NTP Stratum: Stufen und Accuracy-Budgets

In NTP Architekturen hören Sie Begriffe wie "Stratum 1" oder "Stratum 3". Das ist ein hierarchisches Ranking von Uhren basierend auf der Entfernung zur ursprünglichen Zeitquelle — und es bestimmt stark, wie genau jede Ebene ist.

Was bedeutet jede Stratum-Stufe?

• Stratum 0: die fundamentale Zeitquelle — eine Atomuhr in einem nationalen Labor, ein GPS Satellit, ein GNSS Receiver. Nicht direkt netzwerkzugänglich.
• Stratum 1: ein NTP Server, der sich direkt mit einer Stratum-0-Quelle über Hardware synchronisiert (GNSS Antenne, IRIG Kabel, etc.). Sehr genau — typisch Sub-100 μs.
• Stratum 2: synchronisiert mit einem oder mehreren Stratum-1-Servern über Netzwerk. Genauigkeit: 1–10 ms LAN, Dutzende ms über WAN.
• Stratum 3: synchronisiert mit Stratum 2. Genauigkeit: 10–100 ms typisch.
• Stratum 4–15: noch weiter abgeleitet. In der Praxis selten für IT-Zwecke verwendet.
• Stratum 16: unsynced (der Server vertraut seiner eigenen Zeit nicht).

Was bedeutet das für Ihr Netzwerk?

In einem typischen Büro- oder Rechenzentrum-Deployment:

• Platzieren Sie einen oder zwei Stratum-1-Server (zum Beispiel ein NTP100-GNSS + GMR redundant) als Quelle
• Lassen Sie wichtige Applikationsserver (Datenbank, Monitoring, SIEM) sich gegen diese Stratum 1 synchronisieren — diese werden Stratum 2
• Workstations, IoT-Geräte, Uhren synchronisieren sich gegen die Stratum-2-Server — diese werden Stratum 3
• Redundanz: Jeder Client kann sich gegen 3+ NTP Server gleichzeitig synchronisieren, sodass ein Ausfall kein Drama ist

Wie viel Genauigkeit verlieren Sie pro Stratum-Ebene?

Jeder Hop fügt Unsicherheit hinzu. Eine grobe Faustregel:

Ebene	Typische Accuracy LAN
Stratum 1 (eigener GNSS Server)	10–100 μs
Stratum 2 (Server hier im Rechenzentrum)	0,5–5 ms
Stratum 3 (Client-PC)	5–50 ms
Stratum 4+	hängt ab

Ausreichend für 99 % der geschäftlichen Anwendungen — TLS Zertifikat-Validierung, Audit-Trail-Sortierung, Datenbank-Replikation.

Wann wird es nicht genug?

• High-Frequency Trading: verlangt Sub-Millisekunde, also Stratum 1 direkt + PTP
• Broadcast Frame-Sync: Stratum 1 + PTP oder sogar SMPTE 2110
• Digital Substation IEC 61850: PTP Grandmaster statt NTP Hierarchie
• Scientific Timing: direkte Atomuhr oder GPS disziplinierter Rubidium

In diesen Fällen sprechen Sie über eine grundlegend andere Architektur — PTP, nicht NTP. Siehe unseren Artikel NTP vs PTP.

Praxis über Daylight

Für die meisten Kunden ist 1 Stratum-1-Server + Redundanz ausreichend. Zu viele Kunden kaufen 3 Stratum-1-Server, weil sie "mehr wollen". Rufen Sie Daylight an, und wir zeichnen die Architektur gemeinsam — weniger Hardware kann auch hervorragend funktionieren.

Quellen

• RFC 5905 — NTPv4 Spezifikation Abschnitt 3 über Stratum
• NTP Pool Project — Beispiel einer weltweiten Stratum-2/3-Distribution