تعد مزامنة الوقت أمرًا بالغ الأهمية في شبكات الكمبيوتر لأن تخطيط الشبكة وإدارتها وتصحيح الأخطاء وحمايتها يستلزم جميعها إنشاء وقت وقوع حدث ما وتتطلب وقتًا دقيقًا. ومع ذلك ، فإن الحفاظ على وقت محدد يمثل تحديًا لأن ساعة الكمبيوتر تنحرف لبضع دقائق أو ثوانٍ يوميًا.
نتيجة لذلك ، تستخدم أجهزة التوجيه والخوادم والأجهزة والمحولات بروتوكول وقت الشبكة (NTP) لحل مشكلة مزامنة وقت الشبكة. ولكن ما سبب أهمية NTP ، وكيف يعمل؟
ما هو بروتوكول وقت الشبكة؟
بروتوكول وقت الشبكة هو بروتوكول عبر الإنترنت يقوم بمزامنة أوقات ساعة الكمبيوتر في الشبكة في غضون بضعة أجزاء من الثانية من التوقيت العالمي المنسق (UTC) ، مما يسمح للأجهزة المتصلة بـ شبكة TCP / IP للعمل في نفس الوقت المعدل. وهذا يشمل برامج البروتوكول وخادم العميل لأجهزة الكمبيوتر. إنه فعال للغاية في تصحيح الأخطاء في إرسال الخادم وهو الأساس لمزامنة الوقت عبر الشبكات.
تم تطوير NTP لأول مرة بواسطة Dave Mills في عام 1985 في جامعة ديلاوير ، ولكن اليوم ، البروتوكول مفتوح المصدر ويستخدم في جميع أنحاء العالم.
كيف يعمل بروتوكول وقت الشبكة؟
يتبع NTP عملية من ثلاث خطوات لمزامنة الوقت:
- يطلب عميل البروتوكول التبادل مع خادم الوقت.
- يحسب العميل التأخير / الإزاحة ويعيد الضبط لمطابقة ساعة الخادم.
- يجب أن يكون هناك تبادلات ست مرات في غضون 10 دقائق لتحديث الساعة كل 10 دقائق (أو أحيانًا كل ساعة) للحفاظ على دقة الوقت. تتعامل الرسائل مع التحديثات عبر بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP) - المنفذ 123.
ما هي مستويات الطبقة؟
يحتوي مصدر التوقيت العالمي (UTC) على درجات فصل تعرف باسم الطبقات ، والتي تتبع تسلسلًا هرميًا صارمًا.
- الطبقة 0: هذه هي ساعة الأرض الصفرية التي تستقبل التوقيت العالمي المنسق (UTC) الحقيقي من النظام الساتلي المصمم خصيصًا لـ نقل هذا "الوقت الحقيقي". لهذا السبب ، تعتبر ساعات الطبقة 0 هي الساعات الأصلية والمرجعية للجميع الساعات. ومن الأمثلة على ذلك الساعة الذرية وساعة GPS.
- الطبقة 1: هذه هي أجهزة / أنظمة كمبيوتر مرتبطة مباشرة بـ Stratum 0 لاستقبال الوقت الحقيقي.
- الطبقة 2: تحصل خوادم الوقت هذه على وقتها الحقيقي من Stratum 1.
- الطبقة 3: ترتبط أجهزة الكمبيوتر هذه وتحصل على وقتها الحقيقي من خوادم Stratum 2.
يستمر التسلسل الهرمي NTP أسفل الرتب ، ويتم تقليل دقة الوقت مع تقدمه في الرتب. هناك 16 طبقة في التسلسل الهرمي لبرنامج NTP ؛ يشير strata 16 إلى جهاز غير متزامن.
من المهم مراعاة قانون سيغال عند تثبيت خادم وقت لشبكة:
الرجل الذي لديه ساعة يعرف الوقت. رجل مع ساعتين ليس متأكد.
بناءً على هذا القانون ، فإن صيانة خادمين NTP يجعل من الصعب على المتسللين تحديد أيهما أصلي. على الرغم من أن اختيار خادمين من الطبقة 0 بسبب الدقة العالية هو الأفضل ، إلا أن خادم الطبقة 0 والطبقة 1 مجتمعين سيعملان أيضًا بشكل فعال.
ميزات بروتوكول وقت الشبكة
يحتوي NTP على ميزات متعددة ، لكن هاتين الميزتين هما الأكثر أهمية:
- التوقيت العالمي: يستخدم NTP التوقيت العالمي المنسق (UTC) لمزامنة الوقت ، ثم يتم توفير هذا الوقت المتزامن عبر الشبكة. يمكن توزيع UTC عبر الشبكات باستخدام خوادم الوقت.
- خوادم الوقت: بعض أجهزة الكمبيوتر متخصصة في مزامنة الوقت وتسمى "خوادم الوقت". خوادم الوقت متخصصة لأنها كذلك من غير العملي تجهيز جميع أجهزة الكمبيوتر بأجهزة استقبال يمكنها الوصول إلى الساعات الذرية ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتلقي ونقل الوقت عبر الشبكة.
تشمل الميزات الأخرى التي يجب ملاحظتها قدرة NTP على حل الأخطاء أو تعديلها في تبادل معلومات الخادم ، بغض النظر عن مدى ضعف الخطأ أو الضعف. ثانيًا ، إنه متسق للغاية وموثوق به في ضبط الوقت ، مما يجعله أحد الأصول القيمة للمؤسسات التي تتطلب عنصر مزامنة الوقت لتعمل بنجاح. تشمل هذه المنظمات أنظمة التحكم في النقل / المرور ، مثل أنظمة القطارات والطائرات والمستشفيات والمؤسسات المالية والمؤسسات الأمنية.
لماذا NTP وتزامن الوقت مهمان
قد تؤدي الاختلافات الدقيقة في الوقت بين الأجهزة إلى حدوث فوضى. الدقة ليست رفاهية ولكنها ضرورة بالغة الأهمية وقيمة. في حين أن هناك العديد من السيناريوهات حيث يتم تنفيذ ذلك ، فإليك بعض السيناريوهات التي تعرض أهمية NTP.
1. حماية
تعتمد أنظمة الأمن على الوقت المتزامن لمنع الجريمة ومكافحتها في حالة حدوثها. على سبيل المثال ، تعمل الأجهزة مثل الكاميرات الأمنية مع الطوابع الزمنية لتسجيل الأحداث في الوقت الفعلي ، مما يسهل كثيرًا متابعة الأدلة وحل الجريمة. تعد مزامنة الوقت أحد الأصول القيمة للأمان الأمثل.
2. سجل الطوابع الزمنية
الملفات ، مثل تطبيقات البرامج ، مختومة بختم زمني للضمانات والضمانات وتحمل تواريخ انتهاء الصلاحية أو تحديث التقويمات اعتمادًا على وقت تثبيتها في الكمبيوتر.
يضمن الوقت المتزامن اتباع هذه التعليمات المشفرة في التطبيقات. تنطبق هذه القاعدة أيضًا على تلقائي تحديثات نظام الملفات وإصلاحات الأخطاء المصممة للصيانة التي قد تحدث عبر شبكة من أجهزة الكمبيوتر في وقت محدد.
3. النظام في العمليات التي تعتمد على الوقت
طبيعة المشاريع مع الإجراءات هي أنها تتطلب خطوات متسلسلة لإنجازها. قد تكون بعض الخطوات أو جميعها حساسة للوقت ، ويكون الوقت المتزامن وثيق الصلة بالنجاح ، حيث يتم توزيع الإجراءات على أعضاء الفريق المختلفين الذين يعملون في نفس المشروع.
4. المراسلة والاتصالات
تعتبر الطوابع الزمنية وثيقة الصلة بعناصر مثل رسائل البريد الإلكتروني والرسائل القصيرة وتقارير التسليم حسب الظروف. NTP مفيد أيضًا في أطر الاتصالات والبث.
5. استكشاف الأخطاء وإصلاحها
NTP ومزامنة الوقت مفيدة للغاية في استكشاف مشاكل الشبكة وإصلاحها.
6. يضفي الدقة والدقة
بعض الإجراءات الطبية موقوتة وتستخدم معدات طبية موقوتة من أجل الدقة والدقة. قد يكون وجود أو عدم وجود وقت متزامن هو الفرق بين الحياة والموت.
7. قيمة الوقت في العالم الحقيقي
في حين أن NTP ليس مسؤولاً بشكل مباشر عن المناطق الزمنية الإقليمية ، فإن الوقت المتزامن هو السبب في أن الساعات الإقليمية يمكن أن تعمل فيما يتعلق بـ توقيت عالمي متناسق (التوقيت العالمي). على سبيل المثال ، يختلف التوقيت المحلي في لاغوس عن التوقيت المحلي في طوكيو. ومع ذلك ، يمكننا الحفاظ على الاختلافات الزمنية الدقيقة في المناطق لأن الوقت المتزامن يعمل.
8. التحكم بالمرور
تعتمد البنية التحتية الدقيقة مثل القطارات أو مراقبة الحركة الجوية بشكل كبير على الوقت المتزامن لمنع حوادث الاصطدام من خلال التبديل الزمني للسكك الحديدية (للقطارات) وفي إعطاء التعليمات من أبراج مراقبة الحركة الجوية إلى الطائرات التي تهبط بأمان.
9. التحليل والمراجعة
من الممكن فقط إجراء تدقيق موثوق أو تحليل جنائي من أي نوع بتدخل الوقت المتزامن.
10. الوقت الدقيق
تعمل مزامنة الوقت التلقائية على تسهيل الأمور على العديد من مستخدمي الأجهزة نظرًا لأن البعض منهم فقط يتمتع بالذكاء التكنولوجي بما يكفي لتكوين إعداد الوقت يدويًا ليعكس الوقت الحقيقي بدقة ودقة.
بروتوكول وقت الشبكة أمر حيوي للإنترنت
بروتوكول وقت الشبكة هو بروتوكول عبر الإنترنت يساعد أجهزة الكمبيوتر على الاتصال ومزامنة الوقت عبر شبكات البيانات. منذ نشأتها في عام 1985 ، خضعت للعديد من التطورات ، بما في ذلك دمج مستويات الطبقة. مع التطورات الحديثة في التكنولوجيا ، لن نرى في أي وقت من الأوقات تطبيق NTP في مساحة metaverse و Web3 ، لأن تطبيق NTP لا يعرف حدودًا.