Интернет может казаться хаотичным, и нет, конечно, никакой нехватки анархии в способе, которым разбиты электронная почта и другие пакеты данных. Но теперь два программиста показали, что целая система может быть только на 33% менее эффективной, чем если бы доставка данных была отлично оптимизирована.Когда сообщение посылают от, скажем, Сиэтла до Бостона, это могло бы сначала подпрыгнуть через Денвер, Чикаго, и Кливленд или один из тысяч других возможных маршрутов.
Примерно говоря, каждый главный компьютерный центр, названный маршрутизатором, посылает данные тем, что похоже на самый быстрый маршрут. Этот вид «эгоистичного» направления может звучать непобедимый, но это часто занимает больше времени, чем абсолютно необходимый.Программисты Корнелльского университета Тим Рогарден и Ева Тардос указывают на простой пример, показывающий почему. Вообразите два маршрута от до B, один из которых занимает 1 секунду независимо от того, сколько трафика находится на нем, в то время как время другого маршрута соответствует части трафика, посланного на том маршруте (например, если 10% пакетов посылают на том маршруте, им требуется одна десятая секунды для прибытия).
В идеальном мире половина трафика занимает 1 секунду на медленном маршруте и другой половине почтовых индексов вдоль более быстрого маршрута за 0,5 секунды, приводя к среднему времени добегания 0,75 секунд. Но эгоистичный маршрутизатор будет шунтировать весь трафик на более быстрый маршрут – получение времени доставки 1 секунды. Это на 33% хуже.Тот предел верен для всех сетей, в которых времена добегания увеличиваются линейно с суммой трафика, Roughgarden и найденного Tardos.
Если времена добегания увеличатся квадратным образом или по экспоненте, то эффективность понизится далее. Но можно все еще узнать, как плохие вещи доберутся при помощи простого примера двух маршрутов, заявляют Roughgarden и Tardos. Это к добру для будущих исследований, потому что это подразумевает, что неэффективность вызывается просто объемом перевозок, не сетевой сложностью.Результаты «изящны и довольно важны и в теории и в практике», говорит Дженнифер Кхейс, менеджер Theory Group в Microsoft Research в Редмонде, Вашингтон.
Для случаев, в которых стоимость эгоистичного поведения может быть бременем, она добавляет, работа предлагает новые сети, которые могут быть альтернативой. Однако примечания Рогардена, «Степень, до которой реальный Интернет соответствует этим математическим моделям, хорошо еще не понята».
Дальнейшие результаты будут, несомненно, проноситься вокруг Интернета.