ネットワーク内の非対称遅延を決定する

Question

異種ネットワーク環境で多数のホストにまたがる多数のクラスタ化されたサーバーがあり、サーバー間の接続の遅延と帯域幅が大きく異なる可能性があると想像してください。サーバー間でデータを転送して、サーバー間の接続マップを構築したいと考えています。

もちろん、ネットワーク トポロジが変化すると、このマップは時間の経過とともに古くなってしまう可能性がありますが、今はそれらの複雑さを無視して、ネットワークが比較的静的であると仮定します。

このホスト グラフのノード間のレイテンシを考慮すると、帯域幅の計算は比較的単純なタイミングの練習になります。ただし、遅延に関してはさらに問題があります。往復時間を取得するには、ローカル ホストからリモート ホストへの往復 ping のタイミングを計るだけで済みます。両方のタイミング イベント (開始、停止) がローカル ホストで発生します。

遅延が両方向で等しくないという仮定の下で片道の時間を求める場合はどうすればよいでしょうか?さまざまなホストのクロックが正確に同期していないと仮定すると (少なくとも、それらの誤差が関連する遅延と同じ大きさであると仮定して)、一方向の遅延をどのように計算すればよいでしょうか?

関連する質問では、この非対称遅延 (リンクの方向が他のリンクより速い場合) は実際に一般的なのでしょうか?どのような理由/ハードウェア構成ですか?確かに、特に DSL やケーブルなどのラストマイルの消費者リンクにおける非対称帯​​域幅のシナリオについては知っていますが、遅延についてはよくわかりません。

追加した： 以下のコメントを考慮した後、質問の 2 番目の部分はおそらく次のようにした方がよいでしょう。 サーバー障害.

Answer 1

私の知る限り、非対称遅延、特に「ラストマイル」の非対称は自動的に判断できません。どのネットワーク時間同期プロトコルも同様に同じ非対称の影響を受けるため、それを判断する基準がないからです。非対称性を評価します。

たとえば、各エンドポイントに独自の GPS クロックがある場合、作業の基準となる参照ポイントが存在します。

で LogPパラメータの高速測定 メッセージパッシングプラットフォーム用, 、著者らは、レイテンシーの測定には測定対象のシステムの外部でクロック同期が必要であることに注意しています。(太字で強調してあり、原文では斜体です。)

非対称遅延は、タイムスタンプ付きのメッセージを送信することによってのみ測定できます。 t_s, 、そして受信機にレイテンシーを導出させます。 t_r -t_s, 、 どこ t_r 受信時間です。これ クロック同期が必要です 送り手と受け手の間。それなし 外部の クロック同期 (GPS 受信機や、 ネットワークタイムプロトコル, 、NTP)、クロックは最大でのみ同期できます。 往復時間の粒度 2 つのホスト間 [10]、これはネットワーク遅延の測定には役に立ちません。

ただし、ネットワーク ベースのアルゴリズム (NTP など) ではラスト マイル リンクの問題を解決することはできません。アルゴリズムへのすべての入力自体がラスト マイル リンクのパフォーマンス特性に均一に影響され、したがってシステムの「外部」ではないからです。上記の意味。(証明を構築することは可能だと確信していますが、今は証明を構築する時間がありません。)

Answer 2

特にこの問題を解決するための1つのウェイのPing（OWAMP）と呼ばれるプロジェクトがあります。活性は、この統計の計算を支援するために着信パケット（SO_TIMESTAMP、SO_TIMESTAMPNS、等）に高分解能タイムスタンプを追加するためLKMLで見ることができます。

http://www.internet2.edu/performance/owamp/する

Javaバージョンもあります：

http://www.av.it.pt/jowamp/する

そのパケットのタイムスタンプが実際にハードウェアのサポートを必要とし、多くの現在の世代のNICが唯一のホストクロックと同期はずれかもしれミリ秒の分解能を提供します。潜在的な問題を実証ホスト＆NICクロックを同期についてDDKでのMSDNの記事があります。 TSCからナノ秒のタイムスタンプを伴うコアの違いに問題があると適切に必要な解像度で動作するようにNehalemのアーキテクチャを必要とするかもしれない。

http://msdn.microsoft.com /en-us/library/ff552492(v=VS.85).aspxする

Answer 3

あなたはICMPエラーメッセージで応答ポートにいくつかのUDPパケットを送信するように、固定サイズのパケットを返すポートに異なるサイズのパケットを送信することにより、リンク上の非対称遅延を測定することができます。 ICMPエラーメッセージは常に同じ大きさですが、あなたが送っているUDPパケットのサイズを調整することができます。

http://www.cs.columbia.edu/techreportsを見ます/cucs-009-99.pdfする

Answer 4

2011紙"Fundamental limits on synchronizing clocks over networks".で証明として

は、同期クロックがない場合には、非対称性を測定することができません。

https://www.researchgate.net/publication/224183858_Fundamental_Limits_on_Synchronizing_Clocks_Over_Networksする