Quel qu’il soit, un équipement informatique dispose de sa propre horloge interne (matérielle ou logicielle). Cependant, cette dernière doit impérativement être synchronisée avec les horloges des autres machines du réseau (Internet ou LAN). C’est à ce moment-là qu’entre en jeu le Network Time Protocol (NTP). Il va non seulement fournir un horaire de référence (horloge NTP) mais également permettre la synchronisation de ce dernier sur tous les ordinateurs et serveurs d’un même réseau. Alors, comment fonctionne le NTP ?
Kairos Data met à profit son savoir-faire pour vous présenter, en détail, le fonctionnement et les objectifs du NTP tout au long de cet article.
Présentation du Network Time Protocol
Issu de l’abréviation « NTP », le Network Time Protocol est un des plus anciens protocoles informatiques encore en service à ce jour. Il a été inventé par le professeur David L. Mills de l’Université du Delaware, à la suite de travaux de recherche, en septembre 1985. Par la suite, cette invention fut publiée dans la RFC (Request For Comments) n°958.
Au fil des années, le NTP a su évoluer pour gagner en fiabilité tout en tenant compte des besoins futurs (IPv6, SNTP, etc.). Il est actuellement dans sa quatrième version, faisant référence à la RFC n°5905 (juin 2010).
Utilisant les protocoles UDP (port 123) et IP, le NTP permet de synchroniser les horloges d’ordinateurs (date et heure) d’un même réseau à partir d’une machine de référence. Il s’agit généralement d’un serveur NTP.
Le Network Time Protocol n’est pas seulement un protocole de temps réseau. En effet, c’est également un logiciel qui fonctionne en arrière-plan sur Windows ou Unix. C’est aussi une suite d’algorithmes (intersection, Marzullo) traitant les valeurs de temps en vue de faire avancer ou reculer l’horloge système.
Objectifs du serveur NTP
L’objectif premier du serveur NTP est de garantir un horodatage, fiable et précis, de l’intégralité des traitements informatiques. Il est particulièrement utilisé dans les domaines suivants :
- Les bases de données distribuées : transactions, journalisation, logs, sauvegardes
- Les estampilles de documents sécurisés : certification, cryptographie,
- Les courriers électroniques (e-mail) : envoi / réception,
- Les médias (TV et radio) : programmation de contenu,
- Les réseaux informatiques : gestion,
- Le multimédia : synchronisation d’évènements en temps réel,
- L’aviation : contrôle du trafic aérien, enregistrement de la localisation des avions,
- Etc.
D’autre part, l’horodatage NTP est utile pour prouver de manière formelle l’existence d’un fichier numérique à une date et à une heure précise. De plus, il vient garantir la non-modification du document depuis cette date.
Également, le NTP sert à optimiser l’utilisation de la diversité et de la redondance des systèmes d’information. Internet, compris.
Architecture du Network Time Protocol
Le Network Time Protocol repose sur une architecture hiérarchique en réseau, répartie en plusieurs niveaux (ou strates). L’heure et la date sont donc diffusées de manière verticale à travers les niveaux, du niveau 1 jusqu’au niveau 15. Dans la majorité des cas, cela ne dépasse pas le 5ᵉ niveau.
Au sommet de cette structure, vous trouverez les horloges de référence de temps. Pilotées par radio ou par satellites, ces dernières sont des dérivés des horloges atomiques.
En dessous, les serveurs NTP de premier niveau se synchronisent sur les horloges de référence (horloges atomiques). À ce jour, 230 serveurs de niveau 1 sont recensés à travers la planète.
Par la suite, les serveurs NTP secondaires vont alors obtenir l’heure et la date des serveurs du précédent niveau en mode client/serveur. D’autre part, ces mêmes serveurs vont échanger, en mode symétrique, avec d’autres serveurs du même niveau pour s’assurer du bon horodatage (même horaire de référence).
Les serveurs de niveau inférieur, ceux du 3ème niveau dans ce cas, utilisent la même méthode de communication à savoir :
- Un mode client / serveur avec les serveurs NTP de rang supérieur,
- Et un mode symétrique avec les serveurs NTP de même rang.
Puis, les clients terminaux (serveurs et ordinateurs) vont alors se synchroniser en mode client/serveur ou en multicast en vue de recevoir un horodatage exact. Toutefois, la présence de ces clients sur le réseau n’est autorisée qu’à partir du troisième niveau.
Fonctionnement du serveur NTP
Quant au fonctionnement du Network Time Protocol, il intègre quatre modes de communication :
- Mode client / serveur : un client va émettre une requête de synchronisation de temps (horloge NTP). Dès réception du message, le serveur entre alors en communication avec le client,
- Mode symétrique actif : un serveur demandera l’heure et la date auprès d’un autre serveur de même niveau. Ces deux systèmes se synchroniseront ainsi de façon simultanée,
- Mode symétrique passif : ce troisième mode reprend le principe de fonctionnement du précédent mode. Mais contrairement à ce dernier, ici, le serveur ne se synchronisera qu’après avoir été sollicité par un autre serveur,
- Mode multicast : le serveur NTP de niveau supérieur va diffuser une information horaire à tous les clients du même réseau.
Finalement, le Network Time Protocol se révèle être le système de synchronisation horaire (horloge NTP) d’équipements informatiques le plus utilisé dans le monde. Sa popularité est due à sa facilité de mise en place, à son efficacité et à son excellente fiabilité. Cependant, il faut faire attention à bien protéger les serveurs NTP.
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