단방향 네트워크 대기 시간 측정

이것은 내가 만든 네트워크 대기 시간 측정에 관한 퍼즐입니다. 해결책은 불가능하지만 친구들은 동의하지 않는다고 생각합니다. 어느 쪽이든 설득력있는 설명을 찾고 있습니다. (이 퍼즐은 NTP는 말할 것도없고 온라인 게임과 같은 통신 프로토콜의 디자인과 경험에 적용 할 수 있기 때문에이 웹 사이트에 적합하다고 생각합니다.)

아래 그림과 같이 단방향 대기 시간이 다른 네트워크로 연결된 두 개의 로봇이 두 개의 방에 있다고 가정합니다. 로봇 A가 로봇 B에 메시지를 보내면 로봇이 도착하는 데 3 초가 걸리지 만 로봇 B가 로봇 A에 메시지를 보내면 도착하는 데 1 초가 걸립니다. 지연 시간은 변하지 않습니다.

로봇은 동일하며 공유 시계가 없지만 시간의 경과를 측정 할 수 있습니다 (예 : 스톱워치). 그들은 로봇 A (메시지가 3 초 지연됨)이고 로봇 B (메시지가 1 초 지연됨)인지 알 수 없습니다.

왕복 시간을 발견하는 프로토콜은 다음과 같습니다.

whenReceive(TICK).then(send TOCK)

// Wait for other other robot to wake up
send READY
await READY
send READY

// Measure RTT
t0 = startStopWatch()
send TICK
await TOCK
t1 = stopStopWatch()
rtt = t1 - t0  //ends up equalling 4 seconds

편도 여행 지연을 결정하는 프로토콜이 있습니까? 메시지 전송 지연이 더 긴 로봇을 로봇이 발견 할 수 있습니까?

내가 작성한 블로그 게시물 의 다음 다이어그램 은 불가능하다는 시각적 증거입니다.

단방향 대기 시간이 변경 되어도 음수가되는 경우에도 각 측의 패킷 도착 시간이 동일하게 유지됩니다. 첫 번째 패킷은 항상 서버 시계에서 1.5 초에 서버에 도달하고, 두 번째 패킷은 항상 클라이언트 시계에서 2 초에 클라이언트에 도달합니다. 패킷 내용과 로컬 도착 시간은 프로토콜의 기반이 될 수있는 유일한 것입니다 . 초기 클록 스큐를 변화시킴으로써 비대칭 성이 변하기 때문에 내용 및 도착 시간은 일정하게 유지 될 수있다.

기본적으로 단방향 대기 시간의 비대칭은 클럭 스큐와 정확히 같습니다. 문제는 초기 클럭 스큐 또는 단방향 레이턴시 비대칭성에 대해 알기 시작하지 않기 때문에 변화하는 것들은 다른 것을 변화시키는 것처럼 보이기 때문에 그 효과를 구별 할 수 없으므로 우리는 해결하기 위해 기여를 분리 할 수 ​​없습니다 단방향 대기 시간 비대칭. 그것은 불가능.

$n-1$$n-1$

시각적으로 기울어지지 않았다면 또 다른 직관적 인 주장이 있습니다. 앞으로 백 년의 시간 포털을 상상해보십시오. 상대방과 대화를 나눌 때, 일방 지연으로 수백년의 비대칭에도 불구하고 대화가 완전히 정상임을 알 수 있습니다. 그 규모에서 관찰 가능한 모든 효과가 분명했을 것입니다!

나는 스톱워치를 비교하는 것만으로 단방향 대기 시간을 파악하는 것이 불가능하다고 생각합니다.

$A$$B$$C_{A1}$
$B$$C_{B1}=1$
$A$$C_{A2}=9$
$B$$C_{B2}=5$
$A$$B$

어쩌면 당신이 현상금 질문을하면 누군가가 그것을 금할 것입니다. 그때까지, kudos.

나는 어느 노드가 누구인지 (즉, 더 긴 메시지 지연을 가진) 노드를 발견하고 단방향 트립 지연을 추정하는 방법을 발견했습니다. 다른 답변은 정확하지만 직접 클럭 측정에 접근하는 것은 고려할 수 없습니다. 그러나 내가 여기에서 증명하는 것처럼 이것은 위의 작업 알고리즘과 마찬가지로 이야기의 일부 일뿐입니다.

실제 생활에서와 같이 가정하십시오.

• 유한 대역폭 링크 b

• 각 노드에는 고유 한 주소가 있습니다 (예 : A 및 B)

• 대역폭 * 지연 시간 제품보다 훨씬 작은 패킷 크기 p

• 노드 A와 B는 채널을 채울 수 있습니다

• 노드에는 random () 함수가 있습니다

각 노드는 자체 패킷으로 채널을 채우거나 (각각 A 또는 B로 표시) 다음과 같이 다른 노드에서 수신 한 패킷을 전달합니다.

Always fill the channel with my own packets except:
if I receive a packet from another node then
   Randomly choose to 
          either forward that packet from the other node
          or discard that packet and forward my own packet

직관적 인 설명 A의 대역폭 * 지연 시간 제품이 높기 때문에 (지연 시간이 길기 때문에) A는 B보다 더 많은 패킷을 수신하게되므로 각 노드가 다이어그램에있는 사람을 알 수 있습니다 .

또한, 상기 알고리즘을 실행 하기에 충분한 수렴 시간 을 갖는 경우, A 대 B의 패킷의 비율은 A 대 B 의 RTT 지연의 실제 비율 및 따라서 원하는 OTT를 나타낼 것이다 .

시뮬레이션 결과 추적 위의 내용을 입증하고 A가 3 초 지연으로 수렴하고 B가 약 1 초 지연으로 수렴하는 방법을 보여주는 시뮬레이션이 있습니다.

도면의 설명 : 각 라인은 1 초의 시간을 나타낸다 (명확성을 위해 1 초의 전송 시간을 갖도록 패킷 크기가 선택됨). 각 노드는 특정 순서 나 시간이 아닌 언제든지 알고리즘을 시작할 수 있습니다. 열은 다음과 같습니다.

• NODE A 수신 : 노드 A가 수신 측에서 보는 것 (이것은 아래 P4이기도 함)

• 노드 A가 주입 : 노드 A가 보내는 것 (이것은 A이거나 무작위로 A 또는 B입니다)

• P1, P2, P3 : A와 B 사이에서 순서대로 전송되는 3 개의 패킷 (1 초 전송 수단은 3 개의 대기 시간 동안 3 개의 패킷이 전송됨을 의미)

• NODE B 수신 : B가 수신 측에서 보는 것 (이것은 P3 임)

• NODE B 주입 : B가 보내는 것 (이것은 B 또는 알고 당 무작위로 A 또는 B입니다)

• P4 : B에서 A로 전송되는 패킷 (P1, P2, P3 참조)

• A 카운트 A : A 패킷이 본 A 패킷의 개수

• A 카운트 B : 본 A 패킷에 대해 어떤 A 카운트

• B counts A : 본 A 패킷에 대한 B 계수

• B counts B : 본 B 패킷에 대한 B 카운트

• A-> B : A가 B에 대해 추정 한 대기 시간 (표시된 패킷을 기준으로 4 초의 RTT 비율)

• B-> A : B가 A에 대해 추정 한 대기 시간 (표시된 패킷을 기준으로 4 초의 RTT 비율)

우리는 두 노드가 수렴하고 실제 대기 시간을 유지하는 것을 볼 수 있습니다 (실제로 우리는 수렴하는 데 더 많은 초가 필요하기 때문에 A에 대해서는 보이지 않지만 B와 동일한 동작을 수렴합니다)

더 나은 필터는 더 빨리 수렴 할 수 있지만 지연에 대한 올바른 값을 중심으로 어떻게 수렴되는지 명확하게 알 수 있으므로 지연을 정확히 알 수 있습니다 (심지어 그림에 대해서만 추정값을 표시하더라도).

또한 링크 간의 대역폭이 다른 경우에도 패킷 쌍을 사용하여 대역폭 추정치를 파악한 다음 위의 비례 방정식에 적용하여 위의 방법을 계속 유지할 수 있습니다 (더 확실하게 생각해야하지만).

결론 A와 B 모두 네트워크에서의 위치를 ​​알고 위 다이어그램의 다른 노드에 대한 대기 시간을 알 수있는 알고리즘을 제공했습니다. 우리는 재귀 클록 동기화 문제로 인해 실제로 솔루션을 이끌어 낼 수없는 클록 기반 접근 방식보다는 네트워크 측정 추정 방법을 사용했습니다.

참고 첫 번째 주석에서 볼 수있는 한 아무도 그것을 해결했다고 생각하지 않기 때문에 모든 시뮬레이션을 제공하는이 답변을 편집했습니다. 이 결과로 누군가가이 네트워크 측정 퍼즐에서 적어도 하나의 오류나 정확성을 찾도록 도와 줄 수있는 사람을 더 확신하고 승인 할 수 있기를 바랍니다.

이것은 @ user3134164에 대한 답변이지만 댓글에 비해 너무 큽니다.

$P_x$$x$$R_x$$x$

• $R_1 = (1 - R_2) \times (1 - P_2)$$R_2 = (1 - R_1) \times (1 - P_1)$$1 - R_2$$1 - P_2$
• $R_1$$R_2$$\frac{R_1}{1 - R_1}$$\frac{R_2}{1 - R_2}$

이것이 내가 당신을 아무데도 이끌 수 없다고 믿는 이유입니다. 이 추론 중에 내가 저지른 실수를 지적하십시오.