Che cos'è il protocollo orario di rete? Perché è importante?

Lo stesso tempo deve essere utilizzato da tutti i computer?

Poiché la pianificazione, la manutenzione, il debug e la protezione di una rete implicano tutte la determinazione del momento in cui si è verificato un evento e richiedono un'ora precisa, la sincronizzazione dell'ora è essenziale nelle reti di computer. Tuttavia, è difficile mantenere un orario preciso poiché l'orologio del computer varia di pochi minuti o secondi ogni giorno.

Di conseguenza, il protocollo NTP (Network Time Protocol) viene utilizzato da router, server, dispositivi e switch per risolvere il problema della sincronizzazione dell'ora di rete. Tuttavia, perché NTP è fondamentale e come funziona?

Network Time Protocol: che cos'è?

I dispositivi di rete TCP/IP possono funzionare tutti alla stessa ora regolata grazie al Network Time Protocol, un protocollo online che sincronizza i tempi dell'orologio del computer nella rete entro pochi millisecondi dall'ora UTC. Ciò include applicazioni e protocolli client-server del computer. È la base per la sincronizzazione dell'ora tra le reti ed è molto efficace nel correggere i problemi di trasmissione del server.

NTP è stato creato per la prima volta da Dave Mills nel 1985 presso l'Università del Delaware, ma ora è un protocollo open source ampiamente utilizzato.

Sai come funziona il Network Time Protocol?

Tre passaggi sono utilizzati da NTP per sincronizzare l'ora:

• Il client del protocollo chiede al time server di condividere i dati.
• Il client ne determina l'offset e il ritardo e si adatta nuovamente alla sincronizzazione con l'ora del server.
• Per mantenere la precisione dell'ora dell'orologio, devono esserci sei scambi entro un periodo di 10 minuti (o occasionalmente ogni ora). I messaggi utilizzano il protocollo UDP (User Datagram Protocol), la porta 123, per eseguire le modifiche.

Come funzionano i livelli di strato?

Gli strati, o livelli di separazione, della Sorgente UTC (Coordinated Universal Time) sono rigorosamente organizzati in una gerarchia.

Il sistema satellitare creato appositamente per comunicare questo "tempo reale" utilizza lo strato 0, che è l'orologio ground-zero, per inviare l'UTC autentico. Per questo motivo, gli orologi dello strato 0 fungono da base e standard per tutti gli altri orologi. L'orologio atomico e l'orologio GPS sono due esempi.
Stratum 1: per ottenere il tempo reale, questi hardware/sistemi di computer sono direttamente collegati a Stratum 0.
Stratum 2: l'ora corretta per questi time server proviene da Stratum 1.
Stratum 3: questi computer sono collegati ai server Stratum 2, che forniscono loro informazioni precise sull'ora.

La gerarchia NTP continua a scendere di livello e, mentre lo fa, la precisione temporale diminuisce. La gerarchia NTP ha un totale di 16 strati; il livello 16 denota un dispositivo che non è sincronizzato.

La legge di Segal dovrebbe essere presa in considerazione durante l'impostazione di un time server per una rete:

Un uomo che indossa un orologio è consapevole del tempo. Chi indossa due segnatempo non è mai certo.

Secondo questa regola, avere due server NTP rende difficile per gli hacker determinare quale sia autentico. L'opzione ottimale è utilizzare due server stratum 0 per la loro grande precisione, sebbene anche una combinazione di server stratum 0 e stratum 1 funzionerà bene.

Caratteristiche del Network Time Protocol

Sebbene NTP offra molte funzioni, queste due sono le più importanti:

UTC: NTP sincronizza l'ora utilizzando UTC e questa ora viene successivamente resa disponibile attraverso una rete. Utilizzando i time server, l'UTC può essere distribuito attraverso le reti.
Time Server: i "Time Server" sono computer specifici progettati per la sincronizzazione dell'ora. Poiché non è fattibile dotare ogni computer di ricevitori in grado di accedere agli orologi atomici e GPS per ricevere e inviare l'ora su una rete, i time server sono specializzati.

Un'altra caratteristica degna di nota è la capacità di NTP di correggere o compensare gli errori di scambio di informazioni del server, indipendentemente da quanto piccolo sia il difetto o la vulnerabilità. In secondo luogo, mantiene il tempo estremamente coerente e affidabile, rendendolo un ottimo strumento per le aziende che necessitano del corretto funzionamento del componente di sincronizzazione dell'ora. Queste istituzioni includono ospedali, istituzioni finanziarie, agenzie di sicurezza e sistemi di trasporto/controllo del traffico come quelli di treni e aerei.

L'importanza dell'NTP e della sincronizzazione dell'ora

Piccole differenze di temporizzazione tra i dispositivi potrebbero causare pandemonio. La precisione è un requisito vitale e inestimabile, non un lusso. Mentre ci sono altre circostanze in cui ciò si verifica, le seguenti tre illustrano il significato di NTP.

1. Sicurezza

Il tempo sincronizzato è necessario ai sistemi di sicurezza sia per scoraggiare il crimine che per combatterlo quando si verifica. È notevolmente più semplice seguire le prove e risolvere un crimine quando, ad esempio, le telecamere di sicurezza utilizzano timestamp per catturare gli eventi in tempo reale. Per il massimo livello di sicurezza, la sincronizzazione dell'ora è un vantaggio cruciale.

2. Timestamp nei log

A seconda di quando vengono inseriti in un computer, i file come i programmi software hanno date di scadenza o calendari di aggiornamento con timestamp per garanzie e garanzie.

Le istruzioni codificate di questi programmi sono seguite dall'ora sincronizzata. Questa linea guida vale anche per gli aggiornamenti automatizzati del file system relativi alla manutenzione e le correzioni di bug che possono avvenire attraverso una rete di macchine in un momento prestabilito.

3. Organizzazione nelle Operazioni Temporanee

I progetti con procedure per loro stessa natura devono essere completati in un ordine specifico. Quando i processi vengono diffusi a più membri del team che lavorano allo stesso progetto, il tempo sincronizzato è fondamentale per il successo. Alcune o tutte le fasi possono essere sensibili al fattore tempo.

4. Comunicazioni e messaggistica

A seconda della situazione, i timestamp sono piuttosto importanti in componenti come e-mail, SMS e rapporti di consegna. NTP è anche molto vantaggioso nei sistemi di trasmissione e telecomunicazioni.

5. Risoluzione dei problemi

L'utilizzo di NTP e la sincronizzazione dell'ora nella risoluzione dei problemi di rete è piuttosto vantaggioso.

6. Aggiunge chiarezza e precisione

Per precisione e accuratezza, diverse operazioni mediche richiedono apparecchiature mediche temporizzate. La vita e la morte possono dipendere dall'esistenza o dall'assenza di tempo sincronizzato.

7. Il valore del tempo nel mondo reale

I fusi orari regionali non sono direttamente causati dall'NTP, ma l'ora sincronizzata è ciò che consente agli orologi regionali di funzionare rispetto al Coordinated Universal Time (UTC). Ad esempio, l'ora locale a Lagos e Tokyo non è la stessa. Ma poiché l'ora sincronizzata è utile, possiamo mantenere precise le discrepanze orarie regionali.

8. Gestione del traffico

Al fine di prevenire gli incidenti di collisione, infrastrutture delicate come le ferrovie e il controllo del traffico aereo fanno molto affidamento sull'orario sincronizzato per la commutazione programmata dei binari (per i treni) e per l'emissione di indicazioni dalle torri di controllo del traffico aereo agli aerei di atterraggio in sicurezza.

9. Valutazione e ispezione

Un controllo credibile o un'indagine forense di qualsiasi tipo è possibile solo con l'aiuto del tempo sincronizzato.

10. Tempo affidabile

Poiché solo pochi utenti di dispositivi sono abbastanza esperti di tecnologia da modificare manualmente l'impostazione dell'ora per rappresentare in modo preciso e corretto l'ora effettiva, la sincronizzazione automatica dell'ora semplifica le cose per molti utenti di dispositivi.

Internet dipende dal Network Time Protocol

Un protocollo online chiamato Network Time Protocol facilita la sincronizzazione dell'ora e la comunicazione tra computer attraverso reti di dati. Ha subito diversi cambiamenti dal suo inizio nel 1985, inclusa l'incorporazione dei livelli degli strati. Con i recenti sviluppi tecnologici, NTP sarà presto utilizzato nell'area del metaverso e del Web3 poiché i suoi potenziali usi sono illimitati.