Возможности основных протоколов синхронизации времени
Соответствие точно синхронизированного времени с компьютерами и системами является и остается важной задачей при использовании технических устройств. Существенно точность времени критична в распределенных системах, которые нестабильны к порядку вычисления задач, обработки данных и т.п.
Первостепенной задачей синхронизации является получение единого времени на всех устройствах распределенной сети. Такая задача актуальна для многих программных компонентов, включая системы промышленного назначения, где используется обработка данных в реальном масштабе времени. С помощью синхронизации происходит решение важных задач, как обеспечение работы нескольких устройств для администрирования сложными временно зависимыми процессами, протоколирование данных от пространственно-разнесенных устройств, реализация механизма надежности при передаче информации.
Системой точного времени называется набор технических средств, обеспечивающих периодическую передачу цифровой информации о значении текущего времени от эталонного источника ко всем сетевым элементам, находящимся в сети, с целью синхронизации их внутренних часов [1]. Это нашло свое применение в цифровом оборудовании сетей электросвязи, в котором происходит обработка различных цифровых данных в режиме реального времени и должно обеспечиваться одновременное выполнение определенных внутренних технологических процессов. Использование временной синхронизации дает возможность фиксировать моменты времени начала и конца какого-либо процесса в сети:
? фиксация момента произошедшего события в log-файле при аварийной ситуации с оборудованием, при подсоединении участников события в процесс (телефонный разговор, чат, конференция, вебинары и т.д.);
? тарификация информационного трафика в соответствии со временем суток и месторасположением абонента в зоне обслуживания той или иной сети,
? проведение аутентификации приема / передачи электронной подписи,
? совершение трансакций и т.д.
На сегодняшний момент известно достаточно много протоколов синхронизации времени. Рассмотрим более подробно возможности основных протоколов NTP, SNTP, PTP и IRIG-B.
Сетевой протокол задания времени NTP (Network Time Protocol) служит для осуществления синхронизации работы различных процессов в серверах и программах клиента [2].
Протокол обеспечивает механизмы синхронизации с точностью до наносекунд. Содержит необходимые средства для определения характеристик и оценки ошибок локальных часов и временного сервера, который осуществляет синхронизацию.
Точность, которая достижима протоколом NTP, сильно зависит от точности локальных часов и характерных скрытых задержек.
Помимо NTP, существует упрощенная версия этого протокола - SNTP (Simple Network Time Protocol). Он используется для синхронизации времени конечным клиентом, ввиду того, что все преимущества протокола NTP проявляются именно в сети серверов, а для получения показаний конечным пользователем NTP имеет ряд сложностей [3].
Наиболее распространённым протоколом синхронизации времени является протокол IRIG-B. При реализации систем синхронизации на основе данного протокола требуется использование выделенных линий связи. С течением времени протокол IRIG-B расширялся, преимущественно благодаря появлению стандартов IEEE. Новые расширения дают возможность для передачи информации о годе, временном смещении относительно всемирного скоординированного времени (UTC), переходе на летнее время и качестве информации.
Протокол Precision Time Protocol (PTP) является протоколом синхронизации времени, функционирующим по сети Ethernet, не используя выделенные линии связи, и может обеспечить требуемую точность синхронизации времени для регистраторов переходных режимов, устройств сопряжения с шиной процесса и других устройств [1]. Данный протокол обеспечивает высокую точность синхронизации времени, которая достигается путем фиксации меток времени сообщений синхронизации PTP на интерфейсах Ethernet на аппаратном уровне. Протокол PTP обеспечивает возможность наличия в сети нескольких устройств, способных выступать в качестве серверов времени; при этом предполагается, что все они участвуют в голосовании между собой на выбор самых точных часов. В случае неисправности и ухудшения показаний функционирования главных часов, роль могут занять другие часы. Количество времени, необходимое на определение главных часов, оптимизировано для применения и занимает не более 5 секунд.
Все перечисленные протоколы позволяют достичь необходимую работу в едином времени устройств, объединенных в сеть. Благодаря этому решается важная задача администрирования многочисленных процессов в едином времени и достигается надежность работы устройств в сети.
Список литературы
синхронизация технический компьютер сеть
1. Миллс, Дэвид Л. Сличение времени в компьютерных сетях. Протокол сетевого времени на Земле и в космосе. - Киев: Wircom, 2013. - 464 с.
2. Семенов Ю.А. Сетевой протокол времени NTP // Telecommunication technologies - Телекоммуникационные технологии, 2014 - 600 с.
3. Таненбаум Э., Уэзерлл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. - СПб.: Питер, 2016. - 960 с.