インターネットの時間を守るという厄介な問題

Oct 15, 2023

ネイト・ホッパー著

1977 年、風変わりなエンジニア兼コンピューター科学者であるデイビッド ミルズは、ワシントン DC に本社を置く衛星企業である COMSAT に就職しました。ミルズは根っからのいじくり好きでした。かつてガールフレンドの叔父のために補聴器を作ったこともあり、補聴器の相談にも乗っていたこともありました。紙テープコンピュータがどのように自動車に搭載されるかについてフォードが語る。 現在、ミルズ氏は COMSAT で、インターネットの前身となるコンピュータ ネットワークである ARPANET に関与するようになりました。 すでに少数の研究者がネットワークを使用して、離れたコンピュータに接続し、情報を取引していました。 しかし、交換されるデータの忠実性は明らかな欠陥によって脅かされていました。マシンは単一の信頼できる同期時間を共有していなかったのです。

ミルズ氏は数十年にわたり、数学、工学、コンピューターサイエンスの幅広い専門知識を習得してきました。 70 年代初頭、エディンバラ大学の講師として、彼は短波ラジオと電信信号を解読するプログラムを作成しました。 その後、主に趣味で、暑い夏の日中に送電網の時計が数秒間どのように変動するかを研究しました。 (変化の程度は気温だけでなく、送電網が石炭を使用するか水力発電を使用するかにも依存します。) 次に、彼は遠く離れたコンピューター ネットワーク全体で時間を維持するという問題に集中しました。 ミルズ氏は、時計の時間はコンセンサスを求める終わりのない探求の結果であると学びました。 世界で最も正確な政府管理の「マスタークロック」によって伝えられる時刻でさえ、いくつかの原子時計の測定値を合成したものです。 マスタークロックは、協定世界時として知られる国際常用時間を作成するために平均化され、UTC として初期化されます。

ARPANET 上の時刻同期の問題を解決するために、ミルズはプログラマーがプロトコルと呼ぶもの、つまり異種デバイスの共通語を作成するルールと手順の集合を構築しました。 ARPANET は実験的で気まぐれでした。電子機器は定期的に故障し、技術的な不正行為はよくありました。 彼の議定書は、これらの悪行を発見して正すことを目的としており、巧妙な疑惑システムを通じて当時のコンセンサスを生み出しました。 ミルズは、気の利いた命名法に誇りを持っていたため、彼の時計同期システムは、信頼できる「真正者」と誤解を招く「偽ティッカー」を区別していました。 彼が設計した Fuzzball というオペレーティング システムにより、初期の作業が容易になりました。 ミルズは自分の創作物をネットワーク タイム プロトコルと呼び、NTP はすぐに初期のインターネットの重要なコンポーネントになりました。 プログラマーは、コンピューターの時刻管理コードを作成する際に、その指示に従いました。 1988 年までに、ミルズは NTP を改良し、大きく異なる時刻を伝えていた接続されたコンピュータのクロックを数十ミリ秒以内 (瞬きのほんの一瞬) で同期できるようになりました。 「それは一種の黒魔術だといつも思っていました」とインターネットインフラストラクチャーの先駆者であるヴィント・サーフは私に語った。

今日、私たちは地球規模の時刻同期を当然のことと考えています。 それはインターネットにとって、ひいては文明にとっても重要です。 電力網、金融市場、電気通信ネットワークなどの重要なシステムは、記録を保持し、原因と結果を分類するためにこれに依存しています。 NTP は、全地球測位システム (GPS) などの衛星システムやその他のテクノロジーと連携して、多くのオンライン デバイスの時刻を同期します。 たとえば、正確で厳密に調整された原子時計によって維持される時刻は、GPS 経由で携帯電話の塔を含む多数の受信機にブロードキャストできます。 これらの受信機を NTP サーバーに接続すると、インターネットでリンクされたデバイス間で時刻が分散され、そのほとんどすべてが NTP を実行します (原子時計は時刻を NTP サーバーに直接供給することもできます)。このプロトコルは数十億のデバイスで動作し、連携します。各大陸の時間。 社会はかつてないほど同期化しています。

ミルズ氏は何十年もの間、NTP がどのように機能するかを決定してきた人物でした (ただし、ミルズ氏は完全な主権を持って行動するという意見には異議を唱えています)。 風変わりで、とげとげしく、権威があり、そして時には不透明で、「彼は愚か者を喜んで苦しめるような人ではない」と、長年の協力者の一人は語った。彼はインターネットの父としての役割を果たしてきた。 しかし、彼の任期は終わりに近づいている。 ミルズは緑内障を患って生まれました。 彼が子供の頃、外科医は左目の視力の一部を救うことができ、常に非常に大きなコンピューターディスプレイを使用して仕事をしてきました。 10年ほど前から視力が衰え始め、現在は全盲となっている。 コンピューターコードを調べて説明や修正を書き出すのは、ひどく退屈なものになっています。 図を描いたり、複雑な数式を組み立てたりすることはほぼ不可能です。