X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

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:

Миллс, Дэвид Л. Сличение времени в компьютерных сетях. Протокол сетевого времени на Земле и в космосе. — Киев : Wircom, 2013. – 464 с.

Семенов Ю.А. Сетевой протокол времени NTP // Telecommunication technologies - Телекоммуникационные технологии, 2014 – 600 с.

Таненбаум Э., Уэзерлл Д. Компьютерные сети. 5-е изд. – СПб.: Питер, 2016. – 960 с.

Код для цитирования: Скопировать