เวลาไป-กลับกับช่วงห่างของแพ็กเกต

ปริมาณนอกระบบ · แสดงเป็นวินาที SI · RTT และ Δt ระหว่างแพ็กเกต

ในปี 1983 ไมก์ มูสส์ ขณะสางเหตุขัดข้องในเครือข่ายหนึ่ง ได้เขียนโปรแกรมเล็ก ๆ ขึ้นในเย็นเดียว โปรแกรมนั้นส่งคำขอสั้น ๆ ไปยังเครื่องหนึ่งแล้วพิมพ์เวลาที่ผ่านไปจนกว่าจะได้คำตอบ ชื่อนั้นเขาเอามาจากคนโซนาร์: เรือดำน้ำส่งเสียงคลิกออกไปแล้วเงี่ยหูฟังเสียงสะท้อน ระยะทางคำนวณจากผลต่างเวลาเพียงค่าเดียว จากนิสัยการวัดเช่นนี้เองที่หน่วยนี้ถือกำเนิด: สิ่งที่บันทึกไว้มิใช่ขาไปและมิใช่ขากลับ หากคือห่วงทั้งวง

ความละเอียดอ่อนอยู่ตรงที่การไป-กลับวัดด้วยนาฬิกาเพียงเรือนเดียว คำขอออกจากเครื่องเดียวกับที่คำตอบมาถึง ผลต่างของค่าที่อ่านได้จึงไม่ขึ้นกับว่านาฬิกาปลายทางตรงกันหรือไม่ ส่วนความหน่วงทางเดียวนั้นไม่ได้มาง่าย ๆ เช่นนี้ — ต้องมีนาฬิกาที่ตรงกันละเอียดยิ่งกว่าตัวความหน่วงเอง นั่นคือมีระเบียบส่งเวลาต่างหาก หรือมีเครื่องรับเวลาจากดาวเทียมที่ปลายทั้งสอง

01 · นิยาม

เวลาไป-กลับคือช่วงระหว่างการส่งแพ็กเกตออกไปกับการมาถึงของคำตอบต่อแพ็กเกตนั้น วัดด้วยนาฬิกาเรือนเดียวกัน ส่วนช่วงห่างของแพ็กเกตคือเวลาระหว่างการปล่อยแพ็กเกตสองชิ้นที่อยู่ติดกันในสายเดียวกัน ผู้กำหนดมิใช่เครือข่าย หากคือผู้ที่ใส่ภาระให้แก่มัน

การไป-กลับประกอบด้วยสามส่วนที่มีธรรมชาติต่างกัน และการแยกแยะย่อมมีความหมาย เพราะแต่ละส่วนแก้ไขคนละอย่าง ส่วนแรกคือเวลาการแผ่ ซึ่งความยาวของเส้นทางและความเร็วแสงในเส้นใยเป็นผู้กำหนด และไม่ยอมอ่อนข้อให้สิ่งใดนอกจากสายที่สั้นกว่า ส่วนที่สองคือการเรียงส่ง เวลาที่ดันแพ็กเกตออกสู่สาย ยิ่งสายเร็วก็ยิ่งน้อย ส่วนที่สามคือการรอคิวในบัฟเฟอร์ของโหนดกลางทาง และมีเพียงส่วนนี้เท่านั้นที่ขึ้นกับว่าเครือข่ายในขณะนั้นหนาแน่นเพียงใด

จากตรงนี้เองมีข้อเท็จจริงที่ไม่ค่อยเห็นชัดโผล่ออกมา: จะขยายสายให้กว้างขึ้นสิบเท่าก็ได้ แต่การไป-กลับไม่เปลี่ยนแม้แต่น้อย เพราะการขยายเอาออกไปได้เพียงการเรียงส่ง ส่วนคิวและความยาวของเส้นทางยังคงอยู่ที่เดิม ยิ่งกว่านั้น ในบัฟเฟอร์ที่ทำไว้เผื่อ «ไว้ก่อน» แพ็กเกตไม่สูญหายแต่รอคอย และภายใต้ภาระการไป-กลับโตขึ้นถึงระดับวินาที — นี่คือภัยที่ถูกเรียกว่า bufferbloat

ช่วงห่างของแพ็กเกตมิได้อยู่ข้าง ๆ โดยบังเอิญ: แทบทุกสิ่งที่เกิดกับสายข้อมูลถูกตัดสินด้วยอัตราส่วนของช่วงห่างต่อการไป-กลับ ตราบใดที่แพ็กเกตออกไปบ่อยกว่าที่การตอบรับกลับมา ผู้ส่งก็ทำงานอย่างคนตาบอด และต้องคงข้อมูลไว้ในเส้นทางเท่าที่มันบรรจุได้จริง — ปริมาณนั้นคือผลคูณของอัตรากับการไป-กลับพอดี

02 · การแปลงหน่วย

การไป-กลับ ท่อ และสายแพ็กเกต

ใส่ค่าการไป-กลับด้วยหน่วยใดก็ได้ แล้วบัตรจะแปลงเป็นหน่วยอื่น จากนั้นคำนวณสิ่งที่ขึ้นกับมัน: ที่อัตราต่าง ๆ เส้นทางบรรจุข้อมูลได้เท่าใด หน้าต่างกำหนดขีดอะไร และตัวเข้ารหัสแบบต่าง ๆ เลือกช่วงห่างของแพ็กเกตเท่าใด

อัตราที่ใช้คำนวณความจุนำมาจากเส้นทางที่เลือกไว้ในส่วนเชิงโต้ตอบ ในการตั้งค่าละเอียดสามารถตรึงไว้ที่หนึ่งกิกะบิตได้

05 · กฎการเขียน

การไป-กลับพร้อมหน่วย ส่วนการกระจายแยกไว้

เครื่องหมายเขียนด้วยอักษรละตินตัวใหญ่สามตัวโดยไม่มีจุด ค่านั้นเขียนพร้อมหน่วยและระบุว่าวัดอะไรกันแน่: ครั้งเดียว ค่าเฉลี่ยของชุด หรือค่ามัธยฐานของชุดนั้น ส่วนการกระจายให้เขียนไว้ข้าง ๆ เป็นตัวเลขต่างหาก เพราะค่าเฉลี่ยเพียงลำพังไม่บอกอะไรเลยว่าแพ็กเกตเดินสม่ำเสมอหรือไม่

การเขียนแบบแรกอยู่ได้โดยไม่มีหน่วย และพร้อมกันนั้นก็ไม่มีความหมาย: หนึ่งร้อยสามสิบของอะไร — มิลลิวินาทีหรือไมโครวินาที แบบที่สองยกข้อสมมติมาอ้างเป็นการวัด ทั้งที่ขาไปกับขากลับมักเดินคนละเส้นทางและสองซีกออกมาไม่เท่ากัน แบบที่สามย้ำความเข้าใจผิดที่แพร่หลายที่สุด และถือว่าการไป-กลับเป็นสมบัติของสาย มิใช่ของเส้นทางทั้งหมด แบบที่สี่สับสนปริมาณ: ช่วงห่างระหว่างแพ็กเกตมิใช่การไป-กลับ

06 · หน่วยข้างเคียง

การไป-กลับพรรณนาเส้นทางจากด้านเวลา อัตราพรรณนาจากด้านปริมาณ และผลคูณของทั้งสองให้ปริมาณที่สาม คือความจุของเส้นทาง ซึ่งหากปราศจากมันแล้วก็ตั้งการเชื่อมต่อเร็ว ๆ ในระยะไกลไม่ได้สักรายการเดียว ข้าง ๆ กันคือการกระจายของความหน่วง ซึ่งในการสนทนาและในเกมรบกวนยิ่งกว่าความล่าช้าที่สม่ำเสมอ

ใน แผ่นข้อมูลของ Simetrium ที่อยู่ข้างกันคือ บิต และ ไบต์, ซึ่งใช้นับความจุของเส้นทาง, วินาที, ที่ซึ่งทั้งสองปริมาณย้อนกลับไปในที่สุด, เดซิเบล จากงบดุลของสาย และ รอบสัญญาณนาฬิกา, ซึ่งกำหนดขีดความละเอียดของรอยเวลาทางฮาร์ดแวร์

08 · ภาษาของคุณ