Concepts techniques

Equinix Precision Time reçoit l'heure exacte des sources GNSS, puis utilise des protocoles horaires standard pour distribuer cette heure sur le réseau.

La source de temps de précision

Precision Time fournit une heure précise à partir du système mondial de navigation par satellite (GNSS), y compris le système mondial de positionnement (GPS), à l'aide de récepteurs GNSS.

Sources de temps GNSS et redondance

L'infrastructure Precision Time utilise des récepteurs GNSS redondants capables de recevoir le signal GPS avec précision pour fournir une heure exacte. En outre, les récepteurs GNSS sont équipés d'horloges atomiques au Rubidium pour assurer la précision de la synchronisation si, pour une raison quelconque, la connectivité au signal GPS est perdue.

Le récepteur GNSS et les antennes utilisés dans l'infrastructure Precision Time peuvent recevoir des signaux provenant de plusieurs constellations GNSS, notamment GPS L1, GLONASS L1, BeiDou B1, Galileo E1 et QZSS L1. Ensemble, ces sources de temps fournissent plusieurs niveaux de redondance.

Precision Time Server 1 et Time Server 2 reçoivent chacun l'heure d'une horloge GPS distincte : l'une provient de la chaîne de synchronisation de la ville de New York (NY) et l'autre de la chaîne de synchronisation de la Silicon Valley (SV), ce qui garantit la redondance des sources de synchronisation indépendantes.

Horloges de grand maître et précision du maintien de l'ordre

Les horloges grand maître compatibles avec le GNSS utilisent des oscillateurs au rubidium qui offrent une précision inférieure à la microseconde lorsqu'ils sont verrouillés avec la source GNSS (GPS). Même en cas de perte de connectivité avec la source, le service peut maintenir un niveau de précision inférieur à la microseconde.

Si un récepteur GNSS fournissant l'heure précise à l'infrastructure Precision Time perd la connectivité avec les constellations de satellites, le service s'appuie sur des mécanismes de redondance intégrés. Lorsque toutes les sources de signaux GNSS, y compris le GPS et d'autres constellations, sont indisponibles, l'oscillateur au rubidium de chaque horloge grand maître assure le maintien de la synchronisation. Cela permet au service de maintenir une précision de synchronisation allant jusqu'à 1,5 milliseconde sur une période de 24 heures.

Serveurs de temps et lieux de service

Au sein d'un emplacement de service Precision Time donné (par exemple, Silicon Valley ou New York), deux sources de temps de référence GNSS redondantes fournissent l'heure à toutes les instances de serveurs de temps. Tous les serveurs de synchronisation d'un même lieu de service utilisent la même source de temps sous-jacente, ce qui garantit une livraison cohérente et synchronisée du temps.

Lorsque deux connexions de service sont provisionnées pour le même emplacement de service Precision Time, les sources de temps de référence GNSS sous-jacentes sont partagées entre les deux connexions. Cependant, chaque connexion de service EPT est soutenue par sa propre instance de serveur de synchronisation isolée. Bien que la référence GNSS soit commune, le serveur de temps EPT 1 sur une connexion de service n'est pas la même instance que le serveur de temps EPT 1 sur l'autre. Les serveurs de synchronisation ne partagent pas le trafic ou le traitement et fonctionnent indépendamment les uns des autres.

Les serveurs de temps sont des serveurs physiques équipés de cartes NIC très performantes, où une paire d'espaces de noms est créée à partir de deux serveurs différents. Un serveur fonctionne en tant que serveur de temps 1 et l'autre serveur en tant que serveur de temps 2.

Protection contre les interférences GNSS

Les services GNSS sont susceptibles de subir des interférences dues au brouillage, qui se produit lorsqu'un signal est diffusé sur la même fréquence que les signaux GNSS, les noyant ainsi, et au spoofing, lorsqu'un "faux" signal est diffusé directement vers une antenne cible, l'amenant à converger vers une solution incorrecte.

Precision Time protège ses signaux de synchronisation GNSS à l'aide d'une technologie de pare-feu GNSS intégrée au sein de ses serveurs GNSS. Cette capacité est fournie par l'intégration du logiciel BroadShield d'Orolia avec les récepteurs GNSS. Les signaux GNSS sont surveillés en permanence pour détecter tout signe de brouillage ou d'usurpation. Lorsque des interférences sont détectées, la liaison GNSS avec l'antenne est désactivée et l'heure continue d'être servie à l'aide de l'oscillateur au rubidium intégré dans les serveurs GNSS.

note

L'intégration du logiciel BroadShield d'Orolia n'est pas disponible dans les centres de services de Hong Kong.

Mise en œuvre de Precision Time grandmaster

Le grand maître visible par les clients dans le service Precision Time est une implémentation matérielle personnalisée et horodatée développée par Equinix pour prendre en charge la multi-location sécurisée. Chaque service Precision Time dispose d'un processus unique qui le dessert, avec une isolation totale, via une connexion virtuelle Equinix Fabric. Cela vous permet d'ajuster des paramètres tels que les adresses IP, les domaines et les valeurs de priorité en fonction de votre environnement local. Toute la configuration du réseau et du protocole dans le service est adaptée à votre connexion et aucun élément de protocole n'est partagé avec d'autres.

Le seul élément partagé entre les différentes connexions des clients est la base de temps stable pour les horodatages matériels. Et sur chaque site du service Precision Time, Equinix exploite plusieurs serveurs GNSS protégés par des mesures anti-brouillage et anti-spoofing, reliés entre eux par du matériel White Rabbit. Ces serveurs créent la base de temps stable utilisée par toutes nos instances Precision Time Grandmaster.

Protocoles temporels pris en charge

Precision Time prend en charge deux protocoles horaires pour synchroniser les horloges sur un réseau :

• Protocole de temps réseau (NTP)
• Protocole de temps de précision (PTP)

Bien que la précision du temps du PTP soit meilleure que celle du NTP, le NTP a la capacité de synchroniser plus d'appareils sur le réseau avec une faible surcharge du réseau.

Vous pouvez configurer votre réseau avec l'un ou l'autre des protocoles (NTP ou PTP). Quel que soit le protocole utilisé, l'heure provient de la source de temps Precision Time et est envoyée sur le réseau afin que tous les appareils connectés puissent se synchroniser à l'heure exacte.

Protocole de temps réseau (NTP)

Precision Time prend en charge ces normes NTP :

• NTPv3 (RFC 1305)
• NTPv4 (RFC 5905)

NTP est un protocole de réseau léger et standard utilisé pour la synchronisation des horloges. Le NTP est destiné à synchroniser tous les ordinateurs participants d'un réseau à quelques millisecondes près de l'heure UTC. Les serveurs NTP synchronisent généralement les appareils d'un réseau à l'aide de GNSS ou d'autres serveurs de temps qui peuvent tracer leur temps jusqu'à une véritable source de temps via un réseau d'homologues.

NTP est généralement décrit comme un système client-serveur, mais il peut tout aussi bien être utilisé dans le cadre de relations pair-à-pair, où les deux pairs considèrent l'autre comme une source potentielle de temps réel. Bien que NTP soit facile à configurer, il peut être moins sûr que PTP lorsqu'il est utilisé sur l'internet public.

Protocole de temps de précision (PTP)

Precision Time prend en charge la norme IEEE 1588-2008. Intitulée "Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control", cette norme est plus communément appelée Precision Time Protocol v2, ou simplement PTP.

Un serveur PTP (également connu sous le nom d'horloge grand maître) synchronise l'heure sur l'ensemble d'un réseau informatique avec une précision de l'ordre de la sub-microseconde. Pour atteindre cette précision, le protocole PTP exige que tous les appareils synchronisés disposent d'un contrôleur d'interface réseau (NIC) prenant en charge l'horodatage matériel. Cette exigence de la carte d'interface réseau se répercute sur toute l'infrastructure intermédiaire du réseau, y compris les routeurs et les commutateurs déployés dans le réseau.

Le protocole PTP est une solution attrayante pour les systèmes qui nécessitent une grande précision temporelle, tels que les systèmes de mesure et de contrôle. Le protocole est actuellement utilisé pour synchroniser les transactions financières, les transmissions des tours de téléphonie mobile et les réseaux acoustiques sous-marins.

Principales composantes du service

Le diagramme ci-dessous présente les principaux composants de service d'un système Precision Time déployé à l'échelle mondiale. Le diagramme détaille le métro de New York et montre un appareil à Toronto connecté au service Precision Time.

Définitions

• Antenne GPS - Une antenne GPS est un dispositif qui reçoit les signaux radioélectriques distincts envoyés par les satellites GPS. Les antennes convertissent les signaux GPS en signaux électroniques qu'elles diffusent ensuite aux récepteurs GPS.
• Serveur de temps de réseau GPS - Les serveurs de temps de réseau GPS sont des dispositifs informatiques qui reçoivent l'heure très précise du système GPS et diffusent cette heure aux horloges des dispositifs déployés sur le réseau (y compris les routeurs, les commutateurs et d'autres serveurs). En règle générale, les serveurs de temps prennent en charge le protocole NTP ou PTP pour la synchronisation des horloges.
• Horloge grand maître - Les horloges grand maître reçoivent des informations temporelles basées sur l'UTC à partir d'une référence temporelle externe, le plus souvent une source satellite GNSS (par exemple, GPS). Cette heure est ensuite distribuée en aval aux horloges des appareils clients. Lorsqu'elle reçoit avec succès un signal de référence, l'horloge grand maître en déduit l'heure exacte.
• Horloge frontière - Un bloc frontière (BC) est un nœud d'horloge qui possède deux ports ou plus. Par exemple, un routeur ou un commutateur Ethernet peut être capable de fonctionner comme un BC. Un BC possède généralement un port jouant le rôle d'horloge secondaire, les autres ports jouant le rôle d'horloge maîtresse.
• Equinix Fabric - Connecte de manière sécurisée, directe et dynamique des infrastructures distribuées et des écosystèmes numériques à l'aide de la plateforme mondiale Equinix. Utilisez le [Customer Portal pour établir des connexions réseau sécurisées, à la demande, de centre de données à centre de données en connectant vos centres de données aux ports Equinix Fabric. Pour plus de détails, consultez la documentation Fabric.