Sincronización de relojes.NTP.

Integrantes:Verónica Liñayo, 08-10615Wilmer Bandres, 10-10055

Relojes. Instrumento capaz de medir el tiempo natural (días, años, fases lunares, etc.) en unidades convencionales (horas, minutos o segundos). Fundamentalmente permite conocer la hora actual, aunque puede tener otras funciones, como medir la duración de un suceso o activar una señal en cierta hora específica.

¿Cómo funciona?Existen 2 relojes en las computadoras. Uno es un reloj de hardware conocido como el RTC y el otro es un reloj de Software.El RTC es un reloj de energía de reserva, el cual mantiene el tiempo incluso cuando la computadora está apagada.El reloj del sistema es mantenido por el kernel del sistema operativo y es usado para establecer las tareas y procesos - y se encarga de su sincronización y programación, configuración y gestión de interrupciones, el establecimiento de temporizador, etc.

¿Cómo funciona?: Tick de Reloj

Frecuencia - - - - - - - 32.768 kHz - - - - - - - 32.768.000del oscilador millones de ticks/seg

Misma frecuencia usada en los relojes de cuarzo, y por las mismas razones, que la frecuencia es exactamente 2 ciclos por segundo, que es un radio muy práctico para usar con circuitos binarios simples.

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Relojes: Pueden Ser

El reloj lógico realiza un seguimiento del orden de los eventos (Entre los eventos causales relacionados).

El reloj físico, mantiene el tiempo del día, consistente a través del sistema.

Reloj de CuarzoEs un reloj electrónico que se caracteriza por poseer una pieza de cuarzo que sirve para generar los impulsos necesarios a intervalos regulares que permitirán la medición del tiempo.

Para que vibre el cristal de cuarzo, debe ser alimentado por un campo eléctrico oscilante generado por un circuito electrónico.

La electricidad necesaria para activar el cuarzo la suministra la pequeña pila eléctrica que se monta en el interior de la caja del reloj.

Reloj AtómicoEs un tipo de reloj que para alimentar su contador utiliza una frecuencia de resonancia atómica normal. Los primeros relojes atómicos tomaban su referencia de un máser.

Las agencias de normas nacionales mantienen una exactitud de 10-9 segundos por día y una precisión igual a la frecuencia del transmisor de la radio que bombea el máser.

Los relojes atómicos mantienen una escala de tiempo continua y estable, el Tiempo Atómico Internacional (TAI). Para uso cotidiano se difunde otra escala cronológica: el Tiempo Universal Coordinado (UTC).

Reloj Atómico: MáserEs un amplificador de microondas por la emisión estimulada de radiación, un amplificador similar al láser pero que opera en la región de microondas del espectro electromagnético y sirve para recibir señales muy débiles. La palabra deriva del acrónimo en inglés MASER, por Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

UTCEl tiempo universal coordinado o UTC (de la versión en inglés: Coordinated Universal Time) es el principal estándar de tiempo por el cual el mundo regula los relojes y el tiempo. El UTC se obtiene a partir del Tiempo Atómico Internacional, un estándar de tiempo calculado a partir de una media ponderada de las señales de los relojes atómicos, localizados en cerca de 70 laboratorios nacionales de todo el mundo.UTC se sincroniza con el tiempo medio de Greenwich (obtenido a partir de la duración del día solar), al que se le añade o quita un segundo intercalar tanto a finales de junio como de diciembre, cuando resulta necesario. La decisión sobre los segundos intercalares la determina el Servicio Internacional de Rotación de la Tierra y Sistemas de Referencia, basándose en sus mediciones de la rotación de la Tierra.

UTC Y UNIXEl UTC presenta problemas para sistemas informáticos como Unix, que guardan el tiempo como un número de segundos a partir de un tiempo de referencia. Debido a los segundos intercalares, es imposible determinar qué representación va a tener una fecha futura, debido a que el número de segundos intercalares que se han de incluir en la fecha es aún desconocido.

Desfase de RelojAunque la frecuencia a la cual un cristal de cuarzo oscila es usualmente estable, puede variar por varios factores (temperatura, tamaño del cristal, forma de corte), presentando un desfase de reloj.

El desfase de reloj es el cambio en el offset (diferencia en lectura) entre el reloj y un reloj perfecto de referencia, por unidad de tiempo medida.

Sincronización: ¿En qué consiste?Es la coordinación de procesos que se ejecutan simultáneamente para completar una tarea, con el fin de obtener un orden de ejecución correcto y evitar así estados inesperados.En sistemas distribuidos consiste en garantizar que los procesos se ejecuten en forma cronológica y a la misma vez respetar el orden de los eventos dentro del sistema.

Algoritmo de Lamport

Leslie Lamport1941.

Curiosidades: Es especialmente conocido por sus trabajos en Sistemas Distribuidos y por ser el desarrollador inicial del sistema de formateo de textos LaTeX, y de BibTeX.

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Algoritmo de Cristian

Flaviu Cristian 1951 - 1999

Curiosidades: Recibió el “Corporate Award” , el máximo premio a nivel técnico de IBM, por su trabajo en los Sistemas de Automatización Avanzados para el control de tráfico aéreo.

Cliente.

Servidor.

Cliente.

Cliente.

Cliente.

mr

mt(T-UTC)

Tviaje

I, tiempo en tratar la interrupción

Algoritmo de Berkeley

Universidad de California, Berkeley.

Curiosidades: Desarrollado por los Drs. Riccardo Gusella y Stefano Zatti

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2:503:25

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2:503:25

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-20+15

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CORRECCIÓN

CALCULADESVIACIÓN

Algoritmo con Promedios (Alg. Descentralizado)

Broadcast con Tiempo Actual.

Timer S.Para recolectar los broadcasts de las otras máquinas.

Cuando recibe todas las transmisiones se ejecuta un algoritmo para calcular una nueva hora para los relojes.Una variante es promediar los valores de todas las demás máquinas.Otra variante es descartar los valores extremos antes de promediar (los “m” mayores y los “m” menores).Una mejora al algoritmo considera la corrección por tiempos de propagación

NTP

NTP: Historia.

● Hubo intentos de protocolos antes de NTP.● Time protocol (1983), inventado por Postel y

Harrenstein (RFC 868).● Tenía un límite porque usaba un entero de

32 bits e iba a requerir ajustes después del 2036.

NTP: Historia.

● NTP fue publicado bajo el RFC 958 en 1985.● Incluye especificaciones de paquetes

usados y cálculos, pero no de algoritmos.● Hay interés por seguir desarrollando NTP.● Existen 4 versiones actualmente.● Existen versiones menos estrictas de NTP

(SNTP).

NTP: Historia.

● Creador de NTP: David Mills.

NTP: ¿Qué es?

● Protocolo de sincronización con referencias.● Es un protocolo jerárquico.● Sus paquetes tienen información de:

o Versión del protocolo.o Modo del dispositivo.o Medida de dispersión.o Estrato.

NTP: Versiones

● Version inicial (RFC 958).● Versión 1 (RFC 1059):

o Publicada en 1988.o Incluye implementación del modelo.o Incluye algoritmos que buscan la mejor precision

posible (filtrado).

NTP: Versiones

● Versión 2 (RFC 1119):o Publicado en 1989.o Soporta autenticación cifrada.o Mejora el chequeo de dispositivos no sincronizados.

● Versión 3 (RFC 1305):o Publicado en 1992.o Nuevos algoritmos de menor sobrecarga.o Cambia el esquema de los cálculos para una mejora

en la precisión del tiempo.

NTP: Versiones

● Versión 4 (RFC 5905):o Publicado en 2010.o Incluye IPv6.o Incluye mecanismos para configuración automática

en algunos casos.● Secure NTP:

o Solo es un nombre utilizado para los NTP seguros.

NTP: Versiones

● Simple NTP (SNTP):o Protocolo para otro tipo de entornos.o Es una versión que se diferencia de NTP.o También posee 4 versiones.o Usualmente se utiliza en una red con un solo

servidor y muchos clientes.o Incluye soporte de IPv6.

NTP: Topología.NTP utiliza un sistema de jerarquía en estratos del reloj.

• Estrato 0: Representa los relojes externos, tales como reloj GPS o atómico.

• Estrato 1: Ordenadores conectados a dispositivos del estrato 1 (servidores de tiempo)

• Estrato 2: Ordenadores que envían peticiones y utilizan el algoritmo NTP.

NTP: Arquitectura.

Tipos de asociaciones:● Cliente/servidor.

o El cliente es únicamente sincronizado por el servidor.

o El cliente manda mensajes continuos para sincronizarse.

NTP: Arquitectura.

● Simétrico.o Es un clique.o Cada nodo perteneciente a este modo envía

mensajes de disposición tanto para sincronizar como para ser sincronizado.

o Existe redundancia.

NTP: Arquitectura.

● Broadcast:o El servidor sincroniza a todos sus clientes.o El servidor no es sincronizado por ninguno de sus

clientes.o Se diferencia del cliente/servidor por la cantidad de

nodos y por quién envía el mensaje.

NTP: ¿Cómo funciona?

● Existen estratos.● La primera vez que un servidor corre, hace los

cálculos de delay y los guarda para no tener que hacerlos nuevamente.

● Se sincroniza con los demás servidores de su estrato o superior.

● A mayor cantidad de referencias, menor imprecisión del tiempo.