什麼是網絡時間協議？ 它為什麼如此重要？

所有計算機都需要使用相同的時間嗎？

由於規劃、維護、調試和保護網絡都涉及確定事件發生的時間並且需要準確的時間，因此時間同步在計算機網絡中至關重要。 然而，由於計算機的時鐘每天有幾分鐘或幾秒鐘的變化，因此很難保持精確的時間。

因此，路由器、服務器、設備和交換機使用網絡時間協議 (NTP) 來解決網絡時間同步問題。 然而，為什麼 NTP 如此重要，它又是如何運作的呢？

網絡時間協議：它是什麼？

由於網絡時間協議，TCP/IP 網絡設備可以在相同的調整時間運行，網絡時間協議是一種在線協議，可將網絡中的計算機時鐘時間同步到 UTC 的幾毫秒內。 這包括計算機客戶端-服務器應用程序和協議。 它是跨網絡時間同步的基礎，在糾正服務器傳輸問題方面非常成功。

NTP 於 1985 年由特拉華大學的 Dave Mills 首次創建，但它現在是一種廣泛使用的開源協議。

你知道網絡時間協議是如何工作的嗎？

NTP使用三個步驟來同步時間：

• 協議客戶端請求時間服務器共享數據。
• 客戶端確定其偏移量和延遲並重新調整以與服務器時間同步。
• 為了保持時鐘的時間準確性，必須在 10 分鐘（或偶爾每小時）內進行六次交換。 這些消息使用用戶數據報協議 (UDP)（端口 123）來執行修改。

層級如何運作？

協調世界時 (UTC) 源的層或分離級別嚴格按層次結構排列。

專門為傳達這一“真實時間”而創建的衛星系統使用 stratum 0（即零地時鐘）來發送真正的 UTC。 因此，0 層時鐘作為所有其他時鐘的基礎和標準。 原子鐘和 GPS 時鐘就是兩個例子。
Stratum 1：為了獲得實時性，這些計算機硬件/系統直接連接到 Stratum 0。
Stratum 2：這些時間服務器的正確時間來自 Stratum 1。
Stratum 3：這些計算機連接到 Stratum 2 服務器，為它們提供準確的時間信息。

NTP 層次結構不斷下降，隨著時間的推移，時間準確性下降。 NTP 層級共有 16 層； 第 16 層表示不同步的設備。

在為網絡設置時間服務器時應考慮西格爾定律：

戴手錶的人知道時間。 佩戴兩塊時計的人永遠無法確定。

根據這個規則，擁有兩個 NTP 服務器使得黑客很難確定哪個是真實的。 最佳選擇是使用兩個 stratum 0 服務器，因為它們的準確性很高，儘管 stratum 0 和 stratum 1 服務器的組合也可以很好地工作。

網絡時間協議的特點

儘管 NTP 提供了許多功能，但以下兩個是最關鍵的功能：

UTC：NTP 使用 UTC 同步時間，此時間隨後可通過網絡獲得。 利用時間服務器，UTC 可以分佈在整個網絡中。
時間服務器：“時間服務器”是為時間同步而設計的特定計算機。 因為不可能為每台計算機配備可以訪問原子和 GPS 時鐘的接收器以通過網絡接收和發送時間，所以時間服務器是專門的。

另一個值得一提的特性是 NTP 糾正或補償服務器信息交換錯誤的能力，無論缺陷或漏洞有多小。 其次，它使時間保持極其一致和可靠，使其成為需要時間同步組件正常工作的企業的絕佳工具。 這些機構包括醫院、金融機構、安全機構和運輸/交通控制系統，如火車和飛機。

NTP 和時間同步的重要性

設備之間的微小時間差異可能會導致混亂。 準確性是至關重要且無價的要求，而不是奢侈品。 雖然還有其他情況會發生這種情況，但以下三種情況說明了 NTP 的重要性。

1. 安全

安全系統需要同步時間來阻止犯罪並在犯罪發生時打擊犯罪。 當安全攝像頭使用時間戳實時捕捉事件時，跟踪證據和破案要簡單得多。 對於最高級別的安全性，時間同步是一個至關重要的優勢。

2. 日誌中的時間戳

根據它們被放置在計算機中的時間，軟件程序等文件有到期日期或更新日曆，這些日曆帶有時間戳以保證和保證。

這些程序的編碼指令後跟同步時間。 該準則也適用於可能在設定時間跨機器網絡進行的與維護相關的自動文件系統更新和錯誤補丁。

3.時間相關操作的組織

具有程序性質的項目必須按特定順序完成。 當流程分發給從事同一項目的多個團隊成員時，同步時間對於成功至關重要。 一些或所有階段可能是時間敏感的。

4. 通信和消息

根據具體情況，時間戳在電子郵件、短信和送達報告等組件中非常重要。 NTP 在廣播和電信系統中也非常有用。

5.解決問題

在網絡故障排除中使用 NTP 和時間同步非常有益。

6. 增加清晰度和準確性

為了精確度和準確度，一些醫療操作需要定時醫療設備。 生與死可能取決於同步時間的存在與否。

7. 時間的真實價值

區域時區不是直接由 NTP 引起的，但同步時間是允許區域時鐘根據協調世界時 (UTC) 運行的原因。 例如，拉各斯和東京的當地時間是不一樣的。 但是因為同步時間很有用，我們可以保持區域時間差異的精確性。

8.交通管理

為了防止碰撞事故，鐵路和空中交通管制等精密基礎設施在很大程度上依賴於同步時間來安排軌道切換（對於火車）以及從空中交通管制塔台向安全著陸飛機發出指令。

九、評價與檢查

任何類型的可信審計或取證調查只有在同步時間的幫助下才可行。

10.可靠的時間

由於只有少數設備用戶精通技術，可以手動更改他們的時間設置以精確、正確地表示實際時間，因此自動時間同步為許多設備用戶簡化了事情。

互聯網依賴於網絡時間協議

稱為網絡時間協議的在線協議有助於通過數據網絡在計算機之間進行時間同步和通信。 自 1985 年成立以來，它經歷了幾次變化，包括合併了地層。 隨著最近的技術發展，NTP 將很快被用於 Metaverse 和 Web3 領域，因為它的潛在用途是無限的。