การวัดความหน่วงแฝงของเครือข่ายทางเดียว

นี่เป็นปริศนาเกี่ยวกับการวัดเวลาในการตอบสนองของเครือข่ายที่ฉันสร้างขึ้น ฉันเชื่อว่าทางออกคือมันเป็นไปไม่ได้ แต่เพื่อน ๆ ไม่เห็นด้วย ฉันกำลังมองหาคำอธิบายที่น่าเชื่อทั้งสองทาง (แม้ว่ามันจะถูกวางเป็นปริศนาฉันคิดว่ามันเหมาะกับเว็บไซต์นี้เพราะมันมีผลบังคับใช้กับการออกแบบและประสบการณ์ของโปรโตคอลการสื่อสารเช่นในเกมออนไลน์ไม่ต้องพูดถึง NTP)

สมมติว่าหุ่นยนต์สองตัวอยู่ในห้องสองห้องเชื่อมต่อกันโดยเครือข่ายที่มีเวลาแฝงแบบทางเดียวต่างกันดังที่แสดงในภาพด้านล่าง เมื่อหุ่นยนต์ A ส่งข้อความไปยังหุ่นยนต์ B จะใช้เวลา 3 วินาทีเพื่อให้มันมาถึง แต่เมื่อหุ่นยนต์ B ส่งข้อความไปยังหุ่นยนต์ A จะใช้เวลา 1 วินาทีในการมาถึง เวลาแฝงไม่เคยเปลี่ยนแปลง

หุ่นยนต์เหมือนกันและไม่มีนาฬิกาที่แชร์แม้ว่าพวกเขาสามารถวัดระยะเวลา (เช่นพวกเขามีนาฬิกาหยุด) พวกเขาไม่รู้ว่าใครคือหุ่นยนต์ A (ซึ่งข้อความล่าช้า 3 วินาที) และหุ่นยนต์ B (ซึ่งข้อความล่าช้า 1 วินาที)

โปรโตคอลเพื่อค้นหาเวลาไปกลับคือ:

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

มีโปรโตคอลในการพิจารณาความล่าช้าในการเดินทางเดียวหรือไม่ โรบอตสามารถค้นพบว่าอันไหนของพวกเขาที่มีความล่าช้าในการส่งข้อความที่ยาวกว่า

แผนภาพต่อไปนี้จากโพสต์ในบล็อกที่ฉันเขียนนั้นเป็นเครื่องพิสูจน์ได้ว่าเป็นไปไม่ได้:

สังเกตว่าเวลาที่แพ็คเก็ตเดินทางมาถึงในแต่ละด้านยังคงเหมือนเดิมแม้เมื่อเวลาในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทางเดียว (และกลายเป็นค่าลบ!) แพ็กเก็ตแรกจะไปถึงเซิร์ฟเวอร์ที่ 1.5s บนนาฬิกาของเซิร์ฟเวอร์เสมอส่วนที่สองจะมาถึงไคลเอ็นต์ที่ 2s บนนาฬิกาของลูกค้า ฯลฯ เนื้อหาของแพ็กเก็ตและเวลาที่มาถึงในท้องถิ่นนั้นเป็นเพียงสิ่งเดียวที่โปรโตคอลใช้ เนื้อหาและเวลาที่เดินทางมาถึงสามารถจัดขึ้นอย่างคงที่เนื่องจากความไม่สมดุลแตกต่างกันไปตามการเปลี่ยนแปลงของนาฬิกาเริ่มต้น

โดยทั่วไปความไม่สมมาตรในเวลาแฝงทางเดียวดูเหมือนว่านาฬิกาเอียง เนื่องจากปัญหาระบุว่าเราไม่เริ่มรู้การเอียงของนาฬิกาเริ่มต้นหรือความไม่สมดุลของความหน่วงแฝงแบบทางเดียวและการเปลี่ยนแปลงอย่างใดอย่างหนึ่งดูเหมือนจะแตกต่างกันดังนั้นผลกระทบของพวกมันจึงแยกไม่ออกเราจึงไม่สามารถแยกส่วน ความหน่วงแฝงแบบทางเดียวไม่สมดุล มันเป็นไปไม่ได้.

อย่างเป็นทางการมากขึ้นคุณไม่สามารถแก้ปัญหาความยาวขอบได้เมื่อกำหนดความยาวของรอบเท่านั้น พื้นฐานวงจรมีองศาอิสระซึ่งสอดคล้องกับนาฬิกาที่ไม่รู้จักเอียงเมื่อเทียบกับหนึ่งในผู้เข้าร่วม คุณสามารถซ่อนเวลาแฝงทางเดียวได้ตลอดเวลาแม้จะมีผู้เข้าร่วมหลายคน:$n-1$$n-1$

หากคุณไม่ชอบทัศนวิสัยฉันก็มีข้อโต้แย้งที่เข้าใจง่าย ลองนึกภาพพอร์ทัลเวลาถึงร้อยปีในอนาคต ในขณะที่คุณแชทกับคนในอีกด้านหนึ่งคุณจะรู้ว่าการสนทนานั้นเป็นเรื่องปกติโดยสิ้นเชิงแม้จะมีความไม่สมดุลร้อยปีในการเดินรถทางเดียว ผลกระทบใด ๆ ที่สังเกตได้จะชัดเจนในระดับนั้น!

ฉันคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณความหน่วงแฝงแบบทางเดียวโดยเปรียบเทียบนาฬิกาจับเวลา

$A$ส่งนาฬิกาของเขาสมมติว่ามันมีค่าคือ 5รับทราบข้อความ ณ เวลานั้นส่งนาฬิกาของเขาอีกครั้ง (เวลาเริ่มต้น + รอบแฝง) ได้รับในเวลา 5 และอื่น ๆ ไม่ว่าจะหรือสามารถคิดได้เมื่อหุ่นยนต์ตัวอื่นได้รับข้อความเกี่ยวกับนาฬิกา$B$$C_{A1}$
$B$$C_{B1}=1$
$A$$C_{A2}=9$
$B$$C_{B2}=5$
$A$$B$

บางทีถ้าคุณทำให้มันเป็นคำถามที่โปรดปรานใครบางคนจะแตกมัน จนกว่าจะถึงตอนนั้นรุ่งโรจน์

ฉันได้พบวิธีที่ทั้งสองค้นพบว่าโหนดใดเป็นใคร ในขณะที่คำตอบอื่น ๆ นั้นถูกต้องพวกเขาจะพิจารณาเฉพาะการวัดนาฬิกาโดยตรงเท่านั้นซึ่งแน่นอนว่าไม่สามารถใช้งานได้ อย่างไรก็ตามขณะที่ฉันกำลังพิสูจน์ที่นี่นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของเรื่องราวที่นี่เป็นอัลกอริทึมการทำงานของฉันสำหรับข้างต้น:

ถือว่าเหมือนในชีวิตจริง:

• ลิงค์ของแบนด์วิดท์ที่ จำกัด

• แต่ละโหนดมีที่อยู่ที่ไม่ซ้ำกัน (เช่น A และ B)

• ขนาดแพ็คเก็ตมีขนาดเล็กกว่าผลิตภัณฑ์ latency * bandwidth

• โหนด A และ B สามารถเติมช่องสัญญาณได้

• โหนดมีฟังก์ชันแบบสุ่ม ()

แต่ละโหนดเติมช่องสัญญาณด้วยแพ็กเก็ตของตัวเอง (ทำเครื่องหมาย A หรือ B ตามลำดับ) หรือส่งต่อแพ็กเก็ตที่ได้รับจากโหนดอื่นดังนี้:

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

คำอธิบายที่ใช้งานง่าย ตั้งแต่แบนด์วิดธ์ * สินค้าแฝงของ A จะสูงกว่า (เพราะความล่าช้าจะสูงกว่า) จะจัดการให้มีแพ็คเก็ตที่ได้รับมากขึ้นกว่า B จึงโหนดแต่ละคนสามารถรู้ว่าพวกเขาอยู่ในแผนภาพที่

นอกจากนี้มีเวลามากพอที่บรรจบกันของการทำงานดังกล่าวข้างต้นขั้นตอนวิธีอัตราส่วนของแพ็คเก็ตของ A ไป B จะแสดงถึงอัตราส่วนที่แท้จริงของความล่าช้าของ RTT A ไป B และดังนั้นจึง OTT

SIMULATION RESULT TRACE นี่คือการจำลองที่พิสูจน์ข้างต้นและแสดงให้เห็นว่าการบรรจบกันของการหน่วงเวลา 3 วินาทีสำเร็จและการบรรจบกัน B ประมาณ 1 วินาทีล่าช้า:

คำอธิบายของตัวเลข: แต่ละบรรทัดแสดงเวลา 1 วินาที (ขนาดแพ็คเก็ตถูกเลือกให้มีเวลาส่ง 1 วินาทีเพื่อความชัดเจน) โปรดทราบว่าแต่ละโหนดสามารถเริ่มต้น algo ได้ตลอดเวลาไม่ได้อยู่ในลำดับหรือเวลาใด ๆ คอลัมน์มีดังนี้:

• NODE A ได้รับ: โหนดใดที่เห็นในด้านการรับ (นี่คือ P4 ด้านล่าง)

• NODE A injects: โหนดใดที่ส่งออก (โปรดทราบว่านี่คือ A หรือ A หรือ B แบบสุ่ม)

• P1, P2, P3: สามแพ็คเก็ตที่อยู่ระหว่างทาง (ตามลำดับ) ระหว่าง A และ B (การส่ง 1 วินาทีหมายถึง 3 แพ็กเก็ตที่อยู่ระหว่างรอส่งสำหรับเวลาแฝง 3)

• NODE B ได้รับ: สิ่งที่ B เห็นในด้านการรับ (นี่คือ P3)

• Node B injects: B ใดที่ส่งออก (โปรดทราบว่านี่คือ B หรือสุ่ม A หรือ B ต่อ algo)

• P4: แพ็กเก็ตระหว่างทางจาก B ถึง A (ดู P1, P2, P3)

• A นับ: What A นับสำหรับแพ็กเก็ต A ที่ได้เห็น

• การนับ B: การนับ A สำหรับแพ็คเก็ต B ที่ได้เห็น

• B นับ A: B นับอะไรสำหรับแพ็กเก็ต A ที่เห็น

• B นับ B: สิ่งที่ B นับสำหรับแพ็กเก็ต B ที่ได้เห็น

• A-> B: เวลาแฝงที่ A ประมาณต่อ B (อัตราส่วน RTT 4 วินาทีขึ้นอยู่กับแพ็กเก็ตที่เห็น)

• B-> A: เวลาแฝงที่ B ประมาณไปยัง A (อัตราส่วน RTT 4 วินาทีขึ้นอยู่กับแพ็กเก็ตที่เห็น)

ในขณะที่เราสามารถเห็นทั้งสองโหนดมาบรรจบกันและอยู่รอบ ๆ เวลาแฝงที่แท้จริงของพวกเขา (ที่จริงเราไม่เห็นว่าสำหรับ A เพราะต้องวินาทีเพิ่มเติมเพื่อมาบรรจบกัน แต่มันมาบรรจบกันพฤติกรรมเช่นเดียวกับ B)

ตัวกรองที่ดีกว่าสามารถมาบรรจบกันได้เร็วขึ้น แต่เราสามารถเห็นได้อย่างชัดเจนว่าพวกเขาทั้งสองมาบรรจบกันรอบ ๆ ค่าที่ถูกต้องสำหรับความล่าช้าของพวกเขาดังนั้นพวกเขาสามารถรู้ได้อย่างชัดเจนว่าการล่าช้าของพวกเขา

ยิ่งไปกว่านั้นแม้ว่าแบนด์วิดท์ระหว่างลิงก์จะแตกต่างกัน แต่วิธีการข้างต้นอาจยังคงมีอยู่ (แม้ว่าจะต้องคิดให้ชัดเจนยิ่งขึ้น) โดยใช้แพ็คเก็ตคู่เพื่อคำนวณหาแบนด์วิดท์แล้วประมาณสมการสัดส่วนด้านบน

สรุป เราได้จัดทำอัลกอริทึมสำหรับทั้ง A และ B เพื่อให้ทราบตำแหน่งของพวกเขาในเครือข่ายและทราบเวลาแฝงของพวกเขาไปยังโหนดอื่นสำหรับแผนภาพข้างต้น เราใช้วิธีการประเมินการวัดเครือข่ายแทนที่จะใช้วิธีการตามนาฬิกาซึ่งไม่สามารถนำไปสู่การแก้ปัญหาอันเนื่องมาจากปัญหาการซิงค์นาฬิกาซ้ำ

หมายเหตุตอนนี้ฉันแก้ไขคำตอบนี้ให้การจำลองทั้งหมดเพราะไม่มีใครเชื่อฉันฉันแก้ไขมันเท่าที่คุณเห็นในความคิดเห็นแรก หวังว่าผลลัพธ์เหล่านี้จะช่วยให้ใครบางคนสามารถโน้มน้าวใจและอนุมัติมากขึ้นเพื่อช่วยให้ทุกคนอย่างน้อยพบข้อผิดพลาดหรือความถูกต้องในปริศนาการวัดเครือข่ายนี้!

นี่เป็นคำตอบของ @ user3134164 แต่ใหญ่เกินไปสำหรับความคิดเห็น

นี่คือความพยายามของฉันที่แสดงว่าทำไมถึงไม่สามารถใช้งานได้ (วิธีการทางคณิตศาสตร์) ลองเรียกความน่าจะเป็นที่หุ่นยนต์เลือกแพ็กเก็ตของตัวเองเมื่อได้รับหนึ่งในแพ็กเก็ตของหุ่นยนต์ตัวอื่นและความน่าจะเป็นที่หุ่นยนต์แพ็คเก็ตได้รับนั้นเป็นของตัวเอง หลังจากระบอบการปกครองแบบคงที่สำเร็จ (นั่นคือหลังจากระยะเวลา "ไม่สิ้นสุด" คือการบรรจบกันทั้งหมดเสร็จสิ้น) เรามีสิ่งต่อไปนี้:$P_x$$x$$R_x$$x$

• R 2 = ( 1 - R 1 ) × ( 1 - P 1 ) 1 - R 2 1 - P $R_1 = (1 - R_2) \times (1 - P_2)$และในทำนองเดียวกันP_1) แนวคิดก็คือถ้าหุ่นยนต์ได้รับหนึ่งในแพ็คเก็ตของตัวเองมันหมายถึงหุ่นยนต์อีกตัวที่ได้รับแทนที่จะเป็นหนึ่งในตัวมันเอง (ด้วยเหตุนี้ ) และมันก็ยังเลือกที่จะส่งมันแทนที่จะเป็นของมันเอง ผลิตภัณฑ์โดย )$R_2 = (1 - R_1) \times (1 - P_1)$$1 - R_2$$1 - P_2$
• นี้จะช่วยให้ระบบการทำงานของทั้งสองสมการที่มีสองราชวงศ์,และR_2คุณอาจต้องการแก้ไขมัน แต่มันก็ไม่สำคัญ ในความเป็นจริงอัตราส่วนที่คุณกำลังมองหาเป็นลำดับและR_2} ในขณะที่คุณสามารถสังเกตเห็นได้คำศัพท์เฉพาะที่ปรากฏในนิพจน์เหล่านั้นคือความน่าจะเป็นที่หุ่นยนต์แต่ละตัวเลือกแพ็คเก็ตของตนเองเหนืออีกอัน เวลาแฝงไม่ปรากฏในสูตรเพียงเพราะหุ่นยนต์ทั้งคู่กำลังสูบออกแพ็คเก็ตอย่างต่อเนื่องดังนั้นทั้งสองจึงรับแพ็กเก็ตอย่างต่อเนื่อง พวกเขาจะได้รับอัตราส่วนต่างกันแน่นอน แต่ขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็นที่กล่าวถึงข้างต้นเท่านั้นR 2 R $R_1$$R_2$ R$\frac{R_1}{1 - R_1}$$\frac{R_2}{1 - R_2}$

นี่คือเหตุผลที่ฉันเชื่อว่าสิ่งนี้จะนำคุณไปสู่ที่ใด โปรดชี้ข้อผิดพลาดใด ๆ ที่ฉันสามารถทำได้ในระหว่างการให้เหตุผลนี้