인터넷 시간을 지키는 까다로운 문제

Oct 15, 2023

네이트 호퍼

1977년 괴짜 엔지니어이자 컴퓨터 과학자인 David Mills는 워싱턴 DC에 본사를 둔 위성 회사인 COMSAT에 취직했습니다. Mills는 열성적인 땜장이였습니다. 그는 한때 여자친구의 삼촌을 위해 보청기를 만들었고, 종이테이프 컴퓨터를 자동차에 장착하는 방법에 대한 Ford의 설명입니다. 이제 COMSAT에서 Mills는 인터넷의 전신이 될 컴퓨터 네트워크인 ARPANET에 참여하게 되었습니다. 소수의 연구자들은 이미 네트워크를 사용하여 원격 컴퓨터를 연결하고 정보를 거래하고 있었습니다. 그러나 교환된 데이터의 충실도는 뚜렷한 결함으로 인해 위협을 받았습니다. 즉, 기계는 신뢰할 수 있는 단일 동기화 시간을 공유하지 않았습니다.

수십 년 동안 Mills는 수학, 공학 및 컴퓨터 과학 분야에서 광범위한 전문 지식을 얻었습니다. 70년대 초반에 그는 에든버러 대학의 강사로서 단파 라디오와 전신 신호를 해독하는 프로그램을 작성했습니다. 나중에 그는 주로 재미삼아 더운 여름날 전력망의 시계가 몇 초 동안 움직일 수 있는지 연구했습니다. (교대 정도는 온도뿐 아니라 전력망이 석탄을 사용하는지, 수력을 사용하는지에 따라 달라집니다.) 이제 그는 광범위한 컴퓨터 네트워크에서 시간을 유지하는 문제에 집중했습니다. Mills는 시계 시간이 합의에 대한 끊임없는 검색의 결과라는 것을 알게 되었습니다. 세계에서 가장 정확한 정부 관리 "마스터 시계"가 알려주는 시간조차도 여러 원자시계의 판독값을 조합한 것입니다. 마스터 시계는 협정 세계시(Coördinated Universal Time)로 알려져 있고 UTC로 초기화되는 국제 상용시를 생성하는 데 도움이 되도록 평균화됩니다.

ARPANET의 시간 동기화 문제를 해결하기 위해 Mills는 프로그래머가 프로토콜이라고 부르는 것, 즉 서로 다른 장치에 대한 공용어를 생성하는 규칙 및 절차의 모음을 구축했습니다. ARPANET은 실험적이고 변덕스러웠습니다. 전자 제품은 정기적으로 고장이 나고 기술적인 오작동이 흔했습니다. 그의 프로토콜은 이러한 잘못된 행위를 감지하고 수정하려고 노력했으며 독창적인 의심 시스템을 통해 시간에 대한 합의를 창출했습니다. Mills는 장난스러운 명명법에 자부심을 갖고 있었기 때문에 그의 시계 동기화 시스템은 신뢰할 수 있는 "truechimers"와 오해의 소지가 있는 "falsetickers"를 구별했습니다. 그가 설계한 Fuzzball이라는 운영 체제가 초기 작업을 용이하게 했습니다. Mills는 자신이 만든 것을 네트워크 시간 프로토콜(Network Time Protocol)이라고 불렀으며 NTP는 곧 초기 인터넷의 핵심 구성 요소가 되었습니다. 프로그래머는 컴퓨터의 시간 관리 코드를 작성할 때 해당 지침을 따랐습니다. 1988년에 Mills는 눈 깜박할 사이에 불과한 수십 밀리초 이내로 엄청나게 다른 시간을 알려주던 연결된 컴퓨터의 시계를 동기화할 수 있을 정도로 NTP를 개선했습니다. 인터넷 인프라의 선구자인 Vint Cerf는 "나는 항상 그것이 일종의 흑마술이라고 생각했습니다."라고 말했습니다.

오늘날 우리는 글로벌 시간 동기화를 당연하게 여깁니다. 이는 인터넷과 문명에 매우 중요합니다. 전력망, 금융 시장, 통신 네트워크 등의 핵심 시스템은 이를 사용하여 기록을 유지하고 원인과 결과를 분류합니다. NTP는 GPS(Global Positioning System)와 같은 위성 시스템 및 기타 기술과 협력하여 수많은 온라인 장치의 시간을 동기화합니다. 예를 들어, 정확하고 밀접하게 정렬된 원자시계의 시간은 GPS를 통해 기지국을 포함한 수많은 수신기로 방송될 수 있습니다. 이러한 수신기는 NTP 서버에 연결되어 인터넷으로 연결된 장치 전체에 시간을 분배할 수 있으며 거의 ​​모든 장치는 NTP를 실행합니다(원자 시계는 NTP 서버에 직접 시간을 공급할 수도 있습니다.). 프로토콜은 수십억 개의 장치에서 작동하여 서로 협력합니다. 모든 대륙의 시간. 사회가 이보다 더 동기화된 적은 없었습니다.

수십 년 동안 Mills는 NTP의 작동 방식을 결정한 사람이었습니다(그는 자신이 완전한 주권을 가지고 행동했다는 제안에 이의를 제기했지만). 기발하고, 까칠하고, 권위 있고 때로는 불투명합니다. 한 오랜 공동 작업자는 "그는 기꺼이 바보를 용납하지 않습니다"라고 말했습니다. 그는 인터넷의 아버지 시간의 역할을 했습니다. 그러나 그의 임기가 끝나가고 있다. 밀스는 녹내장을 가지고 태어났습니다. 그가 어렸을 때 외과의사가 왼쪽 눈의 시력 중 일부를 보존할 수 있었고 그는 항상 매우 큰 컴퓨터 디스플레이를 사용하여 작업해 왔습니다. 약 10년 전부터 그의 시력은 약해지기 시작했고, 이제 그는 완전히 시력을 잃게 되었습니다. 컴퓨터 코드를 검사하고 설명과 수정 사항을 작성하는 일은 엄청나게 지루해졌습니다. 다이어그램을 그리거나 복잡한 수학 방정식을 작성하는 것은 거의 불가능합니다.