Необходимость синхронизации времени в закрытых локальных сетях
В закрытых сетях крупных, а иногда и не очень, предприятий существует достаточно острая проблема привязки сетевого оборудования к единой временной шкале. Эта проблема обусловлена неидеальностью внутрисистемных часов каждого отдельно взятого устройства. Иными словами, без единого источника синхронизации даже при одновременной настройке всех узлов сети на одно и тоже время, почти сразу появляется рассогласование в миллисекундах, которое, позже, может дорасти до десятков секунд и даже минут. При этом у всех устройств погрешность будет отличаться, и вариатли, даже в большой инфраструктуре, будут присутствовать 2 узла с одинаковым (хотябы до сотен микросекунд) временем.
Если у предприятия нет какой либо значимой деятельности в области информационных технологий, то это не несёт опастности, и устройства будут вполне сосуществовать, вне зависимости от внутреннего системного времени. Но если компания осуществляет деятельность по мониторингу технических процессов, или использует в своей работе тикеты, у которых должна быть обеспечена привязка к локальному времени, то необходимо присутствие внешнего синхронизирующего устройства, которое будет мастером для всех клиентов локальной сети предприятия. Данная проблема актуальна для крупных областей промышленности: для банковской сферы (биржевые операции, синхронизация баз данных, синхронизация транзакций и т.д. ), для нефтегазовой отрасли (синхронизация объёктов SCADA, и иных объектов мониторинга и управления), для авиационных компаний (синхронизация баз данных, систем мониторинга), для военных структур и структур безопасности (синхронизация систем управления и связи). При отсутствии подобного узла, в сети предприятия может накапливаться временная ошибка рассогласования между узлами, которая в конечном итоге может выльиться в крупные финансовые убытки, например, проскакивания биржевых котировок для банков, или неотработка вовремя какого либо механизма защиты для нефтегазовой области.
Проще дела обстоят, если у предприятия открытая сетевая структура (т.е. сетевые устройства имеют свободный или настраиваемый выход в сеть Internet). В таком случае, есть возможность воспользоваться любым общедоступным сервером синхронизации, или одним из самых больших пулов NTP серверов – pool.ntp.org, количество хостов в котором, на момент написания статьи, перевалило за 4100 шт. Однако, проблем с сетевой безопасностью данное решение точно не убавит, а скорее наоборот – прибавит, и даже большое количество бесплатных серверов не гарантирует необходимую точность синхронизации. Для вышеописанных областей крупной промышленности, такое решение является абсолютно недопустимым.
Подытожив видение проблемы, можно с уверенностью сказать, что присутствует необходимость в узле синхронизации, который будет обеспечивать единым временем все узлы сети. В качестве подобных критически важных узлов принято использовать локальные сервера точного времени или устройства синхронизации времени.
Сервер точного времени – узко специализированное устройство, которое обеспечивает клиентов точной привязкой к временной шкале UTC/UTC (SU).
Сервера точного времени могу т осуществлять выдачу временного кода в различных форматах:
- протокол NTP – Network Time Protocol
- протокол SNTP – Simple Network Time Protocol
- протокол PTP – Precision Time Protocol
- протокол IRIG-B – Inter-range instrumentation group time codes
- протокол Time Protocol – RFC 868
- протокол DayTime Protocol – RFC 867
- протокол NMEA 0183 – National Marine Electronics Association
- и др.
Разные протоколы могут располагаться на разных уровнях сетевой модели OSI, и даже иметь различные физические принцыпы передачи информации.
Принимать сигналы точного времени устройства синхронизации могут также из разных источников:
- со спутниковых навигационных систем GPS/GLONASS
- с радиосигналов точного времени DCF77, RBU, RTZ и др.
- с аналогичных устройств синхронизации (являясь клиентом)
- с локального высокоточного генератора.
Из всех описанных вариантов самым предпочтительным является синхронизация со спутниковых систем GPS/GLONASS, т.к. зана поктытия составляет почти весь земной шар. При этом, многие устройства синхронизации имеют на борту прецизионные генераторы (вплоть до атомных), которые в случае с перебоям сигнала способны взять задачу формирования прецизионной метки времени на себя.
У второго варианта – радиосигналов точного времени, зона покрытия значительно меньше и составляет от 1000 до 2000 км от источника сигнала, например зона покрытия радиостанции DCF77:
У различных модификаций серверов точного времени, опционально могут встречаться и другие источники получения высокоточной секундной UTC метки. В топовых образцах для нужд большой промышленности может быть предусмотрено также резервирование каналов приёма и передачи информации.
Одной из таких систем синхронизации является станция синхронизации частоты и времени Sinhron от компании KRAFTTERA, которая обеспечивает, двухкратное резервирование каналов приёма (достигнутое присутствием 2-х полностью независимых GPS/GLONASS приёмников и антенных каналов), многократное резервирование каналов выдачи (достигнутое наличием до 8ми Ethernet адаптеров и поддержкой функионала агрегирования каналов), двухкратное резервирование по питанию (достигнутое наличием независимых блоков питания). Сочетание данных факторов, а также инновационного програмного обеспечения, делают данный продукт одним из самых надёжных предложений на рынке на сегодняшний день.
Об авторе