Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»

Трехгорный технологический институт - филиал НИЯУ МИФИ

Кафедра ЭВМ

Реферат

по дисциплине «Интернет-технологии»

на тему: «Протокол RSYNC. Синхронизация времени. Протокол NTP. Протокол SNTP»

Выполнил: студент группы 5ВТ-58

Кольцов Д.А.

Проверил: ст. преп. Долгополова М. О.

Трехгорный 2012



ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРОТОКОЛ RSYNC

СИНХРОНИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ

ПРОТОКОЛ NTP

ПРОТОКОЛ SNTP

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИНТЕРНЕТ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ



ПРОТОКОЛ RSYNC

Rsync (англ. Remote Synchronization) -- программа для UNIX-подобных систем, которая выполняет синхронизацию файлов и каталогов в двух местах с минимизированием трафика, используя кодирование данных при необходимости. Важным отличием rsync от многих других программ/протоколов является то, что зеркалирование осуществляется одним потоком в каждом направлении (а не по одному или несколько потоков на каждый файл). Rsync может копировать или отображать содержимое каталога и копировать файлы, опционально используя сжатие и рекурсию.

Разработчик - Wayne Davison;

Операционная система - Кроссплатформенное программное обеспечение.

Выпущен под лицензией GNU GPL, rsync является свободным программным обеспечением.

Кроссплатформенное (межплатформенное) программное обеспечение -- программное обеспечение, работающее более чем на одной аппаратной платформе и/или операционной системе. Типичным примером является программное обеспечение, предназначенное для работы в операционных системах Linux и Windows одновременно.

Существует реализация rsync для Winows, а точнее не прямая реализация, а сборка из rsync и cygwin, называемая cwRsync.

Алгоритм

Утилита rsync использует алгоритм, разработанный австралийским программистом Эндрю Триджеллом (приложение C), для эффективной передачи структур (например, файлов) по коммуникационным соединениям в том случае, когда принимающий компьютер уже имеет отличающуюся версию этой структуры.

Принимающий компьютер разделяет свою копию файла на неперекрывающиеся куски фиксированного размера S, и вычисляет контрольную сумму для каждого куска: MD4-хеш (приложение А) и более слабый rolling checksum (приложение B), и отправляет их серверу, с которым синхронизируется.

Сервер, с которым синхронизируются, вычисляет контрольные суммы для каждого кусочка размера S в своей версии файла, в том числе перекрывающиеся куски. Это может быть эффективно подсчитано ввиду особого свойства rolling checksum: если rolling checksum байт от n до n+S-1 равняется R, то rolling checksum байт от n+1 до n+S может быть посчитана исходя из R, байта n и байта n+S без необходимости учитывать байты, лежащие внутри этого интервала. Таким образом, если уже подсчитана rolling checksum байт 1-25, то для подсчета rolling checksum байт 2-26 используется предыдущая контрольная сумма и байты 1 и 26.

Основные преимущества

Скорость: Первоначально rsync реплицирует все содержимое между источником и местом назначения (приемником). Далее rsync передает только изменившиеся блоки или биты в место назначения, что делает синхронизацию действительно быстрой;

Безопасность: rsync включает в себя шифрование данных при передаче с использованием протокола SSH;

Маленькая нагрузка: rsync использует сжатие и распаковку данных блок за блоком на передающей и принимающей стороне соответственно. Таким образом, используемая rsync пропускная способность ниже по сравнению с другими протоколами передачи файлов.

Синтаксис

$ rsync options source destination, где Source (источник) и Destination (место назначения) могут быть как локальными, так и удаленными. В случае использования с удаленными объектами указывает логин, имя сервера и путь.

Некоторые важные опции:

1) -a, --archive режим архива;

2) -r, --recursive обходить директории (рекурсия);

3) -R, --relative относительные пути;

4) -H, --hard-links сохранять жесткие ссылки ( hardlink );

5) -S, --sparse handle sparse files efficiently;

6) -x, --one-file-system не пересекать границы файловой системы;

7) -exclude=PATTERN исключить файлы заданного образца;

8) -delete-during приемник удаляется ПРИ ПЕРЕДАЧЕ;

9) -delete-after приемник удаляется ПОСЛЕ ПЕРЕДАЧИ.

СИНХРОНИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ

Время в эпоху информационных технологий приобрело особое значение для современного человека. Каждый из нас как минимум по нескольку раз в день поглядывает на часы. Многие регулярно синхронизируют свои устройства отчета времени посредством различных источников, в том числе и Интернет. Точное время порой играет порой решающую роль в делах, где важны даже не минуты, а секунды. К примеру, торги на фондовых биржах, могут обернуться крахом для игрока, чьи часы показывали неправильное время.

Технология синхронизации времени

Весь процесс синхронизации времени проводиться посредством специального сетевого протокола называемого NTP (Network Time Protocol). Данный протокол представляет из себя свод различных правил и математических алгоритмов, благодаря которым происходит точная настройка времени на вашем компьютере с разницей в несколько сотых одной секунды. Существует протокол и для систем, не требующих такой точной синхронизации, который называется SNTP. Разница источника и устройства-приёмника времени по нему может составлять до 1 секунды.

Технология передачи параметров точного времени представляет из себя многослойную структуру, где каждый нижележащий слой электронных устройств синхронизируется с вышележащим. Чем ниже технологический слой, тем менее точным будет полученное от него время. Но это в теории, на практике же все зависит от множества параметров, участвующих в системе синхронизации и получить более точное время можно, к примеру, от четвертого слоя устройств, нежели от третьего.

На нулевом уровне этой цепочки передачи всегда располагаются устройства отчета времени, грубо говоря, часы. Эти часы представляют из себя молекулярные, атомные или квантовые устройства подсчета времени и называются эталонными. Такие устройства не передают параметры времени в Интернет напрямую, обычно они подключены к первичному компьютеру посредством высокоскоростного интерфейса с минимальными задержками. Именно эти компьютеры составляют первый слой в технологической цепочке. На втором слое будут располагаться машины получающие время от первого слоя устройств посредством сетевого соединения, чаще всего через Интернет. Все последующие уровни будут получать информацию о точном времени по тем же сетевым протоколам от вышележащих слоев.

Системы синхронизации времени

В соответствии с федеральным законом «О связи» № 126 от 7 июля 2003 года, Статья 49 - «Учетно-отчетное время в области связи», в технологических процессах передачи и приема сообщений электросвязи и почтовой связи, их обработки в пределах территории Российской Федерации операторами электросвязи и операторами почтовой связи должно применяться единое учетно-отчетное время - московское». Для этого на цифровой сети оператора электросвязи необходимо организовать систему точного времени.

Системой точного времени называется комплекс технических средств обеспечивающих периодическую передачу цифровой информации о значении текущего времени от эталонного источника ко всем сетевым элементам с целью синхронизации их внутренних часов. Это применительно к цифровому оборудованию сетей электросвязи, в котором происходит обработка различных данных в режиме реального времени и должно обеспечиваться одновременное выполнение определенных внутренних технологических процессов.

Актуальность решения задачи организации системы синхронизации единого точного времени или, другими словами, организации временной синхронизации, в телекоммуникационных сетях неразрывно связана с развитием биллинговых систем, систем управления разного назначения, сетевой безопасностью, компьютерных систем, а также совершенствованием методов эксплуатации цифрового оборудования электросвязи и метрологическим обеспечением.

Потребителем сигналов единого точного времени являются: вычислительные комплексы и компьютерные серверы (системы управления и мониторинга сетевым оборудованием), оборудование транспортных сетей SDH, ATM, IP и сетей коммутации, серверы биллинга и баз данных; оборудование передачи данных и пакетной коммутации (маршрутизаторы, коммутаторы) и т.д.

Использование временной синхронизации позволяет синхронизировать моменты времени начала и конца какого-либо процесса в сети одного или разных операторов электросвязи, например, при локализации аварии с помощью внутренней диагностики оборудования и создании записи в журнале о произошедшем событии на сервере в системе управления, соединении разговора абонентов, тарификации информационного трафика в соответствии со временем суток и месторасположением абонента в зоне обслуживания той или иной сети, наконец, проведении процедур, связанных с подтверждением приема/передачи электронной подписи, совершении трансакций и т.д.

Работы по созданию системы точного времени включают в себя:

* выбор источника сигнала точного времени;

* определение способа передачи сигналов точного времени по сети связи;

* выбор сетевых протоколов и сигналов точного времени;

* определение оборудования, требующего синхронизацию по времени;

* выбор варианта решения по обеспечению различных видов оборудования сигналами точного времени.

К числу высокоточных и наиболее доступных средств передачи сигналов времени, не требующих аренды существующих или построения дополнительных линий связи, по праву можно отнести глобальные навигационные спутниковые системы (ГНСС): российскую ГЛОНАСС и американскую GPS. Глобальность систем обеспечивается функционированием на орбитах набора видимых из любой точки Земли спутников, непрерывно передающих высокоточные сигналы, которые можно использовать в системе точного времени.

В настоящее время, например, спутниковая система GPS может использоваться для синхронизации оборудования телекоммуникационных сетей российских операторов электросвязи только в качестве второго приоритета, следовательно, в качестве основного источника сигналов точного времени необходимо применять спутниковую систему ГЛОНАСС.

Чтобы получить шкалу времени от спутниковых систем необходимо использовать специальное оборудование, содержащее в своем составе приемники сигналов ГЛОНАСС и GPS. Такое специализированное оборудование получило название - сервер времени (Time Server). При передаче сигналов времени от сервера к удаленным сетевым клиентам используются специальные Интернет - протоколы NTP (Network Time Protocol) и PTP (Precision Time Protocol - IEEE1588). На основе сетевых протоколов систему точного времени целесообразно строить по принципу иерархии.



ПРОТОКОЛ NTP

Протокол NTP (протокол сетевого времени) используется NTP-серверами для распространения между абонентами сети информации о с точном эталонном временем. Он также используется средствами Интернета для обеспечения синхронизации компьютеров и процессов.

NTP используется как Интернет протокол уже более 25 лет. Этот протокол является самым долго использующимся Интернет протоколом. Он появился на свет благодаря необходимости синхронизации времени и процессов в Интернете. Протокол NTP сначала использовался на платформах LINUX и UNIX включая FreeBSD (некоммерческая версия UNIX для PC), но позже стал использоваться и в операционной системе Windows. Специальные NTP системы в основном используют операционную систему LINUX.

Кроме того, помимо протокола NTP, существует протокол SNTP (Simple Network Time Protocol). На уровне пакетов эти два протокола полностью совместимы. Основным отличием между ними является то, что SNTP не имеет сложных систем фильтрации и многоступенчатой корректировки ошибок, имеющихся в NTP. Таким образом, SNTP является упрощенной и более легкой в реализации версией NTP. Он предназначен для использования в тех сетях, где не требуется очень высокая точность времени, и в реализации от корпорации Microsoft обеспечивает точность в пределах 20 секунд в рамках предприятия и не более 2 секунд в пределах одного сайта. Протокол SNTP стандартизован как RFC 1769 (версия 3) и RFC 2030 (версия 4).

Основные принципы протокола NTP

Протокол NTP был создан для обеспечения пользователей сети тремя параметрами:

1) установкой сбоя эталона времени;

2) установкой полного цикла задержки времени;

3) установкой разброса параметров по отношению к специализированным часам отсчёта.

Сбой эталона времени - это разница во времени между местными часами и часами отсчёта. Полный цикл задержки времени - это то количество времени, которое необходимо протоколу, чтобы получить ответ от сервера. Разброс параметров - это максимальная ошибка часов местного времени по отношению к эталону.

Сообщения протокола NTP

Протокол NTP использует UDP (протокол передачи дейтаграмм пользователя) NTP-сообщение состоит из нескольких полей:

1) Индикатор скачков;

2) Номер версии;

3) Режим;

4) Декомпозиция;

5) Poll;

6) Точность;

7) Дефект в корневой системе;

8) Разброс параметров;

9) Идентификатор эталона;

10) Дата создания;

11) Отметка времени приёма;

12) Отметка времени передачи;

13) Распознавание кода;

14) Дайджест сообщений.

Индикатор скачка предостерегает о надвигающемся скачке суммирования или удаления.

Номер версии отображает номер используемой версии NTP.

Режим помогает задавать режим текущего сообщения NTP.

Декомпозитор - 8-битная система, идентифицирующая иерархический уровень эталонных часов.

Poll определяет максимальный интервал между сообщениями.

Точность устанавливает верность местных часов.

Ошибка в корневой системе указывает номинальную ошибку эталонного времени.

Идентификатор эталона - это 4 символьный ASCII-код, идентифицирующий источник эталона, например: GPS,DCF, MSF. Поле Идентификатора кода используется, когда необходимо установить достоверность кода.

Дата создания эталона устанавливает время, когда NTP запрос пользователя был отправлен NTP серверу.

Отметка времени получения указывает время, когда запрос был получен NTP сервером.

Отметка времени о передачи указывает время, когда ответное сообщение NTP сервера было передано пользователю.

Поле дайджест хранит код аутентификации сообщения MAC (Message Authentication Code).

Режимы работы NTP сервера

NTP сервер может работать в трёх режимах:

1) одноадресная рассылка;

2) рассылка по любым адресам;

3) многоадресная рассылка.

В первых двух режимах пользователь передаёт NTP запрос серверу. Сервер отвечает сообщением, которое пользователь использует для синхронизации времени NTP. В режиме многоадресной рассылки сообщения NTP рассылаются периодически в определённые интервалы времени.

Эталонные часы

Для синхронизации времени NTP серверов могут использоваться различные внешние источники точного времени. Для обеспечения точности времени очень часто используется GPS. Также существуют различные государственные источники эталонного времени, например, радиовещание. Многие радиостанции вещают не только на территории своих государств, но и за их границей, поэтому по ним можно легко устанавливать время.

ПРОТОКОЛ SNTP

протокол программа синхронизация файл

SNTP (англ. Simple Network Time Protocol) -- протокол синхронизации времени по компьютерной сети. Является упрощённой реализацией протокола NTP. Используется во встраиваемых системах и устройствах, не требующих высокой точности, а также в пользовательских программах точного времени. В протоколе SNTP используется одинаковый с протоколом NTP формат представления времени -- 64-битное число, состоящее из 32-битного счётчика секунд и 32-битного счётчика долей секунд. Нулевое значение счётчика времени соответствует нулю часов 1 января 1900 г., 6 ч 28 м 16 с 7 февраля 2036 г. и т. д. Для успешного функционирования протокола необходимо, чтобы клиент знал своё время в пределах ±34 года относительно времени сервера.

Формат сообщения

Рисунок 1 - Формат сообщения



Описание полей формата сообщения SNTP, представленного на рисунке 1:

Индикатор коррекции (ИК) показывает предупреждение о будущей вставке или удалении секунды в последней минуте суток;

Номер версии (НВ) -- текущее значение 4;

Интервал опроса -- беззнаковое целое, двоичная экспонента которого показывает максимальный интервал между последовательными сообщениями в секундах. Определено только для сообщений сервера, допустимые значения от 4 (16 с) до 17 (около 36 ч);

Точность -- знаковое целое, двоичная экспонента которого показывает точность системных часов. Определено только для сообщений сервера, типичные значения от ?6 до ?20;

Задержка -- знаковое число с фиксированной запятой, находящейся между 15 и 16 знаками, показывающее полное время распространения сигнала туда и обратно до источника синхронизации сервера времени. Определено только для сообщений сервера;

Дисперсия -- беззнаковое число с фиксированной запятой, находящейся между 15 и 16 знаками, показывающее максимальную ошибку из-за нестабильности часов. Определено только для сообщений сервера;

Идентификатор источника -- источник синхронизации сервера, строка для страты 0 и 1, IP-адрес для вторичных серверов. Определено только для сообщений сервера;

Время обновления -- время, когда системные часы последний раз были установлены или скорректированы;

Ключ идентификации, дайджест сообщения -- необязательные поля, используемые для аутентификации.

Операции сервера SNTP

Сервер SNTP может работать в уникастном, эникастном или мультикастном режимах, а также реализовать любую из комбинаций этих режимов. В уникаст и эникаст режимах сервер получает запросы (режим 3), модифицирует определенные поля в заголовке NTP, и посылает отклик (режим 4), возможно используя тот же буфер сообщения, что и в случае запроса. В режиме эникаст сервер прослушивает определенный широковещательный или групповой мультикаст-адрес, определяемый IANA, но использует свой собственный уникастный адрес в поле адреса отправителя отклика. За исключением выбора адреса в отклике работа сервера в эникаст и уникаст режима идентична. Мультикастные сообщения обычно посылаются с интервалом от 64 до 1024 сек, в зависимости от стабильности часов клиента и требуемой точности.

В эникаст и уникаст режимах поля VN и регистрация (Poll) запроса копируются без изменений в отклик. Если поле режим запроса содержит код 3 (клиент), оно делается в отклике равным 4 (сервер); в противном случае в это поле записывается 2 (симметричный пассивный), для того чтобы обеспечить соответствие со спецификацией NTP. Это позволяет клиентам, сконфигурированным для симметричного активного режима (режим 1) успешно работать, даже если конфигурация не является оптимальной. В мультикастном режиме в поле VN заносится код 4, в поле режим код 5 (широковещательный) и в поле регистрация целая часть значение логарифма по основанию 2 от длительности периода посылки запросов.

В уникастном и эникастном режимах сервер может реагировать, а может и игнорировать запросы, но предпочтительным поведением является присылка отклика в любом случае, так как позволяет убедиться в достижимости сервера.

Наиболее важным индикатором неисправности сервера является поле LI, в котором код 3 указывает на отсутствие синхронизации. Когда получено именно это значение, клиент должен проигнорировать сообщение сервера вне зависимости от содержимого других полей.

Конфигурация и управление

Исходная конфигурация SNTP серверов и клиентов может быть произведена на основе конфигурационного файла, если такой файл имеется, или через последовательный порт. Предполагается, что SNTP серверы и клиенты практически не требуют какого-то конфигурирования, специфического для данного узла (помимо IP-адреса, маски субсети или адреса OSI NSAP).

Уникастные клиенты должны быть снабжены именем сервера или его адресом. Если используется имя сервера, то необходим один или несколько адресов ближайших DNS-серверов.

Мультикастные серверы и эникастные клиенты должны снабжаться значением TTL, а также местным широковещательным или групповым мультикастным адресом. Эникастные серверы и мультикастные клиенты могут конфигурироваться с привлечением списков пар адрес-маска. Это обеспечивает контроль доступа, так что операции будут производиться только с известными клиентами или серверами. Эти серверы и клиенты должны поддерживать протокол IGMP, а также знать местный широковещательный или групповой мультикастный адрес.



СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИНТЕРНЕТ ИСТОЧНИКОВ

1) https://ru.wikipedia.org/wiki/Rsync;

2) http://greendail.ru/node/487;

3) http://inetedu.ru/articles/19-services/70-synchronization-time.html;

4) http://www.ptime.ru/exec_time.htm;

5) http://www.tenderlib.ru/articles/56;

6) http://docstore.mik.ua/manuals/ru/inet_book/4/44/sntp4416.html;

7) http://www.ixbt.com/mobile/review/billing.shtml.



ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

MD4 (Message Digest 4) -- хеш-функция, разработанная профессором Массачусетского университета Рональдом Ривестом в 1990 году, и впервые описанная в RFC 1186. Для произвольного входного сообщения функция генерирует 128-разрядное хеш-значение, называемое дайджестом сообщения. Этот алгоритм используется в протоколе аутентификации MS-CHAP, разработанном корпорацией Майкрософт для выполнения процедур проверки подлинности удаленных рабочих станций Windows. Является предшественником MD5.

Рисунок A - Операция MD4

Одна операция MD4 (рисунок A). Хеширование с MD4 состоит из 48 таких операций, сгруппированных в 3 раунда по 16 операций. F -- нелинейная функция; в каждом раунде функция меняется. M_i означает 32-битный блок входного сообщения, а K_i -- 32-битная константа, различная для каждой операции.



Приложение B

Rolling checksum

Кольцевой хэш (англ. rolling hash) -- хэш-функция, обрабатывающая вход в рамках некоторого окна. Получение значения хэш-функции для сдвинутого окна (window ) в таких функциях является дешевой операцией. Для пересчета значения требуется знать лишь предыдущее значение хэша; значение входных данных, которые остались за пределами окна; и значение данных, которые попали в окно. Процесс сходен с вычислением Скользящей среднего.

Применяется в алгоритме поиска подстроки Рабина -- Карпа, а также в программе rsync для сравнения двоичных файлов (используется кольцевая версия adler-32).



Приложение C

Эндрю Триджелл

Эндрю «Tridge» Триджелл (28 февраля 1967) -- австралийский программист, известный как автор и участник проекта Samba и соавтор алгоритма rsync. Также известен своей работой по анализу сложных закрытых протоколов и алгоритмов, позволившей создать совместимые свободные реализации. Лауреат Free Software Award за 2005.

Free Software Award -- ежегодная премия FSF за вклад в развитие свободного программного обеспечения, основанная в 1998 году.

Рисунок С - Эндрю Триджелл

Размещено на Allbest.ru