Zeitserver
Ein Zeitserver liefert anderen Geräten im Netz die aktuelle Uhrzeit. Er bezieht sie selbst aus einer genaueren Quelle — einem Satellitensignal, einem Zeitzeichensender oder einem anderen Zeitserver — und gibt sie über ein Protokoll wie NTP oder PTP weiter.
Genaue Zeit ist in Netzen keine Nebensache. Ohne sie lassen sich Logdateien verschiedener Systeme nicht zusammenführen, Zertifikate werden falsch als abgelaufen bewertet, Anmeldungen per Kerberos scheitern, und verteilte Datenbanken bringen Änderungen in die falsche Reihenfolge.
Stratum
NTP ordnet Zeitquellen in Ebenen, die Stratum heißen. Die Zahl gibt an, wie viele Schritte ein Server von der Referenzuhr entfernt ist.
| Stratum | Was es ist | Beispiel |
|---|---|---|
| 0 | Referenzuhr, selbst nicht im Netz | GNSS-Empfänger, DCF77-Empfänger, Atomuhr |
| 1 | Server, direkt an eine Referenzuhr angeschlossen | Zeitserver mit GNSS-Antenne |
| 2 | Server, der seine Zeit von Stratum 1 bezieht | Zeitserver im Firmennetz, öffentliche Pool-Server |
| 3 bis 15 | jeweils eine Ebene weiter | Router, Switches, Server, Arbeitsplätze |
| 16 | nicht synchronisiert | Gerät ohne gültige Zeitquelle |
Ein höheres Stratum heißt nicht zwingend ungenauer. Ein Stratum-2-Server im eigenen Netz kann für die Geräte dahinter verlässlicher sein als ein Stratum-1-Server am anderen Ende des Internets.
Zeitquellen
GNSS. Satellitensysteme wie GPS oder Galileo senden hochgenaue Zeit aus Atomuhren an Bord. Ein Empfänger mit Dachantenne erreicht eine Genauigkeit im Bereich von zehn bis hundert Nanosekunden. Mehr unter GNSS.
DCF77. Der Langwellensender bei Frankfurt verbreitet die gesetzliche Zeit Deutschlands. Der Empfang funktioniert auch in Gebäuden, ist aber deutlich ungenauer als GNSS.
Andere Zeitserver. Über das Internet, etwa aus öffentlichen Pools, oder von den Servern der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB). Die PTB in Braunschweig betreibt die Atomuhren, nach denen sich die gesetzliche Zeit in Deutschland richtet.
PPS und NMEA
Ein GNSS-Empfänger liefert meist zwei Signale: einen Puls pro Sekunde (PPS), dessen Flanke exakt auf den Sekundenwechsel fällt, und eine Textnachricht im Format NMEA mit Datum und Uhrzeit. Der Zeitserver nimmt aus NMEA, welche Sekunde es ist, und aus PPS, wann genau sie beginnt.
Eigener Zeitserver oder Internet
Viele Netze holen ihre Zeit aus dem Internet. Für Büros reicht das. Ein eigener Zeitserver mit Antenne lohnt sich, wenn:
- die Genauigkeit unter einer Millisekunde liegen muss, etwa im Handel an Börsen, in Mobilfunknetzen oder in der Stromnetzleittechnik
- das Netz vom Internet getrennt ist
- die Zeit unabhängig von fremden Diensten sein soll, auch als Schutz gegen manipulierte Zeitquellen
Professionelle Zeitserver laufen bei Ausfall der Quelle mit einem stabilen Oszillator weiter, im sogenannten Holdover. Ein Quarz in einem beheizten Gehäuse (OCXO) hält die Zeit einige Stunden ausreichend genau, ein Rubidium-Oszillator Tage. Bekannter deutscher Hersteller solcher Geräte ist Meinberg aus Bad Pyrmont.
Im Rechenzentrum
Rechenzentren bieten Zeit oft als Dienst im Meet-Me-Room an, per NTP oder PTP, oder verteilen das Signal einer Dachantenne bis ins Rack des Kunden. Wer eigene Antennen montiert, braucht einen Platz mit freier Sicht zum Himmel und Blitzschutz für die Zuleitung.