Zeitserver Grundlagen

Im allgemeinen bezeichnet man als Zeitserver einen Netzwerkserver der über ein definiertes Protokoll die genaue Uhrzeit an seine Clients im Netz weitergibt. Ein Zeitserver kann ein dedizierter Server sein, der ausschliesslich die Uhrzeit verteilt, oder ein File, Mail oder sonstiger Server der außerdem die Uhrzeit verbreitet. Der oder die Zeitserver werden mittels einer Referenzzeitquelle auf die amtliche Zeit ohne Offset (UTC) synchronisiert und synchronisieren dann die Clients auf UTC. Die Umrechnung auf Lokalzeit und/oder Sommerzeit bzw. Winterzeit geschieht clientseitig.


Zeitserver Protokolle

NTP

Das am häufigsten genutzte Protokoll zur Zeitsynchronisierung im Netzwerk ist das NTP Protokoll ein Open Source Protokoll das bereits seit 1985 von Professor Dave Mills und einem Team Freiwilliger weiterentwickelt wird. (Projekt Homepage)

SNTP

SNTP - also Simple Network Time Protocol ist nur eine vereinfachte Form von NTP ohne die ausgefeilten Filter und wird meist von embedded Geräten bzw. industriellen Steuerungen genutzt.

PTP - IEEE-1588

Das Precision Time Protocol (PTP) gemäß IEEE 1588-2002 wurde von John Eidson von der Firma Agilent erfunden und der Standard wurde 2008 nochmal erweitert um die unterschiedlichen Bedürfnisse verschiedener Benutzer zu erfüllen (IEEE 1588-2008). PTP ermöglicht eine sehr genaue Zeitsynchronistion vom Zeitserver zu den Clients, jedoch muss jede Netzwerkkomponente dazwischen PTP-fähig sein.

alte Zeitserver Protokolle

  • Time Protocol (RFC 868)
  • Daytime Protocol (RFC 867)

Zeitserver Referenzzeitquellen

GPS

GPS das "Global Positioning System" bietet durch seine Atomuhr gesteuerten Satelliten eine hochgenaue Zeitreferenz. GPS Zeitserver sind weltweit einsetzbar, benötigen jedoch eine Antenne mit freier Sicht zum Himmel.

DCF77

DCF77 ist das amtliche Zeitsignal der Bundesrepublik Deutschland und wird mittels Langwelle in einem Umkreis von ca. 1500km um den Sendestandort Frankfurt/Mainflingen verbreitet. DCF77 Zeitserver können mit Innenantennen betrieben werden und erreichen ca. Millisekunden Genauigkeit, bei Benutzung der PZF Technik kann diese Genauigkeit am Zeitserver nochmal um den Faktor 1000 verbessert werden.

WWVB

WWVB Zeitserver benutzen das amerikanische Langwellensignal WWVB welches von der NIST disseminiert wird.

MSF

MSF Senderabdeckung
MSF Senderabdeckung

Der britische Langwellensender MSF sendet auf einer Frequenz von 60 kHz und wird vom National Physical Laboratory betrieben. MSF Zeitserver benutzen somit die amtliche UK Zeit (UK civil time) zur Synchronisation der Clients.

IRIG

IRIG bezeichnet ein Time Code Signal das schon 1968 in Amerika entwickelt wurde. Nähere Informationen finden Sie hier: IRIG Übersicht. Das IRIG Signal wird entweder moduliert (IRIG-AM) oder unmoduliert (IRIG-DCLS) übertragen und ist seit Jahrzehnten ein Standard in der Zeitsynchronisation. IRIG Zeitserver werden meistens eingesetzt wenn bereits ein IRIG Signal von einer hochgenauen Zeitquelle zur Verfügung steht.

NTP

Man kann einen Zeitserver auch über das NTP Protokoll von einem anderen NTP Server synchronisieren lassen, muss jedoch dabei beachten das bei jeder Stufe in der Zeitserver Hierarchie der Stratum Wert steigt.


Zeitserver Bauformen

Meinberg produziert Zeitserver in den folgenden Bauformen:

19" Zeitserver

DIN-Rail Hutschienen Zeitserver

  • Hutschienen Zeitserver mit Display: M400
  • Hutschienen Zeitserver ohne Display: M100

Öffentliche Zeitserver oder eigene Zeitserver

Die Frage ob man öffentliche oder eigene Zeitserver im Netzwerk benutzt hängt von verschiedenen Faktoren und Einflüssen ab.

  • Erreichbarkeit: Hat das eigene Netzwerk eine Verbindung zum Internet? Ein ungeblockter UDP Port 123 ist Vorraussetzung zur Benutzung eines öffentlichen Zeitservers (Firewall, DMZ etc.)
  • Vertrauenswürdigkeit: Vertraut man einer externen Zeitquelle, die natürlich auch von böswilligen Personen gefälscht werden kann, oder vertraut man eigener Hardware die am besten durch Redundanz mehrer Zeitquellen relativ fälschungssicher ist.
  • Benachrichtigungsmöglichkeiten: Bei eigenen Zeitservern hat man die Möglichkeit Störungen des Empfangs oder ähnliches per SNMP, Email oder anderen Quellen anzeigen zu lassen und kann dann reagieren.
  • Genauigkeit: Bei einem oder mehreren Zeitservern im eigenen Netz ist die Genauigkeit im allgemeinen höher, da die Paket Laufzeiten relativ stabil sind, was bei einem öffentlichen Zeitserver nicht immer der Fall sein muss. Das NTP Protokoll benutzt zwar sehr gute Filtermechanismen um solche Störungen auszufiltern, aber mit eigenen Zeitservern ist man auf der sicheren Seite.

Öffentliche Zeitserver

Falls man sich doch entschlossen hat öffentliche Zeitserver zu benutzen empfiehlt sich das Pool Projekt. Dort kann man sich aus einem Pool von Zeitservern die geographisch nächstgelegenen aussuchen. z.B de.pool.ntp.org für eine Auswahl von deutschen Zeitservern. Die Zeitserver im Pool werden über ein Round-Robin Verfahren verteilt um die Last gleichmässig aufzuteilen.

Falls es in einem Land nicht genügend öffentliche Timeserver gibt, sollte man die übergeordnete Gruppe oder noch ein Nachbarland benutzen. Wenn man nicht die Pool Server benutzen möchte, kann man auf die Zeitserver der PTB unter:

  • ptbtime1.ptb.de
  • ptbtime2.ptb.de
  • ptbtime3.ptb.de
zugreifen. Außerdem findet man bei ntp.org umfangreiche Listen aktueller Zeitserver mit IP, Ort und anderen Kriterien. Hier mal ein paar Links dazu:
Zeitserver