synkronointi

Synkronointi tarkoittaa tilojen, tapahtumien tai muuttujien harmonisointia siten, että ne toimivat yhteensopivassa ajoitus- tai tapahtumakuviossa. Käytännössä synkronointi varmistaa, että useat komponentit tai järjestelmät ovat ajan tasalla ja että niiden toiminta voidaan koordinoida yhteisillä aikaleimoilla tai syntyvien tapahtumien järjestyksellä. Etymologisesti sana juontaa juurensa kreikkalaisista sanoista syn- ’yhteinen’ ja kronos ’aika’.

Tyypillisiä ulottuvuuksia ovat kellosynkronointi (clock synchronization), datan synkronointi sekä tapahtumien synkronointi prosessien välisessä yhteistyössä. Kellonsynkronointi tähtää saman ajan mittaamiseen useissa järjestelmissä, kun taas data- ja tapahtumasynkronointi varmistavat tietojen sekä tapahtumien oikean järjestyksen.

Keskeisiä menetelmiä ovat ajanlaskun verkkoihin perustuvi protokollat kuten Network Time Protocol (NTP) ja Precision Time Protocol (IEEE 1588, PTP), sekä sovellus- tai järjestelmäkohtaiset algoritmit kuten Cristianin algoritmi ja Berkeley-algoritmi. NTP on laajasti käytössä internet- ja yritysverkoissa, kun taas PTP soveltuu korkeampaan tarkkuuteen pienemmissä viiveissä, esimerkiksi teollisuusautomaation ja robotiikan ympäristöissä. Datan synkronoinnissa käytetään replikointia, ajastusta ja erilaisia konsistenssistrategioita tilaa pitkin, kuten vahva konsistenssi ja eventual konsistenssi.

Haasteita ovat viive, jitter, kellon drift, verkkokatkokset ja aikaleimausvirheet. Ratkaisuissa kiinnitetään huomiota mittauksiin, kellopysymykseen (clock discipline) sekä verkon rakenteen ja protokollien suunnitteluun, jotta synkronointi pysyy mahdollisimman luotettavana.

Sovellukset ulottuvat multimedia- ja videotoistosta hajautettuihin tietokantoihin, pilvipalveluihin sekä teollisuus- ja robotiikkasovelluksiin, joissa tarkka ajoitus parantaa suorituskykyä ja johdonmukaisuutta.