilisant trois ou plusieurs de ces signaux, la position exacte peut être triangulée (quatre signaux sont effectivement requis car la hauteur au-dessus du niveau de la mer doit aussi être calculée).

Parce que la triangulation fonctionne lorsque le signal de temps a été envoyé et combien de temps il faut pour arriver au récepteur, les signaux doivent être incroyablement précis. Même une seconde d'inexactitude pourrait voir les informations de navigation, mais des milliers de kilomètres comme lumière, et donc des signaux radio, peuvent voyager à peu près 300,000 km chaque seconde.

Actuellement, le réseau de satellite GPS peut fournir une précision de navigation dans les compteurs 5 qui montre comment Horloges atomiques précises peut être.

L'un des aspects les plus importants du réseautage est de maintenir tous les appareils synchronisés à l'heure correcte. Incorrect temps de réseau Et le manque de synchronisation peut faire des ravages avec les processus système et peut entraîner des erreurs inconnues et des problèmes de débogage.

Et ne pas garantir que les périphériques sont continuellement vérifiés afin d'empêcher la dérive peut également conduire à un réseau synchronisé qui devient lentement non synchronisé et entraîne les types de problèmes susmentionnés.

Cependant, s'assurer qu'un réseau n'a pas seulement le bon moment, mais que ce temps n'est pas dérivé est réalisé en utilisant le protocole NTP de protocole temporel.

Network Time Protocol (NTP) n'est pas le seul protocole de synchronisation de temps, mais il est de loin le plus utilisé. Il s'agit d'un protocole open source mais est continuellement mis à jour par une grande communauté de gardiens de l'Internet.

NTP repose sur un algorithme qui permet d'obtenir le bon et le meilleur moment d'une variété de sources. NTP permet d'utiliser une seule source de temps à l'aide d'un réseau de centaines et de milliers de machines et elle peut garder chacune exacte à cette source de temps à quelques millisecondes.

La manière la plus simple de synchroniser un réseau avec NTP est d'utiliser un Serveur de temps NTP, Également connu sous le nom serveur de temps réseau.

Les serveurs NTP utilisent une source de temps externe, soit à partir du réseau GPS (Global Positioning System), soit à partir d'émissions de laboratoires nationaux de physique tels que NIST Aux États-Unis ou NPL au Royaume-Uni.

Ces signaux temporels sont générés par des horloges atomiques qui sont souvent plus précises que les horloges sur les ordinateurs et les serveurs. NTP distribuera ce temps d'horloge atomique à tous les périphériques sur un réseau; il continuera à vérifier chaque périphérique afin de s'assurer qu'il n'y a pas de dérive et de corriger l'appareil s'il existe.