home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / drafts / draft_ietf_a_c / draft-ietf-bmwg-ippm-delay-00.txt < prev    next >
Text File  |  1996-11-27  |  27KB  |  722 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group              G. Almes, Advanced Network & Services
  8. Internet Draft                 S. Kalidindi, Advanced Network & Services
  9. Expiration Date: May 1997                                  November 1996
  10.  
  11.  
  12.                     A One-way Delay Metric for IPPM
  13.                   <draft-ietf-bmwg-ippm-delay-00.txt>
  14.  
  15.  
  16. 1. Status of this Memo
  17.  
  18.    This document is an Internet Draft.  Internet Drafts are working doc-
  19.    uments  of the Internet Engineering Task Force (IETF), its areas, and
  20.    its working groups.  Note that other groups may also distribute work-
  21.    ing documents as Internet Drafts.
  22.  
  23.    Internet  Drafts  are  draft  documents  valid  for  a maximum of six
  24.    months, and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents
  25.    at any time.  It is inappropriate to use Internet Drafts as reference
  26.    material or to cite them other than as ``work in progress''.
  27.  
  28.    To learn the current status of any Internet Draft, please  check  the
  29.    ``1id-abstracts.txt'' listing contained in the Internet Drafts shadow
  30.    directories  on  ftp.is.co.za   (Africa),   nic.nordu.net   (Europe),
  31.    munnari.oz.au  (Pacific  Rim),  ds.internic.net  (US  East Coast), or
  32.    ftp.isi.edu (US West Coast).
  33.  
  34.    This memo provides information for the Internet community.  This memo
  35.    does  not  specify an Internet standard of any kind.  Distribution of
  36.    this memo is unlimited.
  37.  
  38.  
  39. 2. Introduction
  40.  
  41.    This memo defines a metric for one-way delay of packets across Inter-
  42.    net  paths.   It  builds  on  notions introduced and discussed in the
  43.    revised  IPPM  Framework   document   (currently   <draft-almes-ippm-
  44.    framework-01.txt>);  the  reader  is assumed to be familiar with that
  45.    document.  {Comment: The revised document, which is being  edited  in
  46.    parallel with the present document, introduces the notion of 'type-P'
  47.    packets, develops some notions of clock uncertainties, develops  some
  48.    notions of measurement calibration, and develops some techniques use-
  49.    ful for statistics.}
  50.  
  51.    The structure of the memo is as follows:
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Almes and Kalidindi                                             [Page 1]
  59.  
  60.  
  61.  
  62.  
  63.  
  64. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  65.  
  66.  
  67.  +    A 'singleton' analytic metric, called  Type-P-One-way-Delay,  will
  68.       be introduced to measure a single observation of one-way delay.
  69.  +    Using  this  singleton  metric, a 'sample', called Type-P-One-way-
  70.       Delay-Stream, will be introduced to measure a sequence of  single-
  71.       ton delays measured at times taken from a Poisson process.
  72.  +    Using  this  sample,  several  'statistics'  of the sample will be
  73.       defined and discussed.
  74.    This progression from singleton to sample to statistics,  with  clear
  75.    separation  among them, is important.  {Comment: In fact, it might be
  76.    wise to make them separate documents in the future.}
  77.  
  78.    Whenever a technical term from the IPPM Framework document  is  first
  79.    used  in  this  memo,  it will be tagged with a trailing asterisk, as
  80.    with >>term*<<.
  81.  
  82.  
  83. 2.1. Motivation:
  84.  
  85.    One-way delay of a type-P packet from a source host* to a destination
  86.    host is useful for several reasons:
  87.  +    Some  applications  do  not perform well (or at all) if end-to-end
  88.       delay between hosts is large relative to some threshold value.
  89.  +    Erratic variation in delay makes it difficult (or  impossible)  to
  90.       support many real-time applications.
  91.  +    The larger the value of delay, the more difficult it is for trans-
  92.       port-layer protocols to sustain high bandwidths.
  93.  +    The minimum value of this metric provides  an  indication  of  the
  94.       delay due only to propagation and transmission delay.
  95.  +    The  minimum  value  of  this metric provides an indication of the
  96.       delay that will likely be experienced when the path* traversed  is
  97.       lightly loaded.
  98.  +    Values  of  this metric above the minimum provide an indication of
  99.       the congestion present in the path.
  100.    It is outside the scope of this document to say precisely  how  delay
  101.    metrics would be applied to specific problems.
  102.  
  103.  
  104. 2.2. General Issues Regarding Time
  105.  
  106.    Whenever  a time (i.e., a moment in history) is mentioned here, it is
  107.    understood to be measured in seconds relative to 0000 UT on 1 January
  108.    1900.   {Comment: times will thus be commensurate with NTP timestamps
  109.    [Mills: RFC 1305].}
  110.  
  111.    As described more fully in the (revised)  Framework  document,  there
  112.    are four distinct, but related notions of clock uncertainty:
  113.  
  114.  
  115.  
  116.  
  117.  
  118. Almes and Kalidindi                                             [Page 2]
  119.  
  120.  
  121.  
  122.  
  123.  
  124. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  125.  
  126.  
  127. synchronization
  128.      measures  the  extent to which two clocks agree on what time it is.
  129.      For example, the clock on one host might be 5.4 msec ahead  of  the
  130.      clock on a second host.
  131.  
  132. accuracy
  133.      measures  the  extent  to which a given clock agrees with UTC.  For
  134.      example, the clock on a host might be 27.1 msec behind UTC.
  135.  
  136. resolution
  137.      measures the precision of a given clock.  For example, the clock on
  138.      an  old Unix host might tick only once every 10 msec, and thus have
  139.      a resolution of only 10 msec.
  140.  
  141. skew measures the change of accuracy, or of synchronization, with  time.
  142.      For example, the clock on a given host might gain 1.3 msec per hour
  143.      and thus be 27.1 msec behind UTC at one time and only 25.8 msec  an
  144.      hour  later.  In this case, we say that the clock of the given host
  145.      has a skew of 1.3 msec per hour relative to UTC, and this threatens
  146.      accuracy.  We might also speak of the skew of one clock relative to
  147.      another clock, and this threatens synchronization.
  148.  
  149.  
  150. 3. A Singleton Definition for One-way Delay
  151.  
  152.  
  153. 3.1. Metric Name:
  154.  
  155.    Type-P-One-way-Delay
  156.  
  157.  
  158. 3.2. Metric Parameters:
  159.  +    Src, the IP address of a host
  160.  +    Dst, the IP address of a host
  161.  +    T, a time
  162.  +    First-hop, the IP address of the first hop router on the path from
  163.       Src to Dst; this optional parameter defaults to the router one hop
  164.       from Src whenever there is in fact only one such router
  165.    {Comment: the presence of first-hop is motivated  by  cases  such  as
  166.    with  Merit's NetNow setup, in which a Src on one NAP can reach a Dst
  167.    on another NAP by either  of  several  different  backbone  networks.
  168.    Generally, this optional step is useful when several different routes
  169.    are possible from Src to Dst and determining the first hop can effec-
  170.    tively  choose  among  them.  The more flexible loose source route IP
  171.    option is avoided since it would often artificially worsen  the  per-
  172.    formance  observed,  and  since  it might not be supported along some
  173.    paths.}
  174.  
  175.  
  176.  
  177.  
  178. Almes and Kalidindi                                             [Page 3]
  179.  
  180.  
  181.  
  182.  
  183.  
  184. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  185.  
  186.  
  187. 3.3. Metric Units:
  188.  
  189.    The value of a type-P-One-way-Delay is  either  a  non-negative  real
  190.    number or an undefined (informally, infinite) number of seconds.
  191.  
  192.  
  193. 3.4. Definition:
  194.  
  195.    For  a non-negative real number dT, >>the *Type-P-One-way-Delay* from
  196.    Src to Dst at T [via first-hop] is dT<< means that Src sent a  type-P
  197.    packet  [via  first-hop]  to Dst at time T and that Dst received that
  198.    packet at time T+dT.
  199.  
  200.    >>The *Type-P-One-way-Delay* from Src to Dst at T [via first-hop]  is
  201.    undefined  (informally,  infinite)<<  means  that  Src  sent a type-P
  202.    packet [via first-hop] to Dst at time T and that Dst did not  receive
  203.    that packet.
  204.  
  205.  
  206. 3.5. Discussion:
  207.  
  208.    Type-P-One-way-Delay  is a relatively simple analytic metric, and one
  209.    that we believe will afford effective methods of measurement.
  210.  
  211.    The following issues are likely to come up in practice:
  212.  +    Since delay values will often be as low as the 100 usec to 10 msec
  213.       range,  it  will  be important for Src and Dst to synchronize very
  214.       closely.  GPS systems afford one way to achieve synchronization to
  215.       within several 10s of usec.  Ordinary application of NTP may allow
  216.       synchronization to within several msec, but this  depends  on  the
  217.       stability  and symmetry of delay properties among those NTP agents
  218.       used, and this delay is what we are trying to measure.  A combina-
  219.       tion  of  some GPS-based NTP servers and a conservatively designed
  220.       and deployed set of other NTP servers should yield  good  results,
  221.       but this is yet to be tested.
  222.  +    A  given  methodology  will  have  to  include  a way to determine
  223.       whether a delay value is infinite or whether  it  is  merely  very
  224.       large  (and the packet is yet to arrive at Dst).  As noted by Mah-
  225.       davi and Paxson, simple upper bounds (such as the 255 seconds the-
  226.       oretical  upper  bound on the lifetimes of IP packets [Postel: RFC
  227.       791]) could be used, but good  engineering,  including  an  under-
  228.       standing  of  packet lifetimes, will be needed in practice.  {Com-
  229.       ment: Note that, for many applications of these metrics, the  harm
  230.       in treating a large delay as infinite might be zero or very small.
  231.       A TCP data packet, for example, that arrives  only  after  several
  232.       multiples of the RTT may as well have been lost.}
  233.  
  234.  
  235.  
  236.  
  237.  
  238. Almes and Kalidindi                                             [Page 4]
  239.  
  240.  
  241.  
  242.  
  243.  
  244. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  245.  
  246.  
  247.  +    As with other 'type-P' metrics, the value of the metric may depend
  248.       on such properties of the packet as protocol, (UDP  or  TCP)  port
  249.       number,  size,  and  arrangement for special treatment (as with IP
  250.       precedence or with RSVP).
  251.  
  252.  
  253. 3.6. Methodologies:
  254.  
  255.    As with other Type-P-* metrics, the detailed methodology will  depend
  256.    on  the  Type-P  (e.g.,  protocol  number, UDP/TCP port number, size,
  257.    precedence).
  258.  
  259.    Generally, for a given Type-P, the methodology would proceed as  fol-
  260.    lows:
  261.  +    Arrange that Src and Dst are synchronized; that is, that they have
  262.       clocks that are very closely synchronized with each other and each
  263.       fairly close to the actual time.
  264.  +    At  the Src host, select Src and Dst IP addresses, and form a test
  265.       packet of Type-P with these addresses.  Any 'padding'  portion  of
  266.       the packet needed only to make the test packet a given size should
  267.       be filled with randomized bits to avoid a situation in  which  the
  268.       measured delay is lower than it would otherwise be due to compres-
  269.       sion techniques along the path.
  270.  +    Optionally, select a first-hop router IP address and  arrange  for
  271.       Src  to  send  the packet to that router.  {Comment: This could be
  272.       done, for example, by installing a temporary host-route for Dst in
  273.       Src's routing table.}
  274.  +    At the Dst host, arrange to receive the packet.
  275.  +    At  the Src host, place a timestamp in the prepared Type-P packet,
  276.       and send it towards Dst [via first-hop].
  277.  +    If the packet arrives within a reasonable period of time,  take  a
  278.       timestamp  as soon as possible upon the receipt of the packet.  By
  279.       subtracting the two timestamps, an estimate of one-way  delay  can
  280.       be  computed.   Error  analysis  of  a given implementation of the
  281.       method must take into account  the  closeness  of  synchronization
  282.       between Src and Dst.  If the delay between Src's timestamp and the
  283.       actual sending of the packet is known, then the estimate could  be
  284.       adjusted  by  subtracting  this  amount; uncertainty in this value
  285.       must be taken into account in error analysis.  Similarly,  if  the
  286.       delay between the actual receipt of the packet and Dst's timestamp
  287.       is known, then the estimate could be adjusted by subtracting  this
  288.       amount;  uncertainty  in  this value must be taken into account in
  289.       error analysis.
  290.  
  291.  
  292.  
  293.  
  294.  
  295.  
  296.  
  297.  
  298. Almes and Kalidindi                                             [Page 5]
  299.  
  300.  
  301.  
  302.  
  303.  
  304. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  305.  
  306.  
  307.  +    If the packet fails to arrive within a reasonable period of  time,
  308.       the one-way delay is taken to be undefined (informally, infinite).
  309.       Note that the threshold of 'reasonable' here is a parameter of the
  310.       methodology.   {Comment:  or  should it be a parameter of the met-
  311.       ric?}
  312.    Issues such as the packet format, the means by which the first-hop is
  313.    ensured, the means by which Dst knows when to expect the test packet,
  314.    and the means by which Src and Dst are synchronized are  outside  the
  315.    scope  of this document.  {Comment: We plan to document elsewhere our
  316.    own work in describing such more detailed  implementation  techniques
  317.    and we encourage others to as well.}
  318.  
  319.  
  320. 3.7. Errors and Uncertainties:
  321.  
  322.    The  description of any specific measurement method should include an
  323.    accounting and analysis of various sources of error/uncertainty.  The
  324.    Framework  document  provides  general guidence on this point, but we
  325.    note here the following specifics related to delay metrics:
  326.  +    Errors/uncertainties due to uncertainties in the clocks of the Src
  327.       and Dst hosts.  We discuss this in more detail below.
  328.  +    Errors/uncertainties due to the difference between 'wire time' and
  329.       'host time'.
  330.    Each of these are discussed in more detail below.
  331.  
  332.  
  333. 3.7.1. Errors/uncertainties related to Clocks
  334.  
  335.    The uncertainty in a measurement of  one-way  delay  is  related,  in
  336.    part,  to  uncertainties  in the clocks of the Src and Dst hosts.  In
  337.    the following, we refer to the clock used to measure when the  packet
  338.    was  sent from Src as the source clock, we refer to the clock used to
  339.    measure when the packet was received by Dst as  the  dest  clock,  we
  340.    refer  to  the  observed  time when the packet was sent by the source
  341.    clock as Tsource, and the observed time when the packet was  received
  342.    by  the dest clock as Tdest.  Alluding to the notions of synchroniza-
  343.    tion, accuracy, resolution, and skew mentioned in  the  Introduction,
  344.    we note the following:
  345.  +    Any  error in the synchronization between the source clock and the
  346.       dest clock will contribute to error in the delay measurement.   We
  347.       say  that  the source clock and the dest clock have a synchroniza-
  348.       tion error of Tsynch if the source clock is Tsynch  ahead  of  the
  349.       dest  clock.   Thus,  if  we  know the value of Tsynch exactly, we
  350.       could correct for clock synchronization by adding  Tsynch  to  the
  351.       uncorrected value of Tdest-Tsource.
  352.  
  353.  
  354.  
  355.  
  356.  
  357.  
  358. Almes and Kalidindi                                             [Page 6]
  359.  
  360.  
  361.  
  362.  
  363.  
  364. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  365.  
  366.  
  367.  +    The  accuracy of a clock is important only in identifying the time
  368.       at which a given delay was measured.  Accuracy,  per  se,  has  no
  369.       importance  to  the accuracy of the measurement of delay.  This is
  370.       because, when computing delays, we are interested only in the dif-
  371.       ferences between clock values.
  372.  +    The  resolution of a clock adds to uncertainty about any time mea-
  373.       sured with it.  Thus, if the source clock has a resolution  of  10
  374.       msec, then this adds 10 msec of uncertainty to any time value mea-
  375.       sured with it.  We will denote the resolution of the source  clock
  376.       and the dest clock as Rsource and Rdest, respectively.
  377.  +    The  skew of a clock is not so much an additional issue as it is a
  378.       realization of the fact that Tsynch is itself a function of  time.
  379.       Thus,  if  we attempt to measure or to bound Tsynch, this needs to
  380.       be done periodically.  Over some periods of  time,  this  function
  381.       can  be  approximated  as a linear function plus some higher order
  382.       terms; in these cases, one option is to use knowledge of the  lin-
  383.       ear  component  to  correct the clock.  Using this correction, the
  384.       residual Tsynch is made smaller, but remains a  source  of  uncer-
  385.       tainty  that must be accounted for.  We use the function Esynch(t)
  386.       to denote an upper bound on the  uncertainty  in  synchronization.
  387.       Thus, |Tsynch(t)| <= Esynch(t).
  388.    Taking  these  items  together, we note that naive computation Tdest-
  389.    Tsource will be off by Tsynch(t) +/- (|Rsource|+|Rdest|).  Using  the
  390.    notion of Esynch(t), we note that these clock-related problems intro-
  391.    duce a total uncertainty of Esynch(t)+|Rsource|+|Rdest|.  This  esti-
  392.    mate  of  total  clock-related  uncertainty should be included in the
  393.    error/uncertainty analysis of any measurement implementation.
  394.  
  395.  
  396. 3.7.2. Errors/uncertainties related to Wire-time vs Host-time
  397.  
  398.    Ideally, we'd like to measure the time between when the  test  packet
  399.    leaves  the network interface of Src and when it (completely) arrives
  400.    at the network interface of Dst, and we refer to this as 'wire time'.
  401.    If  the  timings are themselves performed by software on Src and Dst,
  402.    however, then this  software  can  only  directly  measure  the  time
  403.    between  when  Src  grabs  a timestamp just prior to sending the test
  404.    packet and when Dst grabs a timestamp just after having received  the
  405.    test packet, and we refer to this as 'host time'.
  406.  
  407.    To  the extent that the difference between wire time and host time is
  408.    accurately known, this knowledge can be used to correct for host time
  409.    measurements  and  the  corrected value more accurately estimates the
  410.    desired (wire time) metric.
  411.  
  412.    To the extent, however, that the difference  between  wire  time  and
  413.    host  time is uncertain, this uncertainty must be accounted for in an
  414.    analysis of a given measurement method.   We  denote  by  Hsource  an
  415.  
  416.  
  417.  
  418. Almes and Kalidindi                                             [Page 7]
  419.  
  420.  
  421.  
  422.  
  423.  
  424. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  425.  
  426.  
  427.    upper  bound  on  the uncertainty in the difference between wire time
  428.    and host time on the Src host, and similarly define Hdest for the Dst
  429.    host.  We then note that these problems introduce a total uncertainty
  430.    of Hsource+Hdest.  This estimate of  total  wire-vs-host  uncertainty
  431.    should  be included in the error/uncertainty analysis of any measure-
  432.    ment implementation.
  433.  
  434.  
  435. 4. A Definition for Samples of One-way Delay
  436.  
  437.    Given the singleton metric Type-P-One-way-Delay, we  now  define  one
  438.    particular  sample  of such singletons.  The idea of the sample is to
  439.    select a particular binding of the parameters  Src,  Dst,  first-hop,
  440.    and Type-P, then define a sample of values of parameter T.  The means
  441.    for defining the values of T is to select  a  beginning  time  T0,  a
  442.    final  time  Tf,  and  an  average rate lambda, then define a pseudo-
  443.    random Poisson arrival process of  rate  lambda,  whose  values  fall
  444.    between  T0 and Tf.  The time interval between successive values of T
  445.    will then average 1/lambda.
  446.  
  447.  
  448. 4.1. Metric Name:
  449.  
  450.    Type-P-One-way-Delay-Stream
  451.  
  452.  
  453. 4.2. Metric Parameters:
  454.  +    Src, the IP address of a host
  455.  +    Dst, the IP address of a host
  456.  +    First-hop, the IP address of the first hop router on the path from
  457.       Src to Dst; this optional parameter defaults to the router one hop
  458.       from Src whenever there is in fact only one such router
  459.  +    T0, a time
  460.  +    Tf, a time
  461.  +    lambda, a rate in reciprocal seconds
  462.  
  463.  
  464. 4.3. Metric Units:
  465.  
  466.    A sequence of pairs; the elements of each pair are:
  467.  +    T, a time, and
  468.  +    dT, either a non-negative real number or an  undefined  number  of
  469.       seconds.
  470.    The  values of T in the sequence are monotonic increasing.  Note that
  471.    T would be a valid parameter to  Type-P-One-way-Delay,  and  that  dT
  472.    would be a valid value of Type-P-One-way-Delay.
  473.  
  474.  
  475.  
  476.  
  477.  
  478. Almes and Kalidindi                                             [Page 8]
  479.  
  480.  
  481.  
  482.  
  483.  
  484. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  485.  
  486.  
  487. 4.4. Definition:
  488.  
  489.    Given  T0, Tf, and lambda, we compute a pseudo-random Poisson process
  490.    beginning at or before T0, with average arrival rate lambda, and end-
  491.    ing  at  or  after Tf.  Those time values greater than or equal to T0
  492.    and less than or equal to Tf are then selected.  At each of the times
  493.    in  this process, we obtain the value of Type-P-One-way-Delay at this
  494.    time.  The value of the sample is the sequence made up of the result-
  495.    ing <time, delay> pairs.  If there are no such pairs, the sequence is
  496.    of length zero and the sample is said to be empty.
  497.  
  498.  
  499. 4.5. Discussion:
  500.  
  501.    Note first that, since a pseudo-random number sequence  is  employed,
  502.    the  sequence  of  times,  and  hence the value of the sample, is not
  503.    fully specified.  Pseudo-random number  generators  of  good  quality
  504.    will be needed to achieve the desired qualities.
  505.  
  506.    The sample is defined in terms of a Poisson process both to avoid the
  507.    effects of self-synchronization and also capture  a  sample  that  is
  508.    statistically  as  unbiased  as  possible.   {Comment:  there  is, of
  509.    course, no claim that real Internet traffic arrives  according  to  a
  510.    Poisson arrival process.}
  511.  
  512.    All  the  singleton Type-P-One-way-Delay metrics in the sequence will
  513.    have the same values of Src, Dst, [first-hop,] and Type-P.
  514.  
  515.    Note also that, given one sample that runs from T0 to Tf,  and  given
  516.    new  time  values  T0'  and Tf' such that T0 <= T0' <= Tf' <= Tf, the
  517.    subsequence of the given sample whose time values  fall  between  T0'
  518.    and Tf' are also a valid Type-P-One-way-Delay-Stream sample.
  519.  
  520.  
  521. 4.6. Methodologies:
  522.  
  523.    The methodologies follow directly from:
  524.  +    the  selection  of  specific  times,  using  the specified Poisson
  525.       arrival process, and
  526.  +    the methodologies discussion already given for the singleton Type-
  527.       P-One-way-Delay metric.
  528.  
  529.    Care  must,  of  course,  be  given  to correctly handle out-of-order
  530.    arrival of test packets; it is possible that the Src could  send  one
  531.    test  packet  at  TS[i],  then  send a second one (later) at TS[i+1],
  532.    while the Dst could receive the second test packet  at  TR[i+1],  and
  533.    then receive the first one (later) at TR[i].
  534.  
  535.  
  536.  
  537.  
  538. Almes and Kalidindi                                             [Page 9]
  539.  
  540.  
  541.  
  542.  
  543.  
  544. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  545.  
  546.  
  547. 4.7. Errors and Uncertainties:
  548.  
  549.    In  addition  to  sources of errors and uncertainties associated with
  550.    methods employed to measure the singleton values  that  make  up  the
  551.    sample,  care  must  be  given to analyze the accuracy of the Poisson
  552.    arrival process of the wire-time of the sending of the test  packets.
  553.    Problems  with  this  process  could  be  caused by either of several
  554.    things, including problems with the pseudo-random  number  techniques
  555.    used  to  generate the Poisson arrival process, or with jitter in the
  556.    value of Hsource (mentioned above as  uncertainty  in  the  singleton
  557.    delay  metric).  The Framework document shows how to use an Anderson-
  558.    Darling test for this.
  559.  
  560.  
  561. 5. Some Statistics Definitions for One-way Delay
  562.  
  563.    Given the sample metric  Type-P-One-way-Delay-Stream,  we  now  offer
  564.    several  statistics  of  that  sample.   These statistics are offered
  565.    mostly to be illustrative of what could be done.
  566.  
  567.  
  568. 5.1. Type-P-One-way-Delay-Percentile
  569.  
  570.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream and a percent X  between  0%  and
  571.    100%, the Xth percentile of all the dT values in the Stream.  In com-
  572.    puting this percentile, undefined values are  treated  as  infinitely
  573.    large.   Note that this means that the percentile could thus be unde-
  574.    fined (informally, infinite).  In addition, the Type-P-One-way-Delay-
  575.    Percentile is undefined if the sample is empty.
  576.  
  577.    Example: suppose we take a sample and the results are:
  578.         Stream1 = <
  579.         <T1, 100 msec>
  580.         <T2, 110 msec>
  581.         <T3, undefined>
  582.         <T4, 90 msec>
  583.         <T5, 500 msec>
  584.         >
  585.    Then  the  50th  percentile  would be 110 msec, since 90 msec and 100
  586.    msec are smaller and 110 msec and 'undefined' are larger.
  587.  
  588.  
  589. 5.2. Type-P-One-way-Delay-Median
  590.  
  591.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream, the median of all the dT  values
  592.    in the Stream.  In computing the median, undefined values are treated
  593.    as infinitely large.
  594.  
  595.  
  596.  
  597.  
  598. Almes and Kalidindi                                            [Page 10]
  599.  
  600.  
  601.  
  602.  
  603.  
  604. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  605.  
  606.  
  607.    As noted in the Framework document, the median differs from the  50th
  608.    percentile only when the sample contains an even number of values, in
  609.    which case the mean of the two central values is used.
  610.  
  611.    Example: suppose we take a sample and the results are:
  612.         Stream2 = <
  613.         <T1, 100 msec>
  614.         <T2, 110 msec>
  615.         <T3, undefined>
  616.         <T4, 90 msec>
  617.         >
  618.    Then the median would be 105 msec, the mean of 100 msec and 110 msec,
  619.    the two central values.
  620.  
  621.  
  622.  
  623. 5.3. Type-P-One-way-Delay-Minumum
  624.  
  625.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream, the minimum of all the dT values
  626.    in the Stream.    In computing this, undefined values are treated  as
  627.    infinitely  large.   Note that this means that the minimum could thus
  628.    be undefined (informally, infinite) if all the dT  values  are  unde-
  629.    fined.  In addition, the Type-P-One-way-Delay-Minimum is undefined if
  630.    the sample is empty.
  631.  
  632.    In the above example, the minimum would be 90 msec.
  633.  
  634.  
  635. 6. Security Considerations
  636.  
  637.    This memo raises no security issues.
  638.  
  639.  
  640. 7. Acknowledgements
  641.  
  642.    Special thanks are due to Vern Paxson of Lawrence Berkeley  Labs  for
  643.    his  helpful  comments on issues of clock uncertainty and statistics.
  644.    Thanks also to Sean Shapira for several useful suggestions.
  645.  
  646.  
  647. 8. References
  648.  
  649.    G. Almes, W. Cerveny, P. Krishnaswamy, J. Mahdavi, M. Mathis, and  V.
  650.    Paxson,  "Framework  for IP Provider Metrics", Internet Draft <draft-
  651.    almes-ippm-framework-00.txt>, July 1996.
  652.  
  653.    J. Postel, "Internet Protocol", RFC 791, September 1981.
  654.  
  655.  
  656.  
  657.  
  658. Almes and Kalidindi                                            [Page 11]
  659.  
  660.  
  661.  
  662.  
  663.  
  664. ID                        One-way Delay Metric             November 1996
  665.  
  666.  
  667.    D. Mills, "Network Time Protocol (v3)", RFC 1305, April 1992.
  668.  
  669.  
  670.  
  671.  
  672. 9. Authors' Addresses
  673.  
  674.    Guy Almes <almes@advanced.org>
  675.    Advanced Network & Services, Inc.
  676.    200 Business Park Drive
  677.    Armonk, NY  10504
  678.    USA
  679.    Phone: +1 914/273-7863
  680.  
  681.    Sunil Kalidindi <kalidindi@advanced.org>
  682.    Advanced Network & Services, Inc.
  683.    200 Business Park Drive
  684.    Armonk, NY  10504
  685.    USA
  686.    Phone: +1 914/273-1219
  687.  
  688.  
  689.  
  690.  
  691.  
  692.  
  693.  
  694.  
  695.  
  696.  
  697.  
  698.  
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.  
  705.  
  706.  
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715.  
  716.  
  717.  
  718. Almes and Kalidindi                                            [Page 12]
  719.  
  720.  
  721.  
  722.