آمد و رفت کا وقت اور پیکٹوں کا وقفہ
نظام سے باہر کی مقداریں · SI سیکنڈ میں بیان ہوتی ہیں · RTT اور پیکٹوں کے درمیان Δt
1983 میں مائیک موس نے، جب وہ ایک نیٹ ورک کی خرابی کا کھوج لگا رہے تھے، ایک ہی شام میں ایک چھوٹا پروگرام لکھا جو کسی مشین کو مختصر درخواست بھیجتا اور جواب تک گزرے وقت کو چھاپتا تھا۔ نام انہوں نے سونار والوں سے لیا: آبدوز ایک ٹک بھیجتی ہے اور بازگشت سنتی ہے، اور فاصلہ ایک ہی وقتی فرق سے نکالا جاتا ہے۔ پیمائش کی اسی عادت سے یہ اکائی پیدا ہوئی: درج نہ جانے کا راستہ ہوتا ہے نہ واپسی کا، بلکہ پورا چکر۔
باریکی یہ ہے کہ آمد و رفت ایک ہی گھڑی سے ناپی جاتی ہے: درخواست اسی مشین سے نکلتی ہے جس پر جواب پہنچتا ہے، اور اسی لیے پڑھتوں کا فرق اس پر منحصر نہیں کہ دوسرے سرے کی گھڑیاں ملتی ہیں یا نہیں۔ یک طرفہ تاخیر اتنی آسانی سے نہیں ملتی — اس کے لیے ایسی گھڑیاں چاہئیں جو خود تاخیر سے بھی باریک ہم آہنگ ہوں، یعنی یا تو وقت کی منتقلی کا الگ ضابطہ یا ہر سرے پر سیارچے کے وقت کا وصول کنندہ۔
01 · تعریف
آمد و رفت کا وقت ایک پیکٹ بھیجنے اور اس کے جواب کے پہنچنے کے درمیان کا وقفہ ہے، جو ایک ہی گھڑی سے ناپا جاتا ہے۔ پیکٹوں کا وقفہ ایک ہی بہاؤ کے دو ساتھ ساتھ پیکٹ چھوڑنے کے درمیان کا وقت ہے؛ اسے نیٹ ورک نہیں بلکہ وہ مقرر کرتا ہے جو اسے بوجھ دیتا ہے۔
آمد و رفت تین مختلف نوعیت کے حصوں سے بنتی ہے، اور ان میں فرق کرنا اہم ہے، کیونکہ ہر ایک کا علاج الگ ہے۔ پہلا پھیلاؤ کا وقت ہے، جسے راستے کی لمبائی اور ریشے میں روشنی کی رفتار طے کرتی ہے اور جو چھوٹی تار کے سوا کسی چیز کے آگے نہیں جھکتا۔ دوسرا قطار بندی ہے، پیکٹ کو لائن میں دھکیلنے کا وقت، اور لائن جتنی تیز ہو یہ اتنا ہی کم ہوتا ہے۔ تیسرا درمیانی گرہوں کے ذخیروں میں انتظار ہے، اور صرف یہی اس پر منحصر ہے کہ نیٹ ورک اسی لمحے کتنا بھرا ہوا ہے۔
اس سے ایک کم ظاہر بات نکلتی ہے: لائن کو دس گنا چوڑا کیا جا سکتا ہے اور آمد و رفت بالکل نہیں بدلتی، کیونکہ چوڑا کرنا صرف قطار بندی کو ہٹاتا ہے، جبکہ قطاریں اور راستے کی لمبائی وہیں رہتی ہیں جہاں تھیں۔ بلکہ اس سے بھی بڑھ کر: «ہر صورت کے لیے» کشادہ بنائے گئے ذخیروں میں پیکٹ گم نہیں ہوتے بلکہ انتظار کرتے ہیں، اور بوجھ کے نیچے آمد و رفت سیکنڈوں تک بڑھ جاتی ہے — یہی وہ آفت ہے جسے bufferbloat کہا گیا۔
پیکٹوں کا وقفہ ساتھ بے سبب نہیں کھڑا: بہاؤ کے ساتھ جو کچھ ہوتا ہے اس کا تقریباً سارا فیصلہ وقفے اور آمد و رفت کی نسبت کرتی ہے۔ جب تک پیکٹ تصدیقوں کے واپس آنے سے زیادہ باہر جاتے ہیں، بھیجنے والا اندھا کام کرتا ہے اور اسے راستے میں اتنا ڈیٹا رکھنا پڑتا ہے جتنا اس میں عملاً سماتا ہے — اور یہ مقدار عین رفتار اور آمد و رفت کا حاصلِ ضرب ہے۔
ایک راستہ چنیں اور سرکنے والے کو پیکٹ کی جسامت پر پھیریں۔ نیلا پیکٹ بائیں الماری سے دائیں کی طرف جاتا ہے اور نارنجی ہو کر لوٹتا ہے؛ راستے کے نیچے کی پٹی آمد و رفت کو تین حصوں میں کھولتی ہے، تاکہ نظر آئے کہ وہ حقیقت میں کس پر خرچ ہوتی ہے۔ لائن چوڑی کرنا صرف بیچ والے حصے کو کم کرتا ہے — وہی جو لمبے راستوں پر ویسے بھی سب سے چھوٹا ہے۔
یادداشت الگورتھموں کے بدلنے سے پہلے سستی ہو گئی، اور بنانے والوں نے آلات میں سینکڑوں پیکٹوں کی قطاریں رکھنی شروع کر دیں، یہ سمجھ کر کہ ایک زائد ذخیرہ نقصان نہیں دے سکتا۔ الٹا ہوا: بھری قطار پیکٹ گم نہیں کرتی بلکہ روک رکھتی ہے، بھیجنے والے کو جام کا کوئی اشارہ نہیں ملتا اور وہ مزید لادتا رہتا ہے۔ گھریلو لائن پر بوجھ کے نیچے آمد و رفت ڈیڑھ سیکنڈ تک بڑھ گئی، جبکہ رفتار وہی رہی۔
02 · تبدیلی
آمد و رفت، نالی اور پیکٹوں کا بہاؤ
آمد و رفت کسی بھی اکائی میں درج کریں، ورق اسے باقی اکائیوں میں بدل دے گا، پھر شمار کرے گا کہ اس پر کیا منحصر ہے: مختلف رفتاروں پر راستے میں کتنا ڈیٹا سماتا ہے، دریچہ کیا حد رکھتا ہے، اور مختلف کوڈ کرنے والے پیکٹوں کا کیا وقفہ چنتے ہیں۔
گنجائش شمار کرنے کی رفتار متعامل حصے میں چنے گئے راستے سے لی جاتی ہے؛ باریک ترتیبات میں اسے ایک گیگابٹ پر جما دیا جا سکتا ہے۔
پنگ بالکل وہ نہیں ناپتا جس کی اطلاقی پروگرام کو ضرورت ہے۔ دور کی گرہ پر بازگشت کی درخواست کی کارروائی الگ راستے سے چلتی ہے، اکثر مرکزی حسابی حصے کو چھوڑ کر، اور اسی لیے اس کی تاخیر کسی حقیقی رابطے کی تاخیر سے نہیں ملتی؛ دوسرے آلات ایسی درخواستوں کا جواب سب کے بعد دیتے ہیں، یا بالکل نہیں۔ اسی لیے بڑا پنگ ہمیشہ سست رابطہ نہیں ہوتا، اور چھوٹا تیز کی ضمانت نہیں دیتا۔
| قدر | وضاحت | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · مقداری درجے
لاگرتھمی پیمانہ: مائیکرو سیکنڈ سے سیکنڈ تک04 · پیمائشی آلات
آمد و رفت کا وقت کس سے پکڑا جاتا ہے
پروگرام وقتی نشان والا پیکٹ بھیجتا ہے اور اس کی واپسی کا انتظار کرتا ہے، اور پڑھتوں کا فرق ہی آمد و رفت ہے۔ اس کی خوبی یہ ہے کہ ایک گھڑی کافی ہے اور دوسری طرف سے جواب دینے کی آمادگی کے سوا کچھ نہیں مانگا جاتا؛ خامی یہ کہ وہ الگ راستے سے جواب دیتی ہے جو لازماً تیز نہیں۔
اگر سارا تبادلہ ریکارڈ ہو جائے تو آمد و رفت خود بہاؤ سے نکل آتی ہے: ایک ٹکڑے کے جانے اور اس کی تصدیق کے پہنچنے کے درمیان کے وقت سے۔ یوں عین وہی تاخیر ناپی جاتی ہے جو اطلاقی پروگرام دیکھتا ہے، اور ساتھ ہی بکھراؤ بھی دکھائی دینے لگتا ہے — وہ چیز جو گفتگو میں یکساں تاخیر سے زیادہ تنگ کرتی ہے۔
وہ آلات جو وقت کو سیدھا نیٹ ورک کی چپ میں نشان لگاتے ہیں، اس بے یقینی کو ہٹا دیتے ہیں جو عامل نظام لاتا ہے، اور تفریق کو دسیوں نینو سیکنڈ تک لے جاتے ہیں۔ وہ ایک الگ معاہدے کے تحت تبادلہ کرتے ہیں جس میں ہر سرا دو نشان رکھتا ہے — اور یہی وہ چیز ہے جو آمد و رفت کو اس کے دو غیر مساوی حصوں میں بانٹنے دیتی ہے۔
یک طرفہ تاخیر صرف وہاں ناپی جاتی ہے جہاں دونوں سروں کی گھڑیاں خود تاخیر سے باریک تر مشترکہ وقت پر لائی گئی ہوں — اس کے لیے لائنوں کو ہم آہنگی کے الگ ضابطے سے نشان زد کیا جاتا ہے یا سیارچے کے وقت کے وصول کنندے لگائے جاتے ہیں۔ اس کے بغیر آمد و رفت ہی واحد دیانتدار عدد رہتی ہے۔
05 · لکھنے کے اصول
آمد و رفت اکائی کے ساتھ، بکھراؤ الگ
علامت تین بڑے لاطینی حروف سے، نقطوں کے بغیر لکھی جاتی ہے، اور قدر اپنی اکائی کے ساتھ اور اس بیان کے ساتھ کہ ناپا کیا گیا: ایک اکیلا نمونہ، کسی سلسلے کا اوسط، یا اس کا وسطیہ۔ بکھراؤ ساتھ میں الگ عدد کے طور پر دیا جاتا ہے، کیونکہ اوسط اکیلے کچھ نہیں بتاتا کہ پیکٹ یکساں چل رہے ہیں یا نہیں۔
پہلی لکھائی اکائی کے بغیر گزارا کرتی ہے، اور اس کے ساتھ معنی کے بغیر بھی: ایک سو تیس کیا — ملی سیکنڈ یا مائیکرو سیکنڈ؟ دوسری مفروضے کو پیمائش بنا کر پیش کرتی ہے، حالانکہ جانے اور واپسی کے راستے اکثر الگ الگ ہوتے ہیں اور حصے برابر نہیں نکلتے۔ تیسری سب سے عام غلطی دہراتی ہے اور آمد و رفت کو لائن کی خاصیت سمجھتی ہے، پورے راستے کی نہیں۔ چوتھی مقداروں کو ملا دیتی ہے: پیکٹوں کے درمیان وقفہ آمد و رفت نہیں۔
06 · پڑوسی اکائیاں
آمد و رفت راستے کو وقت کی طرف سے بیان کرتی ہے، رفتار مقدار کی طرف سے، اور دونوں کا حاصلِ ضرب تیسری مقدار دیتا ہے، راستے کی گنجائش، جس کے بغیر دور دراز کا کوئی تیز رابطہ درست نہیں بیٹھتا۔ ساتھ ہی تاخیر کا بکھراؤ کھڑا ہے، جو گفتگو اور کھیل میں یکساں پیچھے رہ جانے سے زیادہ تنگ کرتا ہے۔
ایک سیکنڈ میں کتنا سماتا ہے
رفتار × آمد و رفت
لرزش، RFC 3550 کے مطابق
Simetrium کے پرچوں میں سے ساتھ کھڑے ہیں بٹ اور بائٹ، جن میں راستے کی گنجائش شمار ہوتی ہے، سیکنڈ، جس کی طرف دونوں مقداریں آخرکار لوٹتی ہیں، ڈیسیبل لائن کے بجٹ سے اور گھڑی کی دھڑکن، جو ہارڈویئر کی وقتی نشانیوں کی تفریق کی حد رکھتا ہے۔
07 · تاریخی حصہ
ٹک اور بازگشت
جب کیلیفورنیا یونیورسٹی اور مینلو پارک کے ادارے کے درمیان پہلا لفظ منتقل ہوا، چلانے والا اسے ٹیلی فون پر بول رہا تھا اور حرف بہ حرف تصدیق کا منتظر تھا۔ رابطہ تیسرے حرف پر ٹوٹ گیا، مگر خود طریقہ — بھیجا، جواب کا انتظار کیا، گھڑی دیکھی — عین وہی نکلا جو آج تک استعمال میں ہے۔
مائیک موس نے اپنا پروگرام ایک ہی شام میں لکھا، خرابی کا کھوج لگاتے ہوئے، اور اس کا نام گہرائی ناپ کی آواز پر رکھا: ایک مختصر دھکا، پھر انعکاس کا انتظار۔ نام اتنا موزوں نکلا کہ فعل «پنگ کرنا» نیٹ ورک کے پیشے سے کہیں آگے زبان میں داخل ہو گیا اور اب ہر اُس مختصر پیغام کو کہتے ہیں جو یہ جاننے کے لیے بھیجا جائے کہ کوئی ہے یا نہیں۔
1986 کے خزاں میں یونیورسٹی کی ایک لائن کی گزر گنجائش ہزار گنا گر گئی: بھیجنے والے تصدیق نہ ملنے پر نئی نئی نقلیں بھیجتے رہے اور راستے کو بالکل ختم کر دیا۔ وین جیکبسن نے ایک علاج تجویز کیا جو آج تک کارگر ہے: آمد و رفت اور اس کے بکھراؤ پر نظر رکھنا اور ان کے بڑھنے کو جام کی علامت سمجھنا، یعنی نقصان شروع ہونے سے پہلے بھیجنا روک لینا۔
آج کے بہاؤ کے انتظام کے الگورتھم اب نقصان پر نہیں بلکہ سیدھا اس پر نظر رکھتے ہیں کہ آمد و رفت کیسے بڑھ رہی ہے، اور قطار کے بھرنے سے پہلے ہی بھیجنا روک لیتے ہیں۔ گھریلو راستہ ساز آلات کو ایسے ضابطے ملے ہیں جو ذخیرے کو جان بوجھ کر مختصر رکھتے ہیں — اور بوجھ کے نیچے آمد و رفت اسی لائن پر ڈیڑھ سیکنڈ سے گھٹ کر دسیوں ملی سیکنڈ رہ جاتی ہے۔
آمد و رفت کا آدھا حصہ مفروضہ ہے، پیمائش نہیں
آمد و رفت اس لحاظ سے سہل ہے کہ وہ گھڑیوں کا ملنا نہیں مانگتی: بھیجنے اور وصول کرنے دونوں پر ایک ہی آلہ نشان لگاتا ہے، اور پیمانوں کا فرق سرے سے فرق میں داخل ہی نہیں ہوتا۔ اسی لیے پنگ ہر جگہ چلتا ہے اور اسے ترتیب کی ضرورت نہیں، جبکہ یک طرفہ تاخیر کہیں زیادہ من موجی مقدار ہے، جو اس سے بھی باریک ہم آہنگی مانگتی ہے جو ناپا جا رہا ہو۔
آمد و رفت کو آدھا کرنے کی عادت اسی وجہ سے قائم ہے، اگرچہ اس کے حق میں کم ہی کچھ ہے: دوسری طرف جانے والا بہاؤ اور واپس آنے والا اکثر الگ راستوں سے گزرتے ہیں، الگ لمبائی اور الگ بوجھ کے، چنانچہ اصل حصے دگنے تک مختلف ہو سکتے ہیں۔ پورے نیٹ ورک کے پیشے میں سب سے آسانی سے ناپی جانے والی مقدار وہی ہے جو سب سے زیادہ غلط پڑھی جاتی ہے۔
فہرست · پیمائش کی اکائیاں
ہر مقدار کے لیے ایک پاسپورٹ
SI کی سات بنیادی اکائیاں، اپنے نام والی بائیس مشتق، اور نظام سے باہر کی وہ مقداریں جن کے بغیر نہ فن چلتا ہے نہ تقویم۔