¿Qué es NTP? Guía de Principiantes para el Protocolo del Tiempo de la Red

¿Qué es NTP?

“Un hombre con un reloj sabe qué hora es. Un hombre con dores relojes, no está siempre seguro.”

La ley de Segal se divierte con la persona que no hace ningún esfuerzo para comprobar que tienen razón mientras destaca desde más de una fuente.

Cuando se trata de sincronizar sus operaciones, el protocolo de tiempo de red (NTP) resuelve ambos problemas, proporcionando a los usuarios el tiempo exacto en toda una red de dispositivos.

Como cualquier protocolo de red, NTP es un conjunto de reglas, o convenciones, que dictan cómo los dispositivos de una red deben de transmitir, recibir y entender datos. Piense en ello como un lenguaje compartido, permitiendo que los dispositivos se comuniquen, en este caso, sobre el tiempo.

NTP permite a los dispositivos conectados, tales como relojes, teléfonos y ordenadores, solicitar y recibir tiempo de un servidor que, a su vez, recibe tiempo previo de una fuente de tiempo definitiva, como un reloj atómico.

NTP fue desarrollado en los años 80 y ahora está en la versión cuatro. Desde su publicación, se ha utilizado para sincronizar los sistemas críticos de empresas, organizaciones y gobiernos de todo el mundo.

¿Por qué es importante la sincronización del tiempo?

A medida que la vida se digitaliza y automatiza, el tiempo exacto es cada vez más importante:

• La industria de las telecomunicaciones depende del tiempo exacto para la transferencia de una gran cantidad de datos.
• Las empresas de servicios utilizan la sincronización del tiempo para gestionar la distribución de energía.
• Los servicios financieros necesitan tiempo exacto para las transacciones de calendario y asegurar registros rastreables.
• La navegación por satélite depende del tiempo exacto, con una diferencia de un microsegundo causando un error de posicionamiento de 300 metros.¹
• La CCTV y las cámaras de velocidad requieren que una marca de tiempo exacta sea admisible como prueba.
• Innumerables empresas dependen del tiempo exacto para gestionar sus procesos diarios, como la sincronización de sistemas de relojería.

Para organizaciones de cualquier tamaño, NTP es un método rentable, fiable y fácil de usar para distribuir tiempo exacto en toda una red, lo que permite a los usuarios aumentar la productividad, mejorar el servicio al cliente, mejorar la seguridad y más.

Además, mediante el uso de NTP para sincronizar a UTC - un estándar de tiempo global - organizaciones y gobiernos son capaces de coordinar las operaciones internacionales.

¿Qué es un UTC y cómo se decide?

UTC es el estándar que el mundo ha acordado como base para el tiempo civil, es el resultado de un proceso de invención, invención, revisión y colaboración de décadas, durante el cual el estándar pasó de Greenwich Median Time (GMT) a un Tiempo Atómico (TAI), a UTC.

Es importante destacar que UTC es un estándar de tiempo, no una zona horaria, lo que significa que es lo mismo en todo el mundo y no se ve afectado por el ahorro de luz al día. De hecho, las zonas horarias se expresan según su compensación de UTC(+/- las horas en número) UTC se mantiene comparando más de 200 relojes atómicos ubicados en todo el mundo. La Oficina Internacional de Poids et Mesures (BIPM), en Francia, es responsable de cotejar estos datos y generar tiempo definitivo de UTC.

¿Cómo funciona el NTP?

NTP pone a UTC a disposición de una organización tomando una señal de tiempo de uno o más relojes atómicos y distribuyéndolo a dispositivos conectados.

Básicamente una red NTP está compuesta por los dispositivos que se sincronizan (conocidos como clientes) y un servidor NTP, que recibe tiempo UTC y lo proporciona a los clientes.

Los clientes y servidores se comunican en una serie de solicitudes y respuestas:

1. El cliente envía un paquete de solicitud NTP al servidor de tiempo, sellando el tiempo que lo hace (la marca de tiempo de origen).
2. El servidor sella el momento en que recibe el paquete de solicitud (el paquete de tiempo del receptor).
3. El servidor vuelve a sellar el tiempo cuando envía un paquete respuesta (la marca de tiempo de transmisión).
4. El cliente marca el tiempo en que se recibe el paquete de respuesta (el paquete de tiempo de destino).

Este proceso puede tomar microsegundos, pero las pautas de tiempo permiten al cliente contabilizar el retraso de la vuelta y determinar la diferencia entre su tiempo interno y la proporcionada por el servidor, ajustándose según sea necesario y manteniendo sincronización.

Jerarquía NTP: Nivel de estrato explicado

En grandes redes, puede haber tantos clientes que el servidor no puede manejar las peticiones de todos ellos. En estos casos, servidores y clientes se organizan en una jerarquía de niveles llamados estratos.

Estrato uno tiene una conexión directa, a través de una señal de radio o GPS, con la fuente de tiempo primaria, y proporcionan ese tiempo a los clientes en estrato dos a través de una conexión de red.

A su vez, estrato dos decide puede funcionar como servidor proporcionando tiempo a los clientes en el estrato tres, y esos estratos cuatro – y así sucesivamente. De esta manera, los dispositivos no están sobrecargados con demasiadas peticiones.

Un total de 15 niveles sincronizados de estrato son posibles (el estrato 16 es para los clientes no sincronizados), pero cada uno introduce otra capa de retraso de la red, lo que hace que disminuya la precisión. Para combatir esto, los clientes NTP pueden ser configurados para solicitar tiempo desde múltiples servidores para ayudarles a determinar el tiempo correcto lo más preciso posible.

¿Qué es el SNTP y cómo es de diferente?

Simple tiempo de red (SNTP)es exactamente lo que su nombre sugiere: una versión desnuda de NTP que se adapta a pequeñas redes y computadoras con potencia de procesamiento limitada.

SNTP y NTP comparten varias similitudes. Por ejemplo, los paquetes de datos intercambiados entre los clientes y el servidor de tiempo son idénticos, haciendo que cualquier servidor de tiempo sea compatible con ambos.

Sin embargo, SNTP carece de los muchos algoritmos que la NTP utiliza para determinar y mantener la sincronización.

Prácticamente, por ejemplo, NTP calcula la tasa que deriva de un reloj dado a partir del tiempo real y ajusta esa tasa para mantener la sincronización. Por otra parte, SNTP permite que el reloj se desvíe y luego, salta el tiempo hacia adelante o hacia atrás para que coincida con el verdadero tiempo a intervalos determinados.

Entre estos intervalos, es posible que el reloj esté fuera de sincronización, haciendo que SNTP sea inadecuado para aplicaciones que requieran los niveles más altos de precisión.

SNTP también difiere en el número de servidores que utiliza para sincronización. Mientras que NTP permite a los clientes de un estrato actuar como servidores a los clientes en el siguiente, SNTP se basa en una sola relación servidor - cliente.

Los servidores de tiempo adicionales pueden ser especificados como copias de seguridad, pero NTP, no es capaz de comunicarse con varios servidores para discernir cuál es el más exacto. SNTP fue presentado a principios de los años 90 para adaptarse a la limitada potencia de procesamiento de las computadoras del día. Hoy, hay pocos casos en que no se puede manejar NTP, pero SNTP puede ser útil para aplicaciones simples que no requieren el nivel más alto de precisión proporcionado por NTP.

Servidores NTP públicos contra servidores NTP locales

Hay dos tipos de servidores NTP que puede utilizar para proporcionar tiempo UTC a su red: Servidores públicos y servidores locales.

Un servidor de tiempo público es propiedad y operado por un tercero que lo pone a disposición de internet. El Proyecto de Pool de NTP proporciona un directorio online de servidores públicos, lo que le permite dirigir a sus clientes a uno de estos, gratuitamente.

Los servidores locales (aka internos) NTP son los que Usted posee e instala en sus locales, estableciendo una conexión física de red entre sus servidores y clientes.

Si el tiempo sincronizado es crítico para sus operaciones, los servidores de tiempo internos son la opción más segura y fiable. Proporcionan una mayor precisión y un mayor control evitando los diversos inconvenientes en los servidores públicos:

Cómo sincronizar su red con un servidor NTP interno

Para establecer una red NTP con un servidor de tiempo interno, necesitas un número de cosas:

• Una fuente de referencia de reloj/ tiempo que define y transmite el tiempo exacto
• Un receptor de tiempo, en forma de radio o antena GPS
• Un servidor NTP, que recibe el tiempo de la antena y lo entrega a una red
• Los dispositivos/clientes que se sincronizarán

Relojes de referencia

Un reloj de referencia es la fuente de tiempo primaria que define y proporciona tiempo UTC. Los relojes atómicos son el tipo más preciso de reloj de referencia, proporcionando niveles de precisión casi inconcebibles.

Por ejemplo, el NITS-F2, creado por el Instituto Nacional de Normas y Tecnología de los Estados Unidos, mide la vibración de un átomo de cesio para definir una segunda (9,192,631,770 vibraciones por segundo). Si funciona sin interrupción, el reloj no ganaría ni perdería ni un segundo en 300 millones de años.

Afortunadamente no necesita instalar un reloj atómico en su sala de servidores para recibir el tiempo exacto. Se instalan en los satélites del Sistema Mundial de Posición, y se mantienen en los laboratorios de agencias nacionales de normas de todo el mundo. Estos relojes transmiten señales de tiempo que Usted puede recoger y usar para sincronizar su propia red.

Receptores de tiempo

Cada satélite GPS transmite una señal de tiempo que cualquiera puede recibir con una antena GPS. El sistema Mundial de Posición está diseñado de manera que al menos cuatro satélites estén contantemente disponible desde cualquier lugar del mundo, convirtiéndolo en una fuente de tiempo fiable.

Alternativamente, las antenas de radio reciben una señal de tiempo de uno de los varios relojes atómicos en la Tierra. La gama de estas señales está localizada, por lo que los usuarios tienen que considerar qué estación proporciona la señal más fuerte y utilizar una antena que se ajuste a esa frecuencia.

La señal de tiempo GPS es la más exacta y tiene la ventaja de estar disponible a nivel mundial. Sin embargo, la antena requiere una vista de 360º del cielo, lo que no es posible en cada situación.

Por otra parte, las señales de radio pueden ser recibidas a través de Windows, haciendo de una fuente de radio una buena opción para locales que no tienen una vista sin obstáculos del cielo.

Sin embargo, una señal de radio puede verse afectada por la topografía y el tiempo de inactividad, haciéndola menos fiable y no ideal para sincronizar sistemas muy críticos.

De cualquier manera, el receptor conecta a un servidor interno NTP via un cable que puede tener hasta 1,000 metros de largo, cuando se utiliza un potenciador de potencia, dando las empresas mucha flexibilidad cuando se trata de instalación.

Servidores internos NTP

Un servidor NTP recibe el tiempo del reloj de referencia, a través de la antena, y lo proporciona a su red.

El tipo de servidor que elija dependerá de varios factores:

• Ya sea que esté usando un GPS o una fuente de tiempo de radio.
• Cuántos clientes quieres sincronizar.
• Si desea o no proporcionar tiempo a múltiples redes.
• Qué sistema operativo quieres usar?
• Cómo quieres instalar físicamente el servidor?

Elija un servidor de tiempo de radio o GPS, en función de cuál de estas fuentes es la mejor para Usted. Alternativamente, los servidores de tiempo dual son una buena elección para aplicaciones que requieren el mayor nivel de fiabilidad, Estos servidores usan una antena de radio y GPS para recibir tiempo de ambos, permitiendo que el servidor extraiga de la fuente más fuerte y vuelva automáticamente al otro si se pierde una señal.

Para evitar gastar dinero en características que uno no necesita, Ud. debe coincidir su servidor de tiempo al tamaño de su red.

El sistema Galleon NTS-4000 sincroniza una sola red y es ideal para empresas más pequeñas. El NTS-6002 puede sincronizar dos redes independientes, convirtiéndolo en una gran elección para organizaciones con personal y redes de clientes separados.

Para aplicaciones más exigentes, el NTS-8000 puede sincronizar hasta seis redes, ideal para proporcionar tiempo exacto a redes independientes en diferentes plantas de un edificio.

Cada uno de estos servidores de tiempo es capaz de sincronizar miles de clientes, y todos están disponibles en una radio, GPS o configuración dual.

Los servidores de tiempo pueden funcionar en varios sistemas diferentes, pero cualquier cliente puede acceder a un servidor que funciona en cualquier sistema operativo. Por ejemplo, los clientes que ejecutan MacOS pueden comunicarse con un servidor de tiempo Windows utilizando su software incorporado de clientes NTP.

Por último, elija un servidor que cumpla los requisitos físicos de su espacio. Muchos servidores de tiempo en un rack, permitiéndoles integrarlos junto a su hardware de IT existente. Alternativamente Ud. puede disfrutar de la misma funcionalidad desde un servidor independiente, que se coloca en cualquier superficie plana.

Clientes NTP

Los clientes son los dispositivos que conecta a su servidor de tiempo para ser sincronizado. Casi cualquier dispositivo puede ser un cliente si cumple tres condiciones:

• Tiene un reloj montado en el edificio.
• Puede conectarse a una red a través de una conexión de Ethernet.
• Es capaz de ejecutar el software NTP/SNTP del cliente.

Los posibles clientes incluyen ordenadores, teléfonos, relojes, sistemas de CCTV, relojes- en sistemas, terminales de pago y más.

Muchos dispositivos tienen el software de clientes NTP incorporado. El software Timesynch es fácil de instalar en dispositivos Windows, lo que le permite sincronizar una gama de clientes para una variedad de propósitos.

¿Qué es NTP? Conclusión

NTP proporciona a las empresas y organizaciones un método fiable, fácil y rentable de sincronización de tiempo.

Es uno de los protocolos más antiguos que todavía se utilizan y, aunque ahora en la versión cuatro, conserva muchos de los principios que la hicieron tan popular en sus primeros años.

Al conectar sus dispositivos en red a un servidor de tiempo, que recibe una señal de una fuente de tiempo definitiva, Ud. puede disfrutar de los beneficios de tiempo exacto en cualquier lugar, aumentar la productividad, mejorar el servicio al cliente y sincronizar sus operaciones.