Алгоритмы для жизни: Простые способы принимать верные решения - [98]

По этой причине услуги телефонной связи, которые автоматически снижают фоновые помехи до тишины, оказывают своим абонентам медвежью услугу. Фоновые помехи являются свидетельством того, что звонок еще не прерван, и любое молчание – это осознанный выбор другой стороны. Когда их нет, приходится учитывать возможность прерывания соединения и постоянно просить подтверждения, что связь еще есть. Поводом для беспокойства во всех протоколах пакетной коммутации также служит тот факт, что любое средство передачи основывается на асинхронном режиме очередности – будь то написание писем, текстовых сообщений или пробные переписки на сайтах знакомств. Каждое сообщение может быть последним, и зачастую невозможно определить, взял ли собеседник паузу для ответа или давно уже закончил разговор.

Так как же обращаться с человеком (или с компьютером), если общение столь ненадежно?

Первый вопрос заключается в том, сколько времени должно пройти в ожидании ответа, прежде чем мы можем смело констатировать сбой. Отчасти это зависит от вида самой сети: в телефонном разговоре наше волнение – вопрос нескольких секунд, в переписке по электронной почте – нескольких дней, а в обычном почтовом сообщении – нескольких недель. Чем длиннее путь от отправителя к получателю и обратно, тем дольше можно не обращать внимания на молчание – и тем больше информации может потенциально находиться в стадии доставки, прежде чем отправитель понимает, что что-то не так. В сетевой работе тот факт, что стороны могут должным образом корректировать свои ожидания с учетом своевременности реагирования, является ключевым моментом правильного функционирования системы.

Второй же вопрос, разумеется, заключается в том, что нам нужно делать, когда мы обнаруживаем сбой.

Экспоненциальная задержка: алгоритм прощения

Слово «илунга» из языка тшилуба, на котором говорят на юго-востоке Республики Конго, является самым труднопереводимым в мире. «Илунга» означает «человек, который готов на первый раз простить любое оскорбление, вытерпеть его во второй раз, но уж в третий – ни за что».

Из новостей ВВС

Если с первого раза не получается, Пробуй, пробуй снова.

Т. Х. Палмер

Мы рассчитываем, что все современные устройства будут беспроводными, даже если в этом нет необходимости: мышка и клавиатура, например, подключены к компьютеру по беспроводному соединению, хотя находятся в паре дюймов друг от друга. Но изначально беспроводные сети возникли именно по необходимости, там, где провода не могли бы справиться с задачей: на Гавайях. В конце 60-х – начале 70-х годов Норман Абрамсон в Гавайском университете в Гонолулу пытался связать между собой семь университетских кампусов и несколько научно-исследовательских институтов, расположенных на четырех островах за сотни миль друг от друга. Он додумался до реализации пакетной коммутации с помощью радио, а не телефонной системы, соединив острова цепью приемников и передатчиков. Эта сеть впоследствии получила название ALOHAnet.

Самым большим препятствием в работе ALOHAnet были помехи. Случалось, что две станции начинали передачу одновременно, непреднамеренно заглушая сигналы друг друга. (Это также нередко происходит и в диалогах между людьми.) Если обе станции будут повторно передавать сигналы, чтобы все-таки доставить свои сообщения, они рискуют навсегда застрять в постоянных взаимных помехах. Ясно, что протокол ALOHAnet должен был урегулировать сообщения конкурирующих сигналов, чтобы они уступали канал друг другу и приносили результат.

Первое, что отправитель в этом случае должен сделать, это «нарушить симметрию». Любому пешеходу знакома ситуация, когда двое идущих навстречу человека, пытаясь разойтись, принимают один вправо, другой влево, в итоге синхронно отклоняются в одну и ту же сторону, а потом, пытаясь исправить дело, столь же синхронно делают шаг в другую. Схожая ситуация возникает, когда оба участника диалога вдруг замолкают, уважительно уступая право голоса другому, а затем одновременно начинают говорить; или когда на перекрестке два автомобиля сперва останавливаются, уступая друг другу, а затем синхронно газуют. Это та сфера, где рандомизация имеет большое значение. Более того, существование сетей было бы невозможным без нее.

Простейший способ нарушить симметрию – заставить каждую станцию работать по принципу подбрасывания монетки: орел – ретрансляция, решка – пропуск хода, а потом ретрансляция. Несомненно, одна из них справится через какое-то время. Но это хорошо работает, если отправителей всего два. А если будет три одновременных сигнала? А четыре? Шанс получить хотя бы один пакет будет в этом случае один к четырем (после чего все равно останутся еще три конфликтующие станции и еще больше конкурирующих сигналов, поступающих в одно и то же время). Число конфликтов будет расти, и рано или поздно пропускная способность сети может просто рухнуть. В отчете по ALOHAnet 1970 года говорится, что едва средний коэффициент загруженности радиоволн превысит границу в 18,6 %, как «канал становится нестабильным… и среднее число повторных передач становится неограниченным». Что не есть хорошо.