پروتکل NTP و سرور NTP؛ همه آنچه باید بدانید

تعریف NTP (Network Time Protocol)

NTP یک پروتکل شبکه است که برای همزمان‌سازی ساعت دستگاه‌های مختلف در یک شبکه محلی و همچنین از طریق اینترنت استفاده می‌شود. این پروتکل قادر است زمان را از منابع دقیق (مانند ساعت‌های اتمی و سیستم‌های GPS) دریافت کرده و آن را به دیگر دستگاه‌ها منتقل کند.

تاریخچه NTP

پروتکل NTP برای اولین بار در سال 1985 توسط دیوید میلس طراحی شد و از آن زمان به‌روز رسانی‌های متعددی را تجربه کرده است. آخرین نسخه عمده آن، NTPv4، در سال 2010 معرفی شد که شامل ویژگی‌های افزایش یافته‌ای از لحاظ کارایی و امنیت است.

نکته فنی: پروتکل NTP از پورت 123 UDP استفاده می‌کند.

سرور NTP چیست؟

سرور NTP (Network Time Protocol Server) یک نوع سرور است که وظیفه‌اش همزمان‌سازی زمان در شبکه‌های کامپیوتری است. این سرور به عنوان یک منبع معتبر زمان عمل می‌کند که زمان دقیق را به دیگر دستگاه‌ها (Clients) در یک شبکه ارسال می‌کند.

هدف اصلی سرورهای NTP، اطمینان از این است که تمامی دستگاه‌ها و سیستم‌ها در یک شبکه، زمان یکسان و دقیقی داشته باشند.

نحوه عملکرد پروتکل NTP

پروتکل NTP یک سیگنال زمان را از یک یا چند ساعت اتمی می‌گیرد و با توزیع آن روی دستگاه‌های شبکه، UTC را در دسترس قرار می‌دهد. در ابتدایی‌ترین حالت ممکن، شبکه NTP از دستگاه‌هایی به عنوان کلاینت (نیازمند همگام‌سازی) و یک سرور تشکیل شده که زمان UTC را دریافت کرده و در اختیار کلاینت‌ها قرار می‌دهد. کلاینت و سرور از طریق ارسال درخواست و پاسخ با هم ارتباط برقرار می‌کنند.

زمان UTC چیست؟

ساعت جهانی UTC مخفف Coordinated Universal Time می‌باشد. این واحد یک استاندارد زمانی در دنیا محسوب می‌شود که تمام دنیا زمان خود را طبق آن تنظیم می‌کنند. ساعت ما توسط ساعت جهانی UTC تنظیم و هماهنگ می‌شود.

نکات مهم درباره UTC:

• UTC یک منطقه زمانی نیست.
• UTC یک استاندارد هماهنگ جهانی، و در حقیقت «ساعت صفر» است.
• ساعت جهانی UTC در سال 1972 به اجرا درآمد.
• ساعت هماهنگ جهانی مطابق با چرخش زمین محاسبه می‌شود و بهینه‌ترین راه محاسبه زمان است.

دلیل تنظیم ساعت جهانی UTC

به دلیل یکسان نبودن نظم در سرعت چرخش زمین، ساعت جهانی UTC به آرامی از زمان اتمی دور می‌شود. به همین خاطر، این ساعت باید به صورت دوره‌ای تنظیم شود.

بسته به محل زندگی، کشور محل زندگی شما ممکن است ساعت تابستانی (DST) را مشاهده کند، که این ساعت در بهار و پاییز یک ساعت به جلو یا عقب حرکت می‌کند. با این حال ساعت جهانی UTC هیچگاه تحت تأثیر DST تغییر نخواهد کرد.

عملکرد سرور NTP

دریافت زمان از منابع معتبر

سرورهای NTP معمولاً از منابع زمان دقیق، مانند ساعت‌های اتمی یا سیستم‌های GPS، زمان را دریافت می‌کنند. این منابع معمولاً در لایه‌های بالاتر ساختار NTP قرار دارند.

پخش زمان به کلاینت‌ها

بعد از دریافت زمان دقیق، سرور NTP این زمان را به کلاینت‌ها (دستگاه‌هایی که به سرور متصل هستند) ارسال می‌کند. کلاینت‌ها از این اطلاعات برای تنظیم ساعت داخلی خود استفاده می‌کنند.

تصحیح خطاها

سرورهای NTP قابلیت تصحیح خطاهای احتمالی (مثل تأخیر شبکه) را دارند تا اطمینان حاصل کنند که تمام کلاینت‌ها زمان دقیقی را دریافت می‌کنند.

ساختار سلسله‌مراتبی NTP

پروتکل NTP یک ساختار سلسله‌مراتبی دارد:

1. لایه 0: این لایه شامل منابع زمان دقیق مانند ساعت‌های اتمی و GPS است.
2. لایه 1: این سرورها مستقیماً به منابع زمان لایه 0 دسترسی دارند و به عنوان سرورهای اصلی عمل می‌کنند.
3. لایه 2 و پایین‌تر: این سرورها از سرورهای لایه 1 زمان دریافت می‌کنند و زمان را به کلاینت‌ها ارسال می‌کنند.

اهمیت سرور NTP

سرورهای NTP برای عملکرد صحیح سیستم‌ها و شبکه‌ها بسیار حیاتی هستند. برخی از فواید سرور NTP عبارتند از:

هماهنگی زمان

کمک به همزمانی دستگاه‌های مختلف در یک شبکه، که برای فعالیت‌های مانند تراکنش‌های مالی، ضبط داده‌ها و هماهنگی پیام‌ها ضروری است.

کاهش خطا

جلوگیری از بروز خطاهایی که به دلیل اختلاف زمانی ایجاد می‌شوند، مانند مشکلات در ثبت داده و عدم هماهنگی در ارتباطات.

امنیت شبکه

همگام‌سازی دقیق زمان برای امنیت شبکه، تشخیص حملات، اعتبارسنجی گواهینامه‌های SSL و ثبت وقایع امنیتی ضروری است.

مشکلات رایج در سرویس NTP

تأخیر شبکه

تأخیر در شبکه می‌تواند باعث ناهماهنگی در زمان دریافتی شود. راهکار این مشکل استفاده از چندین سرور NTP به‌صورت همزمان است.

حملات امنیتی

سرورهای NTP می‌توانند هدف حملات DDoS یا حملات آمپلیفیکیشن قرار بگیرند. استفاده از فایروال و به‌روزرسانی مداوم نرم‌افزار NTP می‌تواند به کاهش این خطرات کمک کند.

ناسازگاری نسخه‌ها

استفاده از نسخه‌های مختلف NTP در یک شبکه می‌تواند باعث مشکلاتی در همگام‌سازی شود. استفاده از یک نسخه واحد و به‌روز در کل شبکه توصیه می‌شود.

راه‌اندازی سرور NTP

راه‌اندازی یک سرور NTP فرآیندی نسبتاً ساده است و به شما این امکان را می‌دهد که زمان دقیق را در شبکه داخلی خود مدیریت کنید.

مراحل راه‌اندازی سرور NTP در لینوکس (Ubuntu)

1. نصب بسته NTP: bashsudo apt update sudo apt install ntp
2. پیکربندی فایل /etc/ntp.conf: server 0.pool.ntp.org server 1.pool.ntp.org server 2.pool.ntp.org server 3.pool.ntp.org
3. راه‌اندازی مجدد سرویس: bashsudo systemctl restart ntp
4. بررسی وضعیت همگام‌سازی: bashntpq -p

راه‌اندازی سرور NTP در ویندوز

1. باز کردن کنترل پنل و انتخاب “Date and Time”
2. انتخاب تب “Internet Time”
3. کلیک بر روی “Change settings”
4. انتخاب گزینه “Synchronize with an Internet time server”
5. وارد کردن آدرس سرور NTP مثل pool.ntp.org در فیلد مربوطه
6. کلیک بر روی “Update now” و سپس “OK”

سرویس‌های ابری NTP

علاوه بر راه‌اندازی سرور NTP شخصی، می‌توانید از سرویس‌های ابری NTP نیز استفاده کنید. این سرویس‌ها معمولاً دارای قابلیت اطمینان بالاتر و امکانات گسترده‌تری هستند.

برای راه‌اندازی سرور NTP اختصاصی، می‌توانید نسبت به تهیه سرویس VPS میزبان اقدام نمایید. در لینک زیر می‌توانید پکیج مورد نظر خود را انتخاب و سفارش دهید. همچنین، سیستم عامل مورد نظر شما روی سرور پیکربندی خواهد شد:

سرور ابری (مجازی)

نتیجه‌گیری

همگام‌سازی زمان در شبکه‌های کامپیوتری از اهمیت بالایی برخوردار است. پروتکل NTP با بیش از 35 سال سابقه، یکی از قابل اعتمادترین روش‌ها برای همگام‌سازی زمان در شبکه‌ها است. با راه‌اندازی یک سرور NTP مناسب، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که تمامی دستگاه‌های شبکه شما از زمان دقیق و یکسانی برخوردار هستند.