Protocolo de tempo da rede (NTP) é usado como uma ferramenta de sincronização pela maioria das redes de computadores. O NTP distribui uma única fonte de tempo em torno de uma rede e garante que todos os dispositivos estejam em sincronia com ela. NTP é altamente preciso e capaz de manter todas as máquinas em uma rede dentro de alguns milissegundos da fonte do tempo. No entanto, de onde essa fonte de tempo vem pode levar a problemas de sincronização de tempo dentro de uma rede. (Leia mais ...)

Leap Seconds tem sido utilizado desde o desenvolvimento de relógios atômicos e a introdução do cronograma global UTC (Tempo Universal Coordenado). Leap Seconds impede que o tempo real, como é dito pelos relógios atômicos e o tempo físico, governado pelo sol sendo mais alto ao meio dia, se distanciem.

Como a UTC começou no 1970 quando a UTC foi introduzida, 24 Leap Seconds foi adicionado. Os segundos de pulo são um ponto de controvérsia, mas sem eles, o dia se deslocaria lentamente para a noite (embora depois de muitos séculos); no entanto, eles causam problemas para algumas tecnologias.

Servidores NTP (Network Time Protocol) implementar Leap Seconds, repetindo o segundo final do dia, quando um Leap Second é introduzido. Embora Leap Second introduction seja um evento raro, ocorrendo apenas uma ou duas vezes por ano, para alguns sistemas complexos que processam milhares de eventos por segundo, essa repetição causa problemas.

Para os gigantes dos mecanismos de pesquisa, o Google, Leap Seconds pode levar seus sistemas a trabalhar durante este segundo, como no 2005, quando alguns de seus sistemas em cluster pararam de aceitar o trabalho. Embora isso não tenha levado o seu site a diminuir, o Google queria resolver o problema para evitar futuros problemas causados ​​por esse fudge cronológico.

Sua solução era escrever um programa que essencialmente mentiu para seus servidores de computador durante o dia de um Leap Second, acreditando que os sistemas acreditavam que o tempo estava um pouco acima do que o Servidores NTP estava dizendo isso.

Esse tempo de aceleração gradual significou que no final de um dia, quando um Leap Second é adicionado, os timeservers do Google não precisam repetir o segundo extra, já que o tempo em seus servidores já seria um segundo atrasado nesse ponto.

Servidor NTP GPS Galleon

Enquanto a solução do Google para o Leap Second é engenhosa, para a maioria dos sistemas informáticos, Leap Seconds não causa nenhum problema. Com uma rede de computador sincronizada com um servidor NTP, o Leap Seconds é ajustado automaticamente no final de um dia e ocorre apenas raramente, então a maioria dos sistemas de computador nunca percebe esse pequeno soluço no tempo.

A maioria das pessoas já ouviu falar de relógios atômicos, a maioria das pessoas, provavelmente sem perceber sequer utilizá-los; no entanto, eu duvido que muitas pessoas que lêem este vai já vi um. Os relógios atômicos são peças altamente técnicas e complexas de máquinas. Baseando-se em vácuos, super-refrigerantes, tais como azoto líquido e até lasers, a maioria dos relógios atômicos são encontrados somente em laboratórios, tais como NIST (Instituto Nacional de Padrões e Time) nos EUA, ou NPL (National Physical Laboratory) no Reino Unido.

relógio atômico do NPL

Nenhuma outra forma de cronometragem é tão preciso quanto um relógio atômico. Os relógios atômicos formam a base do calendário mundial do mundo UTC (Tempo Universal Coordenado). Mesmo o comprimento da rotação da Terra requer manipulação pela adição de segundos bissextos a UTC para manter o dia sincronizado.

Os relógios atômicos trabalhar utilizando as mudanças oscilantes de átomos durante diferentes estados de energia. O césio é o átomo preferida usada em relógios atómicos, que oscila 9,192,631,770 vezes por segundo. Este é um efeito constante também, tanto que uma segunda está agora definida por isso muitas oscilações do átomo de césio.

Louis Essen construiu o primeiro relógio atômico preciso na 1955 no Laboratório Nacional de Física do Reino Unido, uma vez que os relógios atômicos, em seguida, se tornaram cada vez mais precisas com relógios atómicos modernos capazes de manter o tempo por mais de um milhão de anos sem nunca perder um segundo.

Em 1961, UTC tornou calendário global do mundo, e por 1967, o Sistema Internacional de Unidades adotada a freqüência de césio como o segundo oficial.

Desde então, os relógios atômicos tornaram-se parte da tecnologia moderna. Onboard cada satélite GPS, sinais de tempo de feixe relógios atómicos para a Terra, permitindo que os sistemas de navegação por satélite em carros, barcos e aviões para julgar seus locais com precisão.

hora UTC é também essencial para o comércio no mundo moderno. Com redes de computadores falar uns com os outros através de fusos horários, usando relógios atômicos como referência evita erros, garante a segurança e fornece a transferência de dados confiável.

Receber um sinal a partir de um relógio atômico para a sincronização de tempo de computador é incrivelmente fácil. Servidores NTP tempo que receber o sinal da hora dos satélites GPS, ou aqueles transmitido em ondas de rádio a partir de lugares NPL e NIST, permitem que as redes de computadores em todo o mundo para manter o tempo seguro e preciso.

Os pesquisadores descobriram que o relógio atômico britânico controlado pelo National Physical Laboratory do Reino Unido (NPL) é o mais preciso do mundo.

O relógio atômico da fonte de césio CsF2 da NPL é tão preciso que não seria derivado por um segundo em 138 milhões de anos, quase duas vezes mais preciso do que o primeiro pensamento.

Os pesquisadores descobriram agora que o relógio é preciso para uma parte do 4,300,000,000,000,000 tornando-se o relógio atômico mais preciso do mundo.

O relógio CsF2 usa o estado de energia dos átomos de césio para manter o tempo. Com uma frequência de picos 9,192,631,770 e calhas a cada segundo, esta ressonância agora regula o padrão internacional para um segundo oficial.

O padrão internacional de tempo-UTC- é regido por seis relógios atômicos, incluindo o CsF2, dois relógios na França, um na Alemanha e um nos EUA, então esse aumento inesperado de precisão significa que o cronograma global é ainda mais confiável do que o pensamento inicial.

O UTC é essencial para as tecnologias modernas, especialmente com tanta comunicação e comércio globais que estão sendo conduzidos através da internet, além das fronteiras e entre os fuso horários.

A UTC permite que redes de computadores separadas em diferentes partes do mundo se mantenham exatamente ao mesmo tempo e, por sua importância, a precisão e a precisão são essenciais, especialmente quando você considera os tipos de transações agora realizadas on-line, como a compra de ações e ações e bancário global.

Receber UTC requer o uso de um servidor de horário e do protocolo NTP (Network Time Protocol). Servidores de tempo receba uma fonte de UTC diretamente de fontes de relógios atômicos como o NPL, que transmitem um sinal de tempo no rádio de ondas longas e a rede GPS (todos os satélites de GPS transmitem sinais atômicos de tempo de relógio, como é que os sistemas de navegação por satélite calculam a posição, definindo a diferença de tempo entre múltiplos sinais de GPS).

O NTP mantém todos os computadores precisos para o UTC, verificando continuamente cada relógio do sistema e ajustando para qualquer derivação em comparação com o sinal de hora UTC. Ao usar um O servidor NTP, uma rede de computadores pode permanecer dentro de alguns milissegundos de UTC, evitando erros, garantindo segurança e fornecendo uma fonte atestável de tempo preciso.

O hacking de computador é um assunto comum nas notícias. Algumas das maiores empresas foram vítimas de hackers e por uma série de razões. Proteção de redes de computadores contra invasão de usuários mal-intencionados é uma indústria cara e sofisticada, pois os hackers usam muitos métodos para invadir um sistema.

Várias formas de segurança existem para se defender contra o acesso não autorizado a redes de computadores, como software antivírus e firewalls.

Uma área muitas vezes negligenciada, no entanto, é onde uma rede de computadores obtém uma fonte de tempo, o que muitas vezes pode ser um aspecto vulnerável para uma rede e uma maneira de usar hackers.

A maioria das redes de computadores usa NTP (Network Time Protocol) como um método de manter sincronizado. O NTP é excelente para manter os computadores ao mesmo tempo, muitas vezes dentro de alguns milissegundos, mas depende de uma única fonte de tempo.

Como as redes de computadores de diferentes organizações precisam se comunicar em conjunto, ter a mesma fonte de tempo faz sentido, razão pela qual a maioria das redes de computadores se sincronizam com uma fonte de UTC (Tempo Universal Coordenado).

UTC, a escala de tempo global do mundo, é mantida verdadeira por relógios atômicos e vários métodos de utilização da UTC estão disponíveis.

Muitas vezes, as redes de computadores usam uma fonte de tempo na internet para obter UTC, mas isso geralmente ocorre quando se deparam com problemas de segurança.

O uso de fontes de tempo na internet deixa uma rede de computadores aberta para várias vulnerabilidades. Em primeiro lugar, para permitir o acesso à fonte de tempo da internet, uma porta precisa manter-se aberta no firewall do sistema (UDP 123). Tal como acontece com qualquer porta aberta, os usuários não autorizados podem aproveitar isso, usando a porta aberta como uma maneira na rede.

Em segundo lugar, se a fonte de tempo da internet, se for adulterada, como por meio da injeção BGP (Border Gateway Protocol), isso poderia levar a todos os tipos de problemas. Ao dizer aos servidores de tempo da internet que era uma hora ou data diferente, os maiores desejos poderiam ocorrer com a perda de dados, bloqueios do sistema - um tipo de efeito Y2K!

Finalmente, os servidores de tempo da internet não podem ser autenticados pelo NTP e também podem ser imprecisos. Vulnerável a latência e afetado à distância, também podem ocorrer erros; No começo deste ano, alguns servidores de tempo respeitáveis ​​perderam vários minutos, levando a milhares de redes informáticas a receber o tempo errado.

Para garantir proteção completa, servidores de tempo dedicados e externos, como NTS 6001 de Galleon são o único método seguro de receber a UTC. Usando GPS (ou uma transmissão de rádio) um externo O servidor NTP não pode ser manipulado por usuários mal-intencionados, é preciso para alguns milissegundos, não pode derivar e não é suscetível a erros de temporização.

O relato falador da Grã-Bretanha celebra seu 75^th aniversário esta semana, com o serviço ainda fornecendo o tempo para mais de 30 milhões de chamadores por ano.

O serviço, disponível ao discar 123 em qualquer linha fixa BT (British Telecom), começou em 1936 quando o General Post Office (GPO) controlava a rede telefônica. Naquela época, a maioria das pessoas usava relógios mecânicos, que eram propensos a deriva. Hoje, apesar da prevalência de relógios digitais, telefones celulares, computadores e uma miríade de outros dispositivos, o relógio de fala BT ainda fornece tempo para 30 milhão de chamadores por ano, e outras redes implementam seus próprios sistemas de relógio falando.

Grande parte do sucesso continuado do relógio falante talvez dependa da precisão que ele mantém. O relógio de fala moderna é preciso para cinco milissegundos (5 / 1000ths de um segundo), e mantido preciso pelos sinais de relógio atômico fornecidos por NPL (National Physical Laboratory) e a rede GPS.

Mas o anunciante que declara que o tempo "após o terceiro acidente vascular cerebral" fornece às pessoas uma voz humana, outros métodos de cronometrar não fornecem, e podem ter algo a ver com por que tantas pessoas ainda o usam.

Quatro pessoas tiveram a honra de fornecer a voz para o relógio falando; A voz atual do relógio BT é Sara Mendes da Costa, que forneceu a voz desde 2007.

Claro, muitas tecnologias modernas exigem uma fonte de tempo precisa. As redes de computadores que precisam ser sincronizadas, por razões de segurança e para evitar erros, requerem uma fonte de horário atômico.

Servidores de tempo de rede, comumente chamados Servidores NTP após Network Time Protocol que distribui o tempo através dos computadores em uma rede, use sinais de GPS, que contenham sinais atômicos de horário, ou por sinais de rádio transmitidos por locais como NPL e NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tempo) nos EUA.

Se você já tentou acompanhar o tempo sem um relógio ou relógio, você perceberá o quão difícil pode ser. Durante algumas horas, você pode chegar até meia hora do momento certo, mas o tempo preciso é muito difícil de medir sem algum tipo de dispositivo cronológico.

Antes do uso de relógios, manter o tempo era incrivelmente difícil, e mesmo perder o controle dos dias dos anos tornou-se fácil de fazer, a menos que você mantivesse a contagem diária. Mas o desenvolvimento de relógios precisos levou muito tempo, mas várias etapas importantes na cronologia evoluíram possibilitando medições de tempo cada vez mais próximas.

Hoje, com o benefício dos relógios atômicos, Servidores NTP de Sistemas de relógio GPS, o tempo pode ser monitorado até um bilionésimo de segundo (nanosegundo), mas esse tipo de precisão levou os milhares de anos da humanidade a realizar.

Stonehenge – marcação de tempo antiga

Stonehenge

Sem compromissos para manter ou a necessidade de chegar ao trabalho a tempo, o homem pré-histórico tinha pouca necessidade de conhecer a hora do dia. Mas quando a agricultura começou, saber quando cultivar plantas tornou-se essencial para a sobrevivência. Acredita-se que os primeiros dispositivos cronológicos como Stonehenge tenham sido construídos para tal propósito.

Identificar os dias mais longos e curtos do ano (solstícios) permitiu que agricultores iniciantes calculassem quando plantar suas colheitas e provavelmente proporcionaram muito significado espiritual a tais eventos.

Sundials

Forneceu as primeiras tentativas de acompanhar o tempo ao longo do dia. O primeiro homem percebeu que o sol se movia pelo céu em caminhos regulares, então eles o usavam como um método de cronologia. Os relógios de sol entraram em todos os tipos, dos obeliscos que lançavam sombras enormes para pequenos relógios de sol ornamentais.

Relógio mecânico

A primeira verdadeira tentativa de usar relógios mecânicos apareceu no século XIII. Estes usaram mecanismos de escape e pesos para manter o tempo, mas a precisão desses primeiros relógios significava que eles perderiam mais de uma hora por dia.

pêndulo do Relógio

Os relógios tornaram-se confiáveis ​​e precisos quando os pêndulos começaram a aparecer no século XVII. Enquanto eles continuavam a deriva, o peso balançando dos pendulos significava que esses relógios podiam acompanhar os primeiros minutos, e depois os segundos como engenharia se desenvolveram.

Relógios eletrônicos

Relógios eletrônicos usando quartzo ou outros minerais habilitaram a precisão para partes de um segundo e ativaram a redução de relógios precisos para o tamanho do relógio de pulso. Enquanto os relógios mecânicos existiam, eles deriva demais e exigiam um enrolamento constante. Com relógios eletrônicos, pela primeira vez, conseguiu-se uma verdadeira precisão sem problemas.

Os relógios atômicos

Manter o tempo para milhares, milhões e até bilhões de partes de um segundo veio quando o primeiro relógios atômicos chegou no 1950's. Os relógios atômicos eram ainda mais precisos do que a rotação da Terra, então Leap Seconds precisava ser desenvolvido para garantir que o tempo global baseado em relógios atômicos, Tempo Universal Coordenado (UTC) correspondesse ao caminho do sol através do céu.

O desenvolvimento na precisão do relógio parece aumentar exponencialmente. Dos primeiros relógios mecânicos, havia apenas uma precisão de cerca de meia hora por dia, para relógios eletrônicos desenvolvidos na virada do século, que só deriva por um segundo. Pelo 1950, foram desenvolvidos relógios atômicos que se tornaram precisos a milésimos de segundo e ano a ano tornaram-se cada vez mais precisos.

Atualmente, o relógio atômico mais preciso, desenvolvido por NIST (Instituto Nacional de Padrões e Tempo) perde um segundo cada 3.7 bilhões de anos; no entanto, usando novos cálculos os pesquisadores sugerem eles podem agora encontrar um cálculo que poderia levar a um relógio atômico que seria tão preciso que perderia um segundo apenas a cada 37 bilhões de anos (três vezes mais do que o universo existe).

Isso faria com que relógio atômico preciso para um quintillionth de segundo (1,000,000,000,000,000,000th de um segundo ou 1x 10¹⁸). Os novos cálculos que poderiam ajudar o desenvolvimento deste tipo de precisão foram desenvolvidos estudando os efeitos da temperatura nos minúsculos átomos e elétrons que são usados ​​para manter os relógios atômicos "tique-taque". Ao resolver os efeitos de variáveis ​​como a temperatura, os pesquisadores afirmam ser capazes de melhorar a precisão dos sistemas de relógio atômico; No entanto, quais são os possíveis usos dessa precisão?

A precisão do relógio atômico está se tornando sempre relevante em nosso mundo de alta tecnologia. Não só as tecnologias como o fluxo de dados de banda larga e GPS dependem de um cronograma de relógio atômico preciso, mas estudar física e mecânica quântica requer altos níveis de precisão que permitem aos cientistas entender as origens do universo.

Para utilizar uma fonte de tempo de relógio atômico, para tecnologias precisas ou sincronização de rede de computadores, a solução mais simples é usar uma servidor de tempo de rede; esses dispositivos recebem um carimbo de data / hora diretamente de uma fonte de relógio atômico, como GPS ou sinais de rádio transmitidos por NIST ou NPL (National Physical Laboratory).

Estes servidores de tempo usam NTP (Network Time Protocol) para distribuir o tempo em torno de uma rede e garantir que não haja deriva, tornando possível que sua rede de computadores seja mantida precisa em milissegundos de uma fonte de relógio atômico.

Network Time Server

A Ilha do Pacífico de Samoa, uma vez que o último lugar na Terra para ver o pôr do sol, é mover toda a nação para o futuro por 24 horas!

Claro, os samoanos não descobriram os segredos do tempo de viagem, mas estão pulando um dia inteiro para fazer cair a nação do outro lado da International Date Line (IDL).

O Linha internacional de Data (IDL) a linha longitudinal imaginária na superfície da Terra onde a data muda à medida que um navio ou avião viaja para o leste ou o oeste através dele. Desde 1892, Samoa se sentou no lado leste do IDL, mas agora o primeiro ministro do país, Tuilaepa Sailele Malielegaoi, pretende mudar a nação para o lado ocidental, em essência pulando um dia, facilitando o comércio com a vizinha Austrália e Nova Zelândia.

Quando a mudança continuar em frente no final do ano, a população de Samoa da 180,000 perderá um dia, passando de 29 dezembro direto para 31 dezembro (o 30 dezembro foi escolhido, presumivelmente Samoan ainda pode celebrar a véspera de Ano Novo).

Samoa não é o único país a avançar no tempo. Ao mudar do calendário juliano para o gregoriano em 1752, o Império Britânico teve que pular os dias 11, enquanto a Rússia, o último país europeu a adotar o calendário gregoriano, teve que pular os dias 13 (o que torna interessante o aniversário da Revolução de Outubro) no 7 de novembro).

Dificuldades com fuso horário

Enquanto o comércio de Samoa com o comércio exigiu essa mudança, uma economia global significa que um sistema de tempo universal é necessário para a comunicação entre países em diferentes fusos horários.

UTC-Tempo Universal Coordenado foi configurado apenas por este propósito. Governado por relógios atômicos, os relógios mais precisos do mundo, a UTC permite que o mundo inteiro seja sincronizado exatamente ao mesmo tempo.

O UTC é freqüentemente usado por tecnologias como redes de computadores para permitir a comunicação em todo o mundo, evitando erros e erros de comunicação. A maioria das tecnologias utiliza Servidores NTP (Network Time Protocol) para receber uma fonte de tempo UTC - seja pela Internet, sinais GPS ou frequências de rádio - e distribui-lo em torno da rede do computador para garantir que cada dispositivo seja sincronizado ao mesmo tempo.

Samoa deve mover o outro lado da linha de data internacional

Um novo relógio atômico tão preciso como qualquer produzido foi desenvolvido pela Universidade de Tóquio, que é tão preciso que pode medir as diferenças no campo gravitacional da Terra - informa o jornal Nature Photonics.

Enquanto os relógios atômicos são altamente precisos e são usados ​​para definir o horário internacional UTC (Tempo Universal Coordenado), em que muitas redes de computadores contam para sincronizar seus Servidores NTP para eles, são finitos em sua precisão.

O relógio atómico usa as oscilações dos átomos emitidos durante a mudança entre dois estados de energia, mas atualmente eles são limitados pelo efeito Dick, onde ruído e interferência gerados pelos láseres usados ​​para ler a freqüência do relógio, afetam gradualmente o tempo.

Os novos relógios de rede óptica, desenvolvidos pelo professor Hidetoshi Katori e sua equipe na Universidade de Tóquio, contornam esse problema prendendo os átomos oscilantes em uma rede óptica produzida por um campo a laser. Isso torna o relógio extremamente estável e incrivelmente preciso.

De fato, o relógio é tão preciso. O professor Katori e sua equipe sugerem que não só os futuros sistemas GPS tornam-se precisos dentro de alguns centímetros, mas também podem medir a diferença na gravitação da Terra.

Conforme descoberto por Einstein em suas Teorias Especial e Geral da Relatividade, o tempo é afetado pela força dos campos gravitacionais. Quanto maior a gravidade de um corpo, mais tempo e espaço é curvado, diminuindo o tempo.

O professor Katori e sua equipe sugerem que isso significa que seus relógios poderiam ser usados ​​para encontrar depósitos de petróleo abaixo da Terra, já que o petróleo é uma densidade menor e, portanto, tem uma gravidade mais fraca do que a rocha.

Apesar do Dick Effect, os relógios atômicos tradicionais atualmente são usados ​​para governar UTC e para sincronizar redes de computadores via Servidores NTP tempo, ainda são altamente precisos e não serão derrubados por um segundo em mais de 100,000 anos, ainda são precisos o suficiente para a maioria dos requisitos de tempo precisos.

No entanto, há um século, o relógio mais preciso disponível era um relógio de quartzo eletrônico que desviaria um segundo por dia, mas como a tecnologia desenvolvia cada vez mais precisos intervalos de tempo, então, no futuro, é altamente possível que essa nova geração de relógios atômicos será a norma.