Что такое сервер точного времени?

Сервер NTP - это важнейший компонент, который делает эффективной настройку времени между сетевыми компьютерами. С помощью такого сервера информация распространяется между разными устройствами в сети, а это гарантирует отображение одинакового времени. Этот момент важен для бесперебойного функционирования приложений, где важна точность учета. Для корпоративных сетей применяются 1С серверы, обеспечивающие точную синхронизацию на каждом из устройств. При этом возможна ручная настройка или автоматизированная (применяются специальные инструменты).

Что такое NTP-сервер

Сервер точного времени – это компонент, с помощью которого обеспечивается сетевая синхронизация каждого участника в сети и гарантия идеального соответствия параметров. NTP (Network Time Protocol) используется в разных сферах:

• Финансовой.
• Производственной.
• Транспортной.

Он используется езде, где даже из-за минимального расхождения во времени могут возникнуть серьезные проблемы. Они бывают первичными и вторичными. Изучив особенности работы оборудования, обеспечивается корректное использование устройств, которые могут решать те или иные задачи.

Растущее число финансовых транзакций в Интернете является основной причиной, по которой использование NTP-сервера так важно. Правильно синхронизированные часы в ИТ-системе облегчают анализ и управление этими данными. Однако это еще не все, потому что практически каждая компания может извлечь из этого выгоду. Правильно настроенное оборудование открывает такие преимущества:

• Меньший риск ошибок при автоматическом резервном копировании в ИТ-системе.
• Более легкое отслеживание ошибок в сети, т.к. системные журналы содержат точные часы их возникновения (это также влияет на эффективность анализа возможных вторжений в систему).
• Более надежная работа сетевых ускорителей, ускоряющих загрузку данных с помощью кэш-памяти (неправильная синхронизация времени может привести, например, к загрузке устаревшей информации).

Кластер серверов точного времени

Под кластером принято понимать pool.ntp.org, где собраны серверы, распределенные в разных странах мира. Кластер предоставляет простой, а также надежный NTP-сервис, которым пользуются миллионы систем во всем мире. Этот пул работает по умолчанию во многих дистрибутивах Linux, а также в разном сетевом оборудовании.

Разработчик проекта – Аск Бьорн Хансен и добровольцы, которые развивают и поддерживают кластер. При этом исходный код проекта является полностью открытым. Услуги по предоставлению хостинга и канала подключения для головных серверов pool.ntp.org предоставляет компания NetActuate и Packet.

Для чего нужен сервер точного времени?

Оборудование выполняет много разных функций. Они корректно формируют хронологии событий в разных системах управления, за счет чего обеспечиваются возможности для ведения разных журналов, логов. С их помощью архивируются информационные данные, выстраиваются тренды или графики. Если говорить о системах видеонаблюдения, то за счет TimeServer обеспечивается привязка записанных видео записей к астрономическому времени. С помощью устройства обеспечивается безошибочное сопоставление информации от различных систем в условиях работы на предприятии.

Это разные системы, которые обеспечивают безопасность и видеонаблюдение на объекте:

• РЗА.
• СКУД.
• Системы телемеханики и другие.

Отдельные протоколы, которые принимают участие в обмене информацией, используют временные метки напрямую (в составе пакета, в котором передаются информационные данные). Среди таких протоколов отметим МЭК-101/104, которые используются в составе современных телемеханических систем. Важное требование, которое предъявляется в отдельных промышленных приложениях – качество информационной безопасности. При этом приложение должно предотвращать возможность выхода в сеть для функции временной синхронизации. Ввиду простой структуры и определенных исторических моментов, задачу временной синхронизации сегодня решает NTP-протокол. NTP-клиентами выступают серверы, архивно-операторские станции систем управления, а также HMI-панели и контроллеры, коммутаторы и прочее оборудование систем связи, работающее в сети.

Как происходит синхронизация часов?

NTP-клиент проводит регулярные опросы серверов. В том числе, задача связана с вычислением смещения времени, а также круговой задержки. Под смещением времени θ, принято понимать разницу между серверными и клиентскими часами в абсолютном времени. Для вычисления этого показателя используют следующую формулу:

Для определения круговой задержки δ учитывается время передачи сигнала по линиям связи от сервера к клиенту, а также в обратном направлении. Так, под круговой задержкой принято понимать время, которое было затрачено на отправку сигнала, а также время, требуемое для подтверждения получения сигнала:

В формуле под «t0» обозначается клиентская временная метка для передачи пакета запроса, под «t1» -серверная метка времени для приема пакета запроса, под «t2» - серверная метка времени для передачи ответного пакета, под «t3» - клиентская временная метка для приема ответного пакета.

При вычислении этих двух значений, они проходят через фильтры, а также анализируются статическим методом, происходит отброс выбросов из общей выборки. Смещение времени оценивается с учетом оставшихся значений после отброса выбросов. После получения искомых величин клиент может подстроить собственное время таким образом, чтобы получить θ равный нулю.

Получение точной синхронизации возможно при условии симметричности маршрутов (входящие и исходящие) между клиентским и серверным оборудованием, при условии одинаковой задержки между ними.

Как синхронизировать время с NTP-сервером

Рассмотрим работу временной синхронизации в общем виде:

• Отправка запроса на синхронизационный сервер, который запоминает время момента отправки запроса.
• Получение запроса сервером. Если никаких сбоев нет, то он записывает время получения запроса, далее данные отправляются с точным временем на сервере.
• Получение ответа от сервера устройством, запись времени получения этого ответа.
• Информация о времени отправки и получения запроса, а также точного серверного времени используется для расчета глобального времени (с определенной точностью в показателях). Процессы повторяются с определенным интервалом (один раз в час или один раз в день).

Настройка оборудования – важный процесс, обеспечивающий точный учет сетевого времени. Если синхронизация отсутствует или она некачественная, у клиента возникнут проблемы с повреждением данных, угрозами безопасности. Важно изучить требования, выдвигаемые к аппаратному обеспечению NTP-сервера. Несмотря на тот факт, что в качестве аппаратного обеспечения может использоваться обычный ПК, либо сервер, желательно, чтобы для таких целей применялось специальное оборудование. Важен выбор программного продукта сервера NTP для установки на конкретном устройстве. Есть разные виды ПО для таких серверов, поэтому, важно выбрать программу, которая будет совместимой с ОС клиента, отвечающую определенным задачам.

Виды серверов синхронизации

Мы определили, что сервер времени – это важный компонент в настройке времени между сетью и ПК. Однако есть разные синхронизационные серверы в протоколе NTP, которые делятся на классы, с учетом точности показателей. У этих классов есть название – «Stratum», при этом после него следует цифра, указывающая на уровень оборудования с учетом самого точного времени.

К категории наиболее точных устройств относится Stratum 1. Они учитывают время до одной триллионной доли секунды. Информация о времени отправляется на такие серверы от сервисов «ГЛОНАСС», «GPS», либо от атомных часов. Чтобы запустить и обслуживать Stratum 1, используются сложные устройства. Ввиду этого, в мире мало серверов первого уровня и преимущественно они обслуживают исключительно серверы на уровнях ниже. У обычных пользователь отправить запрос на такой сервер получится едва ли.

Серверы 2 уровня называют Stratum 2, третьего – Stratum 3. Данные на серверы 2 уровня поступают от Stratum 1, при этом в их работе есть погрешность примерно в 0,001 сек. Однако они отвечают на запросы пользователей и применяются для обслуживания меньших серверов.