ما هو بروتوكول وقت الشبكة؟ لماذا هو مهم؟

هل يلزم استخدام نفس الوقت بواسطة جميع أجهزة الكمبيوتر؟

نظرًا لأن تخطيط الشبكة وصيانتها وتصحيح أخطائها وتأمينها كلها تتضمن تحديد وقت وقوع حدث ما وتتطلب وقتًا دقيقًا ، فإن مزامنة الوقت ضرورية في شبكات الكمبيوتر. ومع ذلك ، من الصعب الاحتفاظ بوقت دقيق نظرًا لأن ساعة الكمبيوتر تختلف ببضع دقائق أو ثوانٍ كل يوم.

نتيجة لذلك ، يتم استخدام بروتوكول وقت الشبكة (NTP) بواسطة أجهزة التوجيه والخوادم والأجهزة والمحولات لمعالجة مشكلة مزامنة وقت الشبكة. ومع ذلك ، لماذا يعد NTP أمرًا بالغ الأهمية ، وكيف يعمل؟

بروتوكول وقت الشبكة: ما هو؟

قد تعمل جميع أجهزة شبكة TCP / IP في نفس الوقت المعدل بفضل بروتوكول Network Time Protocol ، وهو بروتوكول عبر الإنترنت يقوم بمزامنة توقيتات ساعة الكمبيوتر في الشبكة في غضون بضعة أجزاء من الثانية من التوقيت العالمي المنسق (UTC). يتضمن ذلك تطبيقات وبروتوكولات الكمبيوتر العميل والخادم. إنه الأساس لمزامنة الوقت عبر الشبكات وهو ناجح جدًا في تصحيح مشكلات إرسال الخادم.

تم إنشاء NTP لأول مرة بواسطة Dave Mills في عام 1985 في جامعة ديلاوير ، ولكنه الآن بروتوكول مفتوح المصدر يستخدم على نطاق واسع.

هل تعرف كيف يعمل بروتوكول وقت الشبكة؟

يستخدم NTP ثلاث خطوات لمزامنة الوقت:

• يطلب عميل البروتوكول من خادم الوقت مشاركة البيانات.
• يحدد العميل الإزاحة والتأخير ويعيد ضبط المزامنة مع وقت الخادم.
• للحفاظ على دقة الوقت على مدار الساعة ، يجب أن يكون هناك ستة تبادلات في غضون فترة 10 دقائق (أو أحيانًا كل ساعة). تستخدم الرسائل بروتوكول مخطط بيانات المستخدم (UDP) - المنفذ 123 - لتنفيذ التعديلات.

كيف تعمل طبقات الطبقات؟

يتم ترتيب طبقات ، أو مستويات الفصل ، لمصدر التوقيت العالمي المنسق (UTC) بشكل صارم في تسلسل هرمي.

يستخدم نظام الأقمار الصناعية الذي تم إنشاؤه خصيصًا لإيصال هذا "الوقت الحقيقي" الطبقة 0 ، وهي ساعة الأرض الصفرية ، لإرسال التوقيت العالمي المنسق (UTC) الأصلي. لهذا السبب ، تعمل ساعات الطبقة 0 كأساس ومعيار لجميع الساعات الأخرى. الساعة الذرية وساعة GPS مثالان.
الطبقة 1: للحصول على الوقت الفعلي ، ترتبط أجهزة / أنظمة الكمبيوتر هذه مباشرة بـ Stratum 0.
الطبقة 2: الوقت الصحيح لخوادم الوقت هذه يأتي من Stratum 1.
الطبقة 3: هذه الحواسيب متصلة بخوادم Stratum 2 التي تزودها بمعلومات دقيقة عن الوقت.

يستمر التسلسل الهرمي NTP في النزول في المراتب ، وأثناء ذلك ، تنخفض دقة الوقت. يتكون التسلسل الهرمي لبرنامج NTP من إجمالي 16 طبقة ؛ تشير الطبقة 16 إلى جهاز غير متزامن.

يجب أن يؤخذ قانون Segal في الاعتبار أثناء إعداد خادم وقت لشبكة:

رجل يرتدي ساعة يدرك الوقت. الشخص الذي يرتدي ساعتين غير مؤكد أبدًا.

وفقًا لهذه القاعدة ، فإن امتلاك خادمين NTP يجعل من الصعب على المتسللين تحديد أيهما أصلي. الخيار الأمثل هو استخدام خادمين من الطبقة 0 نظرًا لدقتها الكبيرة ، على الرغم من أن مزيجًا من خوادم الطبقة 0 والطبقة 1 سيعمل أيضًا بشكل جيد.

خصائص بروتوكول وقت الشبكة

على الرغم من أن NTP يوفر العديد من الوظائف ، إلا أن هاتين الوظيفتين هما الأكثر أهمية:

UTC: يقوم NTP بمزامنة الوقت باستخدام التوقيت العالمي المنسق (UTC) ، ويتم توفير هذه المرة لاحقًا عبر الشبكة. باستخدام خوادم الوقت ، قد يتم توزيع UTC عبر الشبكات.
خوادم الوقت: "خوادم الوقت" هي أجهزة كمبيوتر محددة مصممة لمزامنة الوقت. نظرًا لأنه من غير العملي تجهيز كل كمبيوتر بأجهزة استقبال يمكنها الوصول إلى الساعات الذرية ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لتلقي وإرسال الوقت عبر الشبكة ، فإن خوادم الوقت متخصصة.

ميزة أخرى جديرة بالذكر هي قدرة NTP على تصحيح أو تعويض أخطاء تبادل معلومات الخادم ، بغض النظر عن مدى ضآلة الخلل أو الضعف. ثانيًا ، يحافظ على تناسق الوقت وموثوقيته للغاية ، مما يجعله أداة رائعة للشركات التي تحتاج إلى مكون مزامنة الوقت للعمل بشكل صحيح. تشمل هذه المؤسسات المستشفيات والمؤسسات المالية والوكالات الأمنية وأنظمة التحكم في النقل / المرور مثل القطارات والطائرات.

أهمية NTP وتزامن الوقت

قد تتسبب الاختلافات الصغيرة في التوقيت بين الأجهزة في حدوث هرج ومرج. الدقة مطلب حيوي لا يقدر بثمن ، وليست ترفًا. في حين أن هناك ظروفًا أخرى يحدث فيها ذلك ، فإن الثلاثة التالية توضح أهمية NTP.

1. السلامة

يعد الوقت المتزامن ضروريًا لأنظمة الأمان لردع الجريمة ومكافحتها عند حدوثها. من الأسهل إلى حد كبير متابعة الأدلة وحل الجريمة عندما تستخدم الكاميرات الأمنية ، على سبيل المثال ، طوابع زمنية لالتقاط الأحداث في الوقت الفعلي. لأعلى مستوى من الأمان ، تعد مزامنة الوقت ميزة حاسمة.

2. الطوابع الزمنية في السجلات

اعتمادًا على وقت وضعها في الكمبيوتر ، فإن ملفات مثل البرامج لها تواريخ انتهاء صلاحية أو تقويمات محدثة مختومة زمنيًا للضمانات والضمانات.

يتبع الوقت المتزامن التعليمات المشفرة لهذه البرامج. ينطبق هذا التوجيه أيضًا على تحديثات نظام الملفات المؤتمتة المتعلقة بالصيانة وتصحيحات الأخطاء التي قد تحدث عبر شبكة من الأجهزة في وقت محدد.

3. التنظيم في العمليات المرتبطة بالوقت

يجب إكمال المشاريع ذات الإجراءات بطبيعتها بترتيب معين. عندما يتم نشر العمليات على العديد من أعضاء الفريق الذين يعملون في نفس المشروع ، فإن الوقت المتزامن أمر بالغ الأهمية للنجاح. قد تكون بعض أو كل المراحل حساسة للوقت.

4. الاتصالات والمراسلات

اعتمادًا على الموقف ، تعد الطوابع الزمنية مهمة جدًا في مكونات مثل رسائل البريد الإلكتروني والرسائل القصيرة وتقارير التسليم. NTP مفيد أيضًا في أنظمة البث والاتصالات.

5. حل المشكلات

يعد استخدام NTP ومزامنة الوقت في استكشاف أخطاء الشبكة أمرًا مفيدًا للغاية.

6. يضيف الوضوح والدقة

من أجل الدقة والدقة ، تتطلب العديد من العمليات الطبية معدات طبية موقوتة. قد تعتمد الحياة والموت على وجود أو عدم وجود الوقت المتزامن.

7. القيمة العالمية الحقيقية للوقت

لا تنتج المناطق الزمنية الإقليمية بشكل مباشر عن NTP ، ولكن الوقت المتزامن هو ما يسمح للساعات الإقليمية بالعمل فيما يتعلق بالتوقيت العالمي المنسق (UTC). على سبيل المثال ، التوقيت المحلي في لاغوس وطوكيو ليس هو نفسه. ولكن نظرًا لأن الوقت المتزامن مفيد ، يمكننا الحفاظ على دقة التناقضات الزمنية الإقليمية.

8. إدارة المرور

من أجل منع حوادث الاصطدام ، تعتمد البنية التحتية الحساسة مثل السكك الحديدية ومراقبة الحركة الجوية بشكل كبير على الوقت المتزامن للتبديل المجدول للمسارات (للقطارات) ولإصدار الاتجاهات من أبراج مراقبة الحركة الجوية إلى الطائرات بأمان.

9. التقييم والتفتيش

لا يمكن إجراء تدقيق موثوق أو تحقيق جنائي من أي نوع إلا بمساعدة الوقت المتزامن.

10. الوقت الموثوق

نظرًا لأن عددًا قليلاً فقط من مستخدمي الأجهزة يتمتعون بالذكاء التكنولوجي الكافي لتغيير إعداد وقتهم يدويًا لتمثيل الوقت الفعلي بدقة وبشكل صحيح ، فإن المزامنة التلقائية للوقت تبسط الأمور للعديد من مستخدمي الأجهزة.

يعتمد الإنترنت على بروتوكول وقت الشبكة

يعمل بروتوكول عبر الإنترنت يسمى بروتوكول وقت الشبكة على تسهيل مزامنة الوقت والاتصال بين أجهزة الكمبيوتر من خلال شبكات البيانات. لقد مرت بالعديد من التغييرات منذ إنشائها في عام 1985 ، بما في ذلك دمج مستويات الطبقات. مع التطورات التكنولوجية الحديثة ، سيتم استخدام NTP قريبًا في منطقة metaverse و Web3 نظرًا لأن استخداماته المحتملة لا حدود لها.