Kloksynchronisatie

Kloksynchronisatie verwijst naar het proces waarbij twee of meer systemen hun tijdsaanduidingen afstemmen op een gemeenschappelijke tijdbasis. Dit is cruciaal in netwerken, computersystemen, sensornetwerken en industriële besturingssystemen, zodat gebeurtenissen eenduidig kunnen worden gecorreleerd, logs kunnen worden samengevoegd en signaling correct kan plaatsvinden.

In netwerken wordt tijd vaak verkregen van tijdsbronnen zoals GPS of een interne klok die wordt gecontroleerd door een tijdsprotocol. De meest gebruikte protocollen zijn NTP en PTP. NTP is ontworpen voor bredere netwerken en kan met variabele vertragingen naar milliseconden of betere nauwkeurigheid brengen. PTP (IEEE 1588) richt zich op zeer nauwkeurige synchronisatie binnen lokale netwerken, met vaak micro- of nanoseconde-nauwkeurigheid.

De traditionele benaderingen omvatten master-slave modellen, waarbij een tijdserver (master) tijdsignalen uitzendt naar clients (slaves). Zowel Cristian's algoritme als Berkeley-algoritme worden genoemd: Cristian's algoritme gebruikt een central server met een bekend referentietijd en berekent offset, terwijl Berkeley-algoritme gebaseerd is op een aantal klokken die elkaar synchroniseren binnen een lokaal netwerk. Moderne systemen kunnen NTP/PTP combineren en gebruikmaken van horloge driftcompensatie.

Uitdagingen omvatten variabele netwerkvertraging, jitter, oneerlijke routes en hardwarematige drift. Beveiliging is ook relevant: tijdsvervalsing kan logboeken vervormen en systemen misleiden; daarom worden authenticatie en integriteitscontroles toegepast in moderne tijdsynchronisatieprotocollen.

Toepassingen omvatten nauwkeurige tijdstempels voor gedistribueerde databases en logboeken, gecoördineerde audio/video, telecommunicatie, financiën en industriële automatisering.