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10A-VS.md

File metadata and controls

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Clock-Synchronisation

Was sind die Voraussetzung für Uhr-Synchronisierung?

  • Timer:
    • Schaltung in Computern, welche die Zeit verwaltet
    • Quarzkristall unter Spannung schwingt mit bestimmter Frequenz
    • Zählerregister zählen Schwingungen mit und erzeuge Interrupts in bestimmten Intervallen.
  • Uhr-Tick
    • ein, durch den Timer erzeugter Interrupt
    • z.B. Timer mit H=60 erzeugt 216'000 Ticks pro Stunde
  • Uhr-Asymmetrie:
    • Unterschiede von Zeitwerten verschiedener Uhren
    • auch wenn diese ursprüngliche synchronisiert waren
    • Zeitwerten laufen auseinander weil Kristalle unterschiedlich sind
    • ausserdem Schwingen sie mit unterschiedlichen Frequenzen schwingen

Was sind die Probleme des Algorithmus von Cristian?

  • Grosses Problem: Zeit kann nicht rückwärts laufen
    • Zeit vom Zeitserver liegt in der Vergangenheit der lokalen Zeit
    • Uhr kann nicht einfach zurück gedreht werden, da inkonsistente Zustände im System entstehen könnten
    • Lösung: Verlangsamung der lokalen Zeit, bis Zeitdifferenz ausgeglichen
  • Kleines Problem: Antwort des Zeitservers braucht Zeit
    • Laufzeit der Anfrage kann nicht genau bestimmt werden
    • abhängig von Netzwerklast
    • Kompensation durch mehrfache Messung der Dauer der Anfrage
    • Adaption des vom Zeit-Servers gelieferten Wert

Was ist NTP?

  • Network Time Protocol
  • Zweck: Synchronisierung von Rechneruhren im Internet
  • NTP-Dämon auf fast allen Rechnerplattformen verfügbar
  • erreichbare Genauigkeiten von ca. 0.01s in WANs und kleiner als 1ms in LANs
  • Fehlertolerant

Was sind die wichtigen Punkten bei der Uhren Synchronisation?

  • die Bestimmung der Zeit ist unverzichtbar zur Koordination von Aktivitäten
  • Zeitwerte verschiedener Uhren laufen auseinander
    • zwei Algorithmen, Cristian und Berkeley, sind zur Synchronisierung möglich
  • Lamport: es ist ausreichend, wenn sich alle Maschinen über dieselbe Zeit einig sind
  • eine Übereinstimmung mit der Zeit ausserhalb des Systems ist nicht notwendig
  • die Happened-Before-Relation besagt
    • dass eine Nachricht nicht empfangen werden kann, bevor sie gesendet wurde
  • beim Lamport-Zeitstempel wird die Uhrzeit des sendenden Prozesses mitgegeben
  • der empfangende Prozess richtete seine Uhrzeit nach dem Zeitstempel + 1
  • die Uhrzeit muss immer vorwärts laufen