NTP servery: proč jsou tak důležité?

Předtím, než se dostaneme k tomu, co je to NTP server a jaké je jeho využití, je třeba zmínit důležitost přesné synchronizace času.

Časová synchronizace je nezbytná pro všechny počítačové sítě a především pro ty, které provádějí transakce citlivé na čas. Čas, ve formě časových známek, je používán například pro určení, kdy došlo k transakci nebo kdy je třeba ji uskutečnit. Pokud se čas v rámci sítě liší, může dojít ke ztrátě dat nebo transakce nemusí vůbec proběhnout.

Co je to NTP?

NTP (Network Time Protocol) je protokol pro synchronizaci vnitřních hodin počítačů, který zajišťuje, aby všechny počítače v síti měly stejný a přesný čas. NTP byl vyvinut Davidem L. Millsem na univerzitě v Delawaru a do provozu uveden v roce 1985. Pracuje s využitím jediného zdroje času, který umožňuje synchronizovat čas mezi všemi zařízeními, které jsou součástí sítě a byl navržen tak, aby odolával zpoždění následkem doručovaní paketů. NTP se řadí mezi nejstarší dosud používané IP protokoly.

Přesný čas díky síti GPS

Jedním z nejbezpečnějších a nejpřesnějších způsobů získávání přesného času je využití časových kódů přenášených sítí GPS. Atomové hodiny na palubě satelitů generují tyto časové kódy, které jsou pak velmi přesné. Systém GPS je navíc k dispozici kdekoli na planetě s výhledem na oblohu.

GPS časové kody přijímá NTP GPS server, který je zároveň i zpracovává a distribuuje po síti.

NTP servery v každodenním životě

NTP časové servery fungují všude kolem nás. Bezpečnostní kamery, bankomaty, radary na měření rychlosti a všechny další systémy, které se zabývají časově citlivými daty jsou závislé na synchronizaci času. NTP je zásadní také v případě měnových kurzů, kde se ceny mění každou vteřinu. Satelitní navigační systémy, jako např. GPS, se rovněž spoléhají na přesné měření času pro bezchybné výpočty polohy.

Atomové hodiny

NTP servery berou přesný čas z atomových hodin. Ty jsou jedním z nejpřesnějších časoměrných zařízení v historii. V současnosti je cca 400 atomových hodin na celém světě, které přispívají k výpočtu Mezinárodního atomového času (TAI). Jejich chybovost je pouze jedna vteřina za 100 milionů let.

Přestupná sekunda

Čas se měří i podle rotace země, která trvá o zlomek vteřiny ročně déle než měření atomových hodin. Aby se čas srovnal, jednou za pár let se k atomovému času přidá takzvaná přestupná sekunda (leap second). Od roku 1972 bylo přidáno 27 přestupných sekund. V praxi pak čas na atomových hodinách vypadá o půlnoci, kdy je vteřina přidána, takto: 

23:59:59

23:59:60 

00:00:00

00:00:01

Přesný čas je zásadní pro chod serverů

Čas je spojením mezi virtuálním světem a světem reálným. Příkladem je nákup na e-shopu. Vytvoření objednávky zboží v e-shopu musí být zaznamenáno s přesným datem a časem kvůli návaznosti na další transakce v reálném světě (platba ve lhůtě splatnosti, dodání ve smluvené dodací lhůtě, vyřízení reklamace atd.)

Přesný čas je nutný také pro běh základních aplikací jakými jsou kalendáře, budíky a spouštění úloh na serverech. Většina operací v rámci skupin serverů (clustery, cloudy, distribuované storage systémy) musí probíhat zároveň ve stejný čas nebo musí mít přesně danou časovou posloupnost, a proto je synchronizace času nutná.

NTP ve vshosting~

vshosting~ provozuje dva fyzické časové servery:ntp1.vshosting.cz a ntp2.vshosting.cz. Oba servery jsou vyhrazené pro tento účel a RTC HW v těchto serverech je upraven pro vyšší přesnost. Oba servery se synchronizují z atomových hodin (stratum 1) Ústav fotoniky a elektroniky AVČR a Fyzikálně-technického federálního institutu (PTB.de).