A sincronização de tempo é crítica em redes de computadores porque o planejamento, o gerenciamento, a depuração e a proteção de uma rede implicam o estabelecimento de quando ocorreu um evento e exigem tempo preciso. No entanto, manter uma hora exata é um desafio porque o relógio do computador varia alguns minutos ou segundos diariamente.
Como resultado, roteadores, servidores, dispositivos e switches empregam Network Time Protocol (NTP) para resolver o problema de sincronização de tempo de rede. Mas por que o NTP é importante e como ele funciona?
O que é protocolo de tempo de rede?
O Network Time Protocol é um protocolo on-line que sincroniza os horários do relógio do computador em uma rede dentro de alguns milissegundos do UTC, permitindo que os dispositivos conectados a um rede TCP/IP para trabalhar no mesmo tempo ajustado. Isso inclui protocolo e programas cliente-servidor para computadores. É altamente eficaz na correção de erros na transmissão do servidor e é a base para a sincronização de tempo nas redes.
O NTP foi desenvolvido pela primeira vez por Dave Mills em 1985 na Universidade de Delaware, mas hoje o protocolo é de código aberto e usado em todo o mundo.
Como funciona o Network Time Protocol?
O NTP segue um processo de três etapas para sincronizar o tempo:
- O cliente de protocolo solicita uma troca com o servidor de horário.
- O cliente calcula seu atraso/compensação e reajusta para corresponder ao relógio do servidor.
- Deve haver trocas de seis vezes dentro de 10 minutos para atualizar o relógio a cada 10 minutos (ou às vezes a cada hora) para manter sua precisão de tempo. As mensagens transacionam as atualizações por meio do User Datagram Protocol (UDP) — porta 123.
O que são níveis de estrato?
A Fonte do Tempo Universal Coordenado (UTC) possui graus de separação conhecidos como estratos, que seguem uma hierarquia estrita.
- Estrato 0: Este é o relógio do ponto zero que recebe o verdadeiro UTC do sistema de satélite projetado especificamente para transmitir este “tempo verdadeiro”. Por esta razão, os relógios stratum 0 são os relógios originais e de referência para todos relógios. Exemplos são o Relógio Atômico e o Relógio GPS.
- Estrato 1: Estes são dispositivos/sistemas de computador diretamente ligados ao Stratum 0 para receber a hora real.
- Estrato 2: Esses servidores de horário obtêm seu horário verdadeiro do Stratum 1.
- Estrato 3: Esses dispositivos de computador estão conectados e obtêm seu tempo real dos servidores Stratum 2.
A hierarquia NTP continua descendo as fileiras e a precisão do tempo é reduzida à medida que avança nas fileiras. Existem ao todo 16 estratos na hierarquia do NTP; strata 16 indica um dispositivo não sincronizado.
É importante considerar a Lei de Segal ao instalar um servidor de horário para uma rede:
Um homem com um relógio sabe que horas são. Um homem com dois relógios nunca tem certeza.
Com base nessa lei, manter dois servidores NTP torna difícil para os hackers decidirem qual é o autêntico. Embora seja melhor escolher dois servidores stratum 0 por causa de sua alta precisão, um servidor stratum 0 e stratum 1 combinados também servirá com eficiência.
Recursos do protocolo de horário da rede
O NTP possui vários recursos, mas estes são os dois recursos mais importantes:
- UTC: O NTP usa o UTC para sincronizar o horário, e esse horário sincronizado é disponibilizado em uma rede. O UTC pode distribuir pelas redes usando servidores de horário.
- Servidores de horário: Certos computadores são especializados para sincronização de horário e são chamados de "Servidores de horário". Servidores de horário são especializados porque são impraticável equipar todos os computadores com receptores que possam acessar relógios atômicos e GPS para receber e transmitir o tempo através de uma rede.
Outros recursos a serem observados incluem a capacidade do NTP de resolver ou ajustar erros na troca de informações do servidor, independentemente de quão leve seja a falha ou vulnerabilidade. Em segundo lugar, é altamente consistente e confiável na cronometragem, o que o torna um ativo valioso para organizações que exigem que o elemento de sincronização de tempo funcione com sucesso. Tais organizações incluem sistemas de controle de transporte/tráfego, como trens e aviões, hospitais, instituições financeiras e organizações de segurança.
Por que NTP e sincronização de tempo são importantes
Discrepâncias mínimas no tempo entre os dispositivos podem levar ao caos. A precisão não é um luxo, mas uma necessidade altamente importante e valiosa. Embora existam vários cenários em que isso ocorre, aqui estão alguns que mostram a importância do NTP.
1. Segurança
Os sistemas de segurança contam com tempo sincronizado para prevenir o crime e combatê-lo caso ocorra. Por exemplo, dispositivos como câmeras de segurança funcionam com carimbos de data/hora para registrar eventos em tempo real, tornando muito mais fácil acompanhar as evidências e solucionar um crime. A sincronização de tempo é um ativo valioso para segurança ideal.
2. Registrar carimbos de data/hora
Arquivos, como aplicativos de software, são marcados com data e hora para garantias e possuem datas de validade ou calendários atualizados, dependendo de quando são instalados em um computador.
O tempo sincronizado garante que essas instruções codificadas nos aplicativos sejam seguidas. Esta regra aplica-se também aos automáticos atualizações do sistema de arquivos e correções de bugs projetadas para manutenção que podem ocorrer em uma rede de computadores em um horário fixo.
3. Ordem em Operações Dependentes de Tempo
A natureza dos projetos com procedimentos é que eles requerem etapas sequenciais para realizá-los. Algumas ou todas as etapas podem ser sensíveis ao tempo, e o tempo sincronizado é altamente relevante para o sucesso, onde os procedimentos são distribuídos para diferentes membros da equipe trabalhando no mesmo projeto.
4. Mensagens e Telecomunicações
Carimbos de data/hora são altamente relevantes em elementos como e-mails, SMS e relatórios de entrega, dependendo da circunstância. O NTP também é altamente útil em estruturas de telecomunicação e transmissão.
5. Solução de problemas
NTP e sincronização de tempo são altamente úteis em solução de problemas de rede.
6. Transmite exatidão e precisão
Alguns procedimentos médicos são cronometrados e usam equipamentos médicos cronometrados para precisão e exatidão. A presença ou ausência de tempo sincronizado pode ser a diferença entre a vida e a morte.
7. Valor do tempo no mundo real
Embora o NTP não seja diretamente responsável pelos fusos horários regionais, o tempo sincronizado é o motivo pelo qual os relógios regionais podem funcionar em relação ao Tempo Universal Coordenado (UCC). Por exemplo, a hora local em Lagos é diferente da hora local em Tóquio. No entanto, podemos manter diferenças de tempo precisas nas regiões porque o tempo sincronizado é funcional.
8. Controle de tráfego
Infraestrutura delicada como trens ou controle de tráfego aéreo é altamente dependente de tempo sincronizado para evitar acidentes de colisão através da comutação cronometrada de trilhos (para trens) e em dar instruções de torres de controle de tráfego aéreo para pousar aviões com segurança.
9. Análise e Auditoria
Só é possível realizar auditorias credíveis ou análises forenses de qualquer tipo com a intervenção do tempo sincronizado.
10. Hora exata
A sincronização automática de tempo torna as coisas mais fáceis para muitos usuários de dispositivos, pois apenas alguns são experientes em tecnologia o suficiente para configurar manualmente sua configuração de tempo para refletir com precisão e precisão o tempo real.
Network Time Protocol é vital para a Internet
O Network Time Protocol é um protocolo online que ajuda os computadores a se comunicarem e sincronizarem o tempo em redes de dados. Desde a sua génese em 1985, sofreu vários desenvolvimentos, incluindo a incorporação de níveis de estratos. Com os recentes avanços na tecnologia, veremos em nenhum momento a aplicação do NTP no metaverso e no espaço Web3, pois a aplicação do NTP não conhece limites.