Sincronização precisa da hora da rede

Todos os PC e dispositivos de rede usam relógios para manter um tempo interno do sistema. Esses relógios, denominados chips de relógio em tempo real (RTC), fornecem informações de hora e data. Os chips são compatíveis com bateria, de modo que mesmo durante as interrupções de energia, eles podem manter o tempo. No entanto, os computadores pessoais não são projetados para serem relógios perfeitos, seu design foi otimizado para produção em massa e de baixo custo em vez de manter um tempo preciso.

Esses relógios internos são propensos a deriva e, embora para muitas aplicações isso possa ser bastante adequado, muitas vezes as máquinas precisam trabalhar juntas em uma rede e, se os computadores deriva de taxas diferentes, os computadores ficarão sem sincronia uns com os outros e podem surgir problemas Particularmente com transações sensíveis ao tempo.

Um servidor de tempo usa o Network Time Protocol (NTP) que foi desenvolvido ao longo de 20 anos atrás. Ele usa um algoritmo (algoritmo de Marzullo) para sincronizar o tempo em uma rede. NTP (versão 4) pode manter o tempo sobre a Internet pública dentro dos milissegundos 10 (1 / 100th de um segundo) e pode executar ainda melhor em LANs com precisão de microseconds 200 (1 / 5000th de segundo) em condições ideais.

O NTP usa uma única referência de tempo e sincroniza todas as máquinas na rede até esse momento. Esta referência de tempo pode ser relativa (o relógio interno de um computador ou o tempo em um relógio de pulso talvez) ou absoluto, como uma fonte de relógio UTC (Universal Coordinated Time) como um relógio atômico que é tão preciso quanto possível.

Os relógios atômicos são os dispositivos de manutenção de tempo mais absolutos. Eles trabalham no princípio de que o átomo, césio-133, tem um número exato de ciclos de radiação a cada segundo (9,192,631,770). Esta revelou-se de modo preciso o Sistema Internacional de Unidades (SI) definiu agora a segunda como a duração dos ciclos 9,192,631,770 de radiação do átomo de césio-133.

No entanto, os relógios atômicos são extremamente caros e geralmente só podem ser encontrados em laboratórios de física em grande escala. No entanto, o NTP pode sincronizar as redes com um relógio atômico usando a rede do sistema de posicionamento global (GPS) ou a transmissão de rádio especializada.

O mais usado é o sistema GPS, que consiste de uma série de satélites que fornecem a informação de posicionamento e localização exata. Cada satélite GPS só pode fazer isso utilizando um relógio atômico que por sua vez pode ser pode ser usado como uma referência de tempo.

Um típico GPS servidor de tempo pode fornecer informações de tempo para dentro de alguns nanossegundos de UTC, desde que haja uma antena situada e com uma boa visão do céu.

Há também uma série de transmissões de rádio nacionais de tempo e frequência que podem ser usadas para sincronizar um servidor NTP. Na Grã-Bretanha, o sinal (chamado MSF) é transmitido pelo Nacional.

Laboratório de Física em Cumbria, que atua como referência nacional do Reino Unido, também existem sistemas similares em Colorado, EUA (WWVB) e em Frankfurt, Alemanha (DCF-77). Estes sinais fornecem tempo UTC para uma precisão dos microseconds 100, no entanto, o sinal de rádio possui uma faixa finita e é vulnerável a interferências.

Todas as versões do Microsoft Windows desde o 2000 incluem o Windows Time Service (w32time.exe) que tem a capacidade de sincronizar o relógio do computador com um servidor NTP.

Sobre o autor

Richard N Williams é um autor técnico e um especialista nas indústrias de sincronização de telecomunicações e rede de tempo. Para mais informações sobre servidores NTP por favor visite a página Galsys.

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