Conceptos técnicos
Equinix Precision Time recibe la hora exacta de fuentes GNSS y, a continuación, utiliza protocolos horarios estándar del sector para distribuir esa hora por la red.
La fuente de tiempo de precisión
Precision Time obtiene la hora exacta del Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS), incluido el Sistema de Posicionamiento Global (GPS), utilizando receptores GNSS.
Fuentes de tiempo GNSS y redundancia
La infraestructura Precision Time utiliza receptores GNSS redundantes capaces de recibir la señal GPS con precisión para ofrecer una hora exacta. Además, los receptores GNSS están equipados con relojes atómicos de rubidio para proporcionar una precisión horaria holdover si por cualquier motivo se pierde la conectividad con la señal GPS.
El receptor GNSS y las antenas utilizadas en la infraestructura Precision Time pueden recibir señales de múltiples constelaciones GNSS, como GPS L1, GLONASS L1, BeiDou B1, Galileo E1 y QZSS L1. Juntas, estas fuentes de tiempo proporcionan múltiples niveles de redundancia.
El Servidor de Precision Time 1 y el Servidor de Precision Time 2 reciben cada uno la hora de un reloj GPS independiente: uno procedente de la cadena de cronometraje de la ciudad de Nueva York (NY) y el otro de la cadena de cronometraje de Silicon Valley (SV), lo que garantiza la redundancia entre fuentes de cronometraje independientes.
Relojes de gran maestro y precisión de holgura
Los relojes Grandmaster habilitados para GNSS utilizan osciladores de rubidio que proporcionan una precisión de hasta submicrosegundos cuando se bloquean con la fuente GNSS (GPS). Incluso en caso de pérdida de conectividad con la fuente, el servicio puede mantener un nivel de precisión de hasta submicrosegundos.
Si un receptor GNSS que proporciona la hora exacta a la infraestructura de Precision Time pierde la conectividad con las constelaciones de satélites, el servicio cuenta con mecanismos de redundancia incorporados. Cuando todas las fuentes de señal GNSS, incluido el GPS y otras constelaciones, no están disponibles, el oscilador de rubidio dentro de cada reloj gran maestro proporciona una temporización de holdover. Esto permite al servicio mantener una precisión de cronometraje de hasta 1,5 milisegundos en un periodo de 24 horas.
Servidores de tiempo y ubicaciones de servicio
Dentro de una ubicación de servicio de Precision Time determinada (por ejemplo, Silicon Valley o Nueva York), dos fuentes de tiempo de referencia GNSS redundantes proporcionan la hora a todas las instancias del servidor de tiempo. Todos los servidores de tiempo de la misma ubicación de servicio utilizan la misma fuente de tiempo subyacente, lo que garantiza una entrega de tiempo coherente y sincronizada.
Cuando se aprovisionan dos conexiones de servicio a la misma ubicación de servicio Precision Time, las fuentes de tiempo de referencia GNSS subyacentes se comparten en ambas conexiones. Sin embargo, cada conexión de servicio EPT está respaldada por su propia instancia aislada de servidor de cronometraje. Aunque la referencia GNSS es común, el Servidor de Tiempo EPT 1 de una conexión de servicio no es la misma instancia que el Servidor de Tiempo EPT 1 de la otra. Los servidores de cronometraje no comparten el tráfico ni el procesamiento y funcionan de forma independiente entre sí.
Los servidores de tiempo son servidores físicos equipados con tarjetas NIC de alto rendimiento, en los que se crea un par de espacios de nombres a partir de dos servidores diferentes. Un servidor funciona como Servidor de Tiempo 1, y el otro servidor funciona como Servidor de Tiempo 2.
Protección contra interferencias GNSS
Los servicios GNSS son susceptibles de sufrir interferencias por jamming, que se produce cuando se emite una señal en la misma frecuencia que las señales GNSS, ahogándolas por tanto, y spoofing, cuando se emite una señal "falsa" directamente a una antena objetivo, haciéndola converger en una solución incorrecta.
Precision Time protege sus señales de cronometraje GNSS mediante una tecnología de cortafuegos GNSS integrada en sus servidores GNSS. Esta capacidad se proporciona mediante la integración del software Orolia BroadShield con los receptores GNSS. Las señales GNSS se supervisan continuamente para detectar signos de interferencia o suplantación. Cuando se detectan interferencias, se desactiva el enlace GNSS con la antena y se sigue sirviendo la hora mediante el oscilador de rubidio integrado en los servidores GNSS.
La integración del software Orolia BroadShield no está disponible en las ubicaciones de servicio de Hong Kong.
Implantación del gran maestro Precision Time
El gran maestro visible para los clientes en el servicio Precision Time es una implementación personalizada con marca de tiempo de hardware desarrollada por Equinix para soportar el multi-tenancy seguro. Cada servicio Precision Time tiene un proceso único que lo sirve, con total aislamiento, a través de una conexión virtual Equinix Fabric. Esto le permite ajustar parámetros como las direcciones IP, los dominios y los valores de prioridad para adaptarlos a su entorno local. Toda la configuración de red y protocolo del servicio está personalizada para su conexión, y ningún elemento de protocolo se comparte con otros.
El único componente compartido entre las diferentes conexiones de los clientes es la base de tiempo estable para las marcas de tiempo del hardware. Y en cada centro de servicio de Precision Time, Equinix opera múltiples servidores GNSS protegidos por medidas anti-interferencia y anti-spoofing, conectados entre sí con hardware White Rabbit. Estos servidores crean la base de tiempo estable que utilizan todas nuestras instancias Grandmaster de Precision Time.
Protocolos horarios admitidos
Precision Time admite dos protocolos de tiempo para sincronizar relojes en una red:
- Protocolo de tiempo de red (NTP)
- Protocolo de tiempo de precisión (PTP)
Aunque la precisión horaria de PTP es mejor que la de NTP, NTP tiene la capacidad de sincronizar más dispositivos en la red con una baja sobrecarga de red.
Puede configurar su red con cualquiera de los dos protocolos (NTP o PTP). Independientemente del que utilice, la hora procede de la fuente horaria Precision Time y se envía a través de la red para que todos los dispositivos conectados puedan sincronizarse con la hora exacta.
Protocolo de tiempo de red (NTP)
Precision Time es compatible con estas normas NTP:
- NTPv3 (RFC 1305)
- NTPv4 (RFC 5905)
NTP es un protocolo de red estándar y ligero utilizado para la sincronización de relojes. El objetivo de NTP es sincronizar todos los ordenadores participantes de una red con una diferencia de unos pocos milisegundos respecto a UTC. Los servidores NTP suelen sincronizar los dispositivos de una red utilizando GNSS u otros servidores de tiempo que pueden rastrear su tiempo a una fuente de tiempo real a través de redes de pares.
NTP suele describirse como un sistema cliente-servidor, pero también puede utilizarse fácilmente en relaciones entre pares, en las que ambos pares consideran al otro como una posible fuente de tiempo real. Aunque NTP es fácil de configurar, puede ser menos seguro que PTP cuando se utiliza en la Internet pública.
Protocolo de tiempo de precisión (PTP)
Precision Time es compatible con el estándar IEEE 1588-2008. Titulada "Protocolo de Sincronización de Relojes de Precisión para Medición y Control en Red", la norma se denomina más comúnmente Protocolo de Precision Time v2, o simplemente PTP.
Un servidor PTP (también conocido como reloj gran maestro) sincroniza la hora en toda una red informática con una precisión de reloj en el rango de los submicrosegundos. Para lograr esta precisión, PTP requiere que todos los dispositivos sincronizados dispongan de un controlador de interfaz de red (NIC) compatible con la marca de tiempo por hardware. Este requisito de NIC se extiende a toda la infraestructura de red intermedia, incluidos los routers y switches desplegados en la red.
PTP es una solución atractiva para sistemas que requieren una gran precisión horaria, como los sistemas de medición y control. El protocolo se utiliza actualmente para sincronizar transacciones financieras, transmisiones de torres de telefonía móvil y matrices acústicas submarinas.
Principales componentes del servicio
El siguiente diagrama muestra los principales componentes del servicio de un sistema Precision Time desplegado a escala mundial. El diagrama detalla el metro de Nueva York y muestra un dispositivo en Toronto conectado al servicio Precision Time.
Definiciones
- Antena GPS - Una antena GPS es un dispositivo que recibe las distintas señales de radiofrecuencia enviadas por los satélites GPS. Las antenas convierten las señales GPS en señales electrónicas que luego emiten a los receptores GPS.
- Servidor horario de red GPS - Los servidores horarios de red GPS son dispositivos informáticos que reciben la hora con gran precisión del sistema GPS y la transmiten a los relojes de los dispositivos desplegados en la red (incluidos enrutadores, conmutadores y otros servidores). Normalmente, los servidores de tiempo soportan NTP o PTP para la sincronización del reloj.
- Reloj Grandmaster - Los relojes Grandmaster reciben información horaria basada en UTC de una referencia horaria externa, normalmente una fuente satelital GNSS (por ejemplo, GPS). Esta hora se distribuye posteriormente a los relojes de los dispositivos cliente. Cuando recibe correctamente una señal de referencia, el gran maestro obtiene la hora exacta a partir de la referencia.
- Reloj límite - Un bloque límite (BC) es un nodo de reloj que tiene dos o más puertos. Por ejemplo, un router o un conmutador Ethernet pueden funcionar como BC. Un BC generalmente tiene un puerto en el papel de reloj secundario, y los puertos restantes toman el papel de reloj maestro.
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