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-02.txt < prev    next >
Text File  |  1997-08-04  |  27KB  |  719 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4. Network Working Group              G. Almes, Advanced Network & Services
  5. Internet Draft                 S. Kalidindi, Advanced Network & Services
  6. Expiration Date: January 1998                                  July 1997
  7.  
  8.  
  9.                     A One-way Delay Metric for IPPM
  10.                   <draft-ietf-bmwg-ippm-delay-02.txt>
  11.  
  12.  
  13. 1. Status of this Memo
  14.  
  15.    This document is an Internet Draft.  Internet Drafts are working doc-
  16.    uments  of the Internet Engineering Task Force (IETF), its areas, and
  17.    its working groups.  Note that other groups may also distribute work-
  18.    ing documents as Internet Drafts.
  19.  
  20.    Internet  Drafts  are  draft  documents  valid  for  a maximum of six
  21.    months, and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents
  22.    at any time.  It is inappropriate to use Internet Drafts as reference
  23.    material or to cite them other than as ``work in progress''.
  24.  
  25.    To learn the current status of any Internet Draft, please  check  the
  26.    ``1id-abstracts.txt'' listing contained in the Internet Drafts shadow
  27.    directories  on  ftp.is.co.za   (Africa),   nic.nordu.net   (Europe),
  28.    munnari.oz.au  (Pacific  Rim),  ds.internic.net  (US  East Coast), or
  29.    ftp.isi.edu (US West Coast).
  30.  
  31.    This memo provides information for the Internet community.  This memo
  32.    does  not  specify an Internet standard of any kind.  Distribution of
  33.    this memo is unlimited.
  34.  
  35.  
  36. 2. Introduction
  37.  
  38.    This memo defines a metric for one-way delay of packets across Inter-
  39.    net paths.  It builds on notions introduced and discussed in the IPPM
  40.    Framework document (currently 'Framework  for  IP  Provider  Metrics'
  41.    <draft-ietf-bmwg-ippm-framework-01.txt>); the reader is assumed to be
  42.    familiar with that document.
  43.  
  44.    This memo is intended to be very parallel in structure to a companion
  45.    document  for  Packet  Loss  ('A Packet Loss Metric for IPPM' <draft-
  46.    ietf-bmwg-ippm-loss-01.txt>).
  47.  
  48.    The structure of the memo is as follows:
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55. Almes and Kalidindi                                             [Page 1]
  56.  
  57.  
  58.  
  59.  
  60.  
  61. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  62.  
  63.  
  64.  +    A 'singleton' analytic metric, called  Type-P-One-way-Delay,  will
  65.       be introduced to measure a single observation of one-way delay.
  66.  +    Using  this  singleton  metric, a 'sample', called Type-P-One-way-
  67.       Delay-Stream, will be introduced to measure a sequence of  single-
  68.       ton delays measured at times taken from a Poisson process.
  69.  +    Using  this  sample,  several  'statistics'  of the sample will be
  70.       defined and discussed.
  71.    This progression from singleton to sample to statistics,  with  clear
  72.    separation among them, is important.
  73.  
  74.    Whenever  a  technical term from the IPPM Framework document is first
  75.    used in this memo, it will be tagged with  a  trailing  asterisk,  as
  76.    with >>term*<<.
  77.  
  78.  
  79. 2.1. Motivation:
  80.  
  81.    One-way delay of a type-P packet from a source host* to a destination
  82.    host is useful for several reasons:
  83.  +    Some applications do not perform well (or at  all)  if  end-to-end
  84.       delay between hosts is large relative to some threshold value.
  85.  +    Erratic  variation  in delay makes it difficult (or impossible) to
  86.       support many real-time applications.
  87.  +    The larger the value of delay, the more difficult it is for trans-
  88.       port-layer protocols to sustain high bandwidths.
  89.  +    The  minimum  value  of  this metric provides an indication of the
  90.       delay due only to propagation and transmission delay.
  91.  +    The minimum value of this metric provides  an  indication  of  the
  92.       delay  that will likely be experienced when the path* traversed is
  93.       lightly loaded.
  94.  +    Values of this metric above the minimum provide an  indication  of
  95.       the congestion present in the path.
  96.    It  is  outside the scope of this document to say precisely how delay
  97.    metrics would be applied to specific problems.
  98.  
  99.  
  100. 2.2. General Issues Regarding Time
  101.  
  102.    Whenever a time (i.e., a moment in history) is mentioned here, it  is
  103.    understood to be measured in seconds (and fractions) relative to UTC.
  104.  
  105.    As described more fully in the Framework  document,  there  are  four
  106.    distinct, but related notions of clock uncertainty:
  107.  
  108. synchronization
  109.      measures  the  extent to which two clocks agree on what time it is.
  110.      For example, the clock on one host might be 5.4 msec ahead  of  the
  111.      clock on a second host.
  112.  
  113.  
  114.  
  115. Almes and Kalidindi                                             [Page 2]
  116.  
  117.  
  118.  
  119.  
  120.  
  121. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  122.  
  123.  
  124. accuracy
  125.      measures  the  extent  to which a given clock agrees with UTC.  For
  126.      example, the clock on a host might be 27.1 msec behind UTC.
  127.  
  128. resolution
  129.      measures the precision of a given clock.  For example, the clock on
  130.      an  old Unix host might tick only once every 10 msec, and thus have
  131.      a resolution of only 10 msec.
  132.  
  133. skew measures the change of accuracy, or of synchronization, with  time.
  134.      For example, the clock on a given host might gain 1.3 msec per hour
  135.      and thus be 27.1 msec behind UTC at one time and only 25.8 msec  an
  136.      hour  later.  In this case, we say that the clock of the given host
  137.      has a skew of 1.3 msec per hour relative to UTC, and this threatens
  138.      accuracy.  We might also speak of the skew of one clock relative to
  139.      another clock, and this threatens synchronization.
  140.  
  141.  
  142. 3. A Singleton Definition for One-way Delay
  143.  
  144.  
  145. 3.1. Metric Name:
  146.  
  147.    Type-P-One-way-Delay
  148.  
  149.  
  150. 3.2. Metric Parameters:
  151.  +    Src, the IP address of a host
  152.  +    Dst, the IP address of a host
  153.  +    T, a time
  154.  +    Path, the path* from Src to Dst; in cases where there is only  one
  155.       path from Src to Dst, this optional parameter can be omitted
  156.    {Comment:  the  presence  of  path is motivated by cases such as with
  157.    Merit's NetNow setup, in which a Src on one NAP can reach  a  Dst  on
  158.    another NAP by either of several different backbone networks.  Gener-
  159.    ally, this optional parameter is useful only when  several  different
  160.    routes are possible from Src to Dst.  Using the loose source route IP
  161.    option is avoided since it would often artificially worsen  the  per-
  162.    formance  observed,  and  since  it might not be supported along some
  163.    paths.}
  164.  
  165.  
  166. 3.3. Metric Units:
  167.  
  168.    The value of a type-P-One-way-Delay is  either  a  non-negative  real
  169.    number or an undefined (informally, infinite) number of seconds.
  170.  
  171.  
  172.  
  173.  
  174.  
  175. Almes and Kalidindi                                             [Page 3]
  176.  
  177.  
  178.  
  179.  
  180.  
  181. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  182.  
  183.  
  184. 3.4. Definition:
  185.  
  186.    For  a non-negative real number dT, >>the *Type-P-One-way-Delay* from
  187.    Src to Dst at T [via path] is dT<<  means  that  Src  sent  a  type-P
  188.    packet  [via path] to Dst at time T and that Dst received that packet
  189.    at time T+dT.
  190.  
  191.    >>The *Type-P-One-way-Delay* from Src to Dst at T [via path] is unde-
  192.    fined  (informally,  infinite)<<  means that Src sent a type-P packet
  193.    [via path] to Dst at time T and that Dst did not receive that packet.
  194.  
  195.  
  196. 3.5. Discussion:
  197.  
  198.    Type-P-One-way-Delay  is a relatively simple analytic metric, and one
  199.    that we believe will afford effective methods of measurement.
  200.  
  201.    The following issues are likely to come up in practice:
  202.  +    Since delay values will often be as low as the 100 usec to 10 msec
  203.       range,  it  will  be important for Src and Dst to synchronize very
  204.       closely.  GPS systems afford one way to achieve synchronization to
  205.       within several 10s of usec.  Ordinary application of NTP may allow
  206.       synchronization to within several msec, but this  depends  on  the
  207.       stability  and symmetry of delay properties among those NTP agents
  208.       used, and this delay is what we are trying to measure.  A combina-
  209.       tion  of  some GPS-based NTP servers and a conservatively designed
  210.       and deployed set of other NTP servers should yield  good  results,
  211.       but this is yet to be tested.
  212.  +    A  given  methodology  will  have  to  include  a way to determine
  213.       whether a delay value is infinite or whether  it  is  merely  very
  214.       large  (and the packet is yet to arrive at Dst).  As noted by Mah-
  215.       davi and Paxson, simple upper bounds (such as the 255 seconds the-
  216.       oretical  upper  bound on the lifetimes of IP packets [Postel: RFC
  217.       791]) could be used, but good  engineering,  including  an  under-
  218.       standing  of  packet lifetimes, will be needed in practice.  {Com-
  219.       ment: Note that, for many applications of these metrics, the  harm
  220.       in treating a large delay as infinite might be zero or very small.
  221.       A TCP data packet, for example, that arrives  only  after  several
  222.       multiples of the RTT may as well have been lost.}
  223.  +    As with other 'type-P' metrics, the value of the metric may depend
  224.       on such properties of the packet as protocol, (UDP  or  TCP)  port
  225.       number,  size,  and  arrangement for special treatment (as with IP
  226.       precedence or with RSVP).
  227.  
  228.  
  229.  
  230.  
  231.  
  232.  
  233.  
  234.  
  235. Almes and Kalidindi                                             [Page 4]
  236.  
  237.  
  238.  
  239.  
  240.  
  241. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  242.  
  243.  
  244.  +    If the packet is duplicated along the path  (or  paths!)  so  that
  245.       multiple  non-corrupt  copies  arrive at the destination, then the
  246.       packet is counted as received, and the first copy to arrive deter-
  247.       mintes the packet's one-way delay.
  248.  
  249.  
  250. 3.6. Methodologies:
  251.  
  252.    As  with other Type-P-* metrics, the detailed methodology will depend
  253.    on the Type-P (e.g., protocol  number,  UDP/TCP  port  number,  size,
  254.    precedence).
  255.  
  256.    Generally,  for a given Type-P, the methodology would proceed as fol-
  257.    lows:
  258.  +    Arrange that Src and Dst are synchronized; that is, that they have
  259.       clocks that are very closely synchronized with each other and each
  260.       fairly close to the actual time.
  261.  +    At the Src host, select Src and Dst IP addresses, and form a  test
  262.       packet  of  Type-P with these addresses.  Any 'padding' portion of
  263.       the packet needed only to make the test packet a given size should
  264.       be  filled  with randomized bits to avoid a situation in which the
  265.       measured delay is lower than it would otherwise be due to compres-
  266.       sion techniques along the path.
  267.  +    Optionally, select a specific path and arrange for Src to send the
  268.       packet to that path.  {Comment: This could be done,  for  example,
  269.       by  installing  a  temporary  host-route  for Dst in Src's routing
  270.       table.}
  271.  +    At the Dst host, arrange to receive the packet.
  272.  +    At the Src host, place a timestamp in the prepared Type-P  packet,
  273.       and send it towards Dst [via path].
  274.  +    If  the  packet arrives within a reasonable period of time, take a
  275.       timestamp as soon as possible upon the receipt of the packet.   By
  276.       subtracting  the  two timestamps, an estimate of one-way delay can
  277.       be computed.  Error analysis of  a  given  implementation  of  the
  278.       method  must  take  into  account the closeness of synchronization
  279.       between Src and Dst.  If the delay between Src's timestamp and the
  280.       actual  sending of the packet is known, then the estimate could be
  281.       adjusted by subtracting this amount;  uncertainty  in  this  value
  282.       must  be  taken into account in error analysis.  Similarly, if the
  283.       delay between the actual receipt of the packet and Dst's timestamp
  284.       is  known, then the estimate could be adjusted by subtracting this
  285.       amount; uncertainty in this value must be taken  into  account  in
  286.       error analysis.
  287.  
  288.  
  289.  
  290.  
  291.  
  292.  
  293.  
  294.  
  295. Almes and Kalidindi                                             [Page 5]
  296.  
  297.  
  298.  
  299.  
  300.  
  301. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  302.  
  303.  
  304.  +    If  the packet fails to arrive within a reasonable period of time,
  305.       the one-way delay is taken to be undefined (informally, infinite).
  306.       Note that the threshold of 'reasonable' here is a parameter of the
  307.       methodology.  {Comment: or should it be a parameter  of  the  met-
  308.       ric?}
  309.    Issues  such  as  the  packet  format, the means by which the path is
  310.    ensured, the means by which Dst knows when to expect the test packet,
  311.    and  the  means by which Src and Dst are synchronized are outside the
  312.    scope of this document.  {Comment: We plan to document elsewhere  our
  313.    own  work  in describing such more detailed implementation techniques
  314.    and we encourage others to as well.}
  315.  
  316.  
  317. 3.7. Errors and Uncertainties:
  318.  
  319.    The description of any specific measurement method should include  an
  320.    accounting and analysis of various sources of error/uncertainty.  The
  321.    Framework document provides general guidence on this  point,  but  we
  322.    note here the following specifics related to delay metrics:
  323.  +    Errors/uncertainties due to uncertainties in the clocks of the Src
  324.       and Dst hosts.
  325.  +    Errors/uncertainties due to the difference between 'wire time' and
  326.       'host time'.
  327.    Each of these are discussed in more detail below.
  328.  
  329.  
  330. 3.7.1. Errors/uncertainties related to Clocks
  331.  
  332.    The  uncertainty  in  a  measurement  of one-way delay is related, in
  333.    part, to uncertainties in the clocks of the Src and  Dst  hosts.   In
  334.    the  following, we refer to the clock used to measure when the packet
  335.    was sent from Src as the source clock, we refer to the clock used  to
  336.    measure  when  the  packet  was received by Dst as the dest clock, we
  337.    refer to the observed time when the packet was  sent  by  the  source
  338.    clock  as Tsource, and the observed time when the packet was received
  339.    by the dest clock as Tdest.  Alluding to the notions of  synchroniza-
  340.    tion,  accuracy,  resolution, and skew mentioned in the Introduction,
  341.    we note the following:
  342.  +    Any error in the synchronization between the source clock and  the
  343.       dest  clock will contribute to error in the delay measurement.  We
  344.       say that the source clock and the dest clock have  a  synchroniza-
  345.       tion  error  of  Tsynch if the source clock is Tsynch ahead of the
  346.       dest clock.  Thus, if we know the  value  of  Tsynch  exactly,  we
  347.       could  correct  for  clock synchronization by adding Tsynch to the
  348.       uncorrected value of Tdest-Tsource.
  349.  
  350.  
  351.  
  352.  
  353.  
  354.  
  355. Almes and Kalidindi                                             [Page 6]
  356.  
  357.  
  358.  
  359.  
  360.  
  361. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  362.  
  363.  
  364.  +    The accuracy of a clock is important only in identifying the  time
  365.       at  which  a  given  delay was measured.  Accuracy, per se, has no
  366.       importance to the accuracy of the measurement of delay.   This  is
  367.       because, when computing delays, we are interested only in the dif-
  368.       ferences between clock values.
  369.  +    The resolution of a clock adds to uncertainty about any time  mea-
  370.       sured  with  it.  Thus, if the source clock has a resolution of 10
  371.       msec, then this adds 10 msec of uncertainty to any time value mea-
  372.       sured  with it.  We will denote the resolution of the source clock
  373.       and the dest clock as Rsource and Rdest, respectively.
  374.  +    The skew of a clock is not so much an additional issue as it is  a
  375.       realization  of the fact that Tsynch is itself a function of time.
  376.       Thus, if we attempt to measure or to bound Tsynch, this  needs  to
  377.       be  done  periodically.   Over some periods of time, this function
  378.       can be approximated as a linear function plus  some  higher  order
  379.       terms;  in these cases, one option is to use knowledge of the lin-
  380.       ear component to correct the clock.  Using  this  correction,  the
  381.       residual  Tsynch  is  made smaller, but remains a source of uncer-
  382.       tainty that must be accounted for.  We use the function  Esynch(t)
  383.       to  denote  an  upper bound on the uncertainty in synchronization.
  384.       Thus, |Tsynch(t)| <= Esynch(t).
  385.    Taking these items together, we note that  naive  computation  Tdest-
  386.    Tsource  will be off by Tsynch(t) +/- (|Rsource|+|Rdest|).  Using the
  387.    notion of Esynch(t), we note that these clock-related problems intro-
  388.    duce  a total uncertainty of Esynch(t)+|Rsource|+|Rdest|.  This esti-
  389.    mate of total clock-related uncertainty should  be  included  in  the
  390.    error/uncertainty analysis of any measurement implementation.
  391.  
  392.  
  393. 3.7.2. Errors/uncertainties related to Wire-time vs Host-time
  394.  
  395.    Ideally,  we'd  like to measure the time between when the test packet
  396.    leaves the network interface of Src and when it (completely)  arrives
  397.    at the network interface of Dst, and we refer to this as 'wire time'.
  398.    If the timings are themselves performed by software on Src  and  Dst,
  399.    however,  then  this  software  can  only  directly  measure the time
  400.    between when Src grabs a timestamp just prior  to  sending  the  test
  401.    packet  and when Dst grabs a timestamp just after having received the
  402.    test packet, and we refer to this as 'host time'.
  403.  
  404.    To the extent that the difference between wire time and host time  is
  405.    accurately known, this knowledge can be used to correct for host time
  406.    measurements and the corrected value more  accurately  estimates  the
  407.    desired (wire time) metric.
  408.  
  409.    To  the  extent,  however,  that the difference between wire time and
  410.    host time is uncertain, this uncertainty must be accounted for in  an
  411.    analysis  of  a  given  measurement  method.  We denote by Hsource an
  412.  
  413.  
  414.  
  415. Almes and Kalidindi                                             [Page 7]
  416.  
  417.  
  418.  
  419.  
  420.  
  421. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  422.  
  423.  
  424.    upper bound on the uncertainty in the difference  between  wire  time
  425.    and host time on the Src host, and similarly define Hdest for the Dst
  426.    host.  We then note that these problems introduce a total uncertainty
  427.    of  Hsource+Hdest.   This  estimate of total wire-vs-host uncertainty
  428.    should be included in the error/uncertainty analysis of any  measure-
  429.    ment implementation.
  430.  
  431.  
  432. 4. A Definition for Samples of One-way Delay
  433.  
  434.    Given  the  singleton  metric Type-P-One-way-Delay, we now define one
  435.    particular sample of such singletons.  The idea of the sample  is  to
  436.    select  a  particular  binding  of the parameters Src, Dst, path, and
  437.    Type-P, then define a sample of values of parameter T.  The means for
  438.    defining  the  values  of T is to select a beginning time T0, a final
  439.    time Tf, and an average rate  lambda,  then  define  a  pseudo-random
  440.    Poisson  arrival process of rate lambda, whose values fall between T0
  441.    and Tf.  The time interval between successive values of T  will  then
  442.    average 1/lambda.
  443.  
  444.  
  445. 4.1. Metric Name:
  446.  
  447.    Type-P-One-way-Delay-Stream
  448.  
  449.  
  450. 4.2. Metric Parameters:
  451.  +    Src, the IP address of a host
  452.  +    Dst, the IP address of a host
  453.  +    Path,  the path* from Src to Dst; in cases where there is only one
  454.       path from Src to Dst, this optional parameter can be omitted
  455.  +    T0, a time
  456.  +    Tf, a time
  457.  +    lambda, a rate in reciprocal seconds
  458.  
  459.  
  460. 4.3. Metric Units:
  461.  
  462.    A sequence of pairs; the elements of each pair are:
  463.  +    T, a time, and
  464.  +    dT, either a non-negative real number or an  undefined  number  of
  465.       seconds.
  466.    The  values of T in the sequence are monotonic increasing.  Note that
  467.    T would be a valid parameter to  Type-P-One-way-Delay,  and  that  dT
  468.    would be a valid value of Type-P-One-way-Delay.
  469.  
  470.  
  471.  
  472.  
  473.  
  474.  
  475. Almes and Kalidindi                                             [Page 8]
  476.  
  477.  
  478.  
  479.  
  480.  
  481. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  482.  
  483.  
  484. 4.4. Definition:
  485.  
  486.    Given  T0, Tf, and lambda, we compute a pseudo-random Poisson process
  487.    beginning at or before T0, with average arrival rate lambda, and end-
  488.    ing  at  or  after Tf.  Those time values greater than or equal to T0
  489.    and less than or equal to Tf are then selected.  At each of the times
  490.    in  this process, we obtain the value of Type-P-One-way-Delay at this
  491.    time.  The value of the sample is the sequence made up of the result-
  492.    ing <time, delay> pairs.  If there are no such pairs, the sequence is
  493.    of length zero and the sample is said to be empty.
  494.  
  495.  
  496. 4.5. Discussion:
  497.  
  498.    Note first that, since a pseudo-random number sequence  is  employed,
  499.    the  sequence  of  times,  and  hence the value of the sample, is not
  500.    fully specified.  Pseudo-random number  generators  of  good  quality
  501.    will be needed to achieve the desired qualities.
  502.  
  503.    The sample is defined in terms of a Poisson process both to avoid the
  504.    effects of self-synchronization and also capture  a  sample  that  is
  505.    statistically  as  unbiased  as  possible.   {Comment:  there  is, of
  506.    course, no claim that real Internet traffic arrives  according  to  a
  507.    Poisson arrival process.}
  508.  
  509.    All  the  singleton Type-P-One-way-Delay metrics in the sequence will
  510.    have the same values of Src, Dst, [path,] and Type-P.
  511.  
  512.    Note also that, given one sample that runs from T0 to Tf,  and  given
  513.    new  time  values  T0'  and Tf' such that T0 <= T0' <= Tf' <= Tf, the
  514.    subsequence of the given sample whose time values  fall  between  T0'
  515.    and Tf' are also a valid Type-P-One-way-Delay-Stream sample.
  516.  
  517.  
  518. 4.6. Methodologies:
  519.  
  520.    The methodologies follow directly from:
  521.  +    the  selection  of  specific  times,  using  the specified Poisson
  522.       arrival process, and
  523.  +    the methodologies discussion already given for the singleton Type-
  524.       P-One-way-Delay metric.
  525.  
  526.    Care  must,  of  course,  be  given  to correctly handle out-of-order
  527.    arrival of test packets; it is possible that the Src could  send  one
  528.    test  packet  at  TS[i],  then  send a second one (later) at TS[i+1],
  529.    while the Dst could receive the second test packet  at  TR[i+1],  and
  530.    then receive the first one (later) at TR[i].
  531.  
  532.  
  533.  
  534.  
  535. Almes and Kalidindi                                             [Page 9]
  536.  
  537.  
  538.  
  539.  
  540.  
  541. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  542.  
  543.  
  544. 4.7. Errors and Uncertainties:
  545.  
  546.    In  addition  to  sources of errors and uncertainties associated with
  547.    methods employed to measure the singleton values  that  make  up  the
  548.    sample,  care  must  be  given to analyze the accuracy of the Poisson
  549.    arrival process of the wire-time of the sending of the test  packets.
  550.    Problems  with  this  process  could  be  caused by either of several
  551.    things, including problems with the pseudo-random  number  techniques
  552.    used  to  generate the Poisson arrival process, or with jitter in the
  553.    value of Hsource (mentioned above as  uncertainty  in  the  singleton
  554.    delay  metric).  The Framework document shows how to use an Anderson-
  555.    Darling test for this.
  556.  
  557.  
  558. 5. Some Statistics Definitions for One-way Delay
  559.  
  560.    Given the sample metric  Type-P-One-way-Delay-Stream,  we  now  offer
  561.    several  statistics  of  that  sample.   These statistics are offered
  562.    mostly to be illustrative of what could be done.
  563.  
  564.  
  565. 5.1. Type-P-One-way-Delay-Percentile
  566.  
  567.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream and a percent X  between  0%  and
  568.    100%, the Xth percentile of all the dT values in the Stream.  In com-
  569.    puting this percentile, undefined values are  treated  as  infinitely
  570.    large.   Note that this means that the percentile could thus be unde-
  571.    fined (informally, infinite).  In addition, the Type-P-One-way-Delay-
  572.    Percentile is undefined if the sample is empty.
  573.  
  574.    Example: suppose we take a sample and the results are:
  575.         Stream1 = <
  576.         <T1, 100 msec>
  577.         <T2, 110 msec>
  578.         <T3, undefined>
  579.         <T4, 90 msec>
  580.         <T5, 500 msec>
  581.         >
  582.    Then  the  50th  percentile  would be 110 msec, since 90 msec and 100
  583.    msec are smaller and 110 msec and 'undefined' are larger.
  584.  
  585.  
  586. 5.2. Type-P-One-way-Delay-Median
  587.  
  588.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream, the median of all the dT  values
  589.    in the Stream.  In computing the median, undefined values are treated
  590.    as infinitely large.
  591.  
  592.  
  593.  
  594.  
  595. Almes and Kalidindi                                            [Page 10]
  596.  
  597.  
  598.  
  599.  
  600.  
  601. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  602.  
  603.  
  604.    As noted in the Framework document, the median differs from the  50th
  605.    percentile only when the sample contains an even number of values, in
  606.    which case the mean of the two central values is used.
  607.  
  608.    Example: suppose we take a sample and the results are:
  609.         Stream2 = <
  610.         <T1, 100 msec>
  611.         <T2, 110 msec>
  612.         <T3, undefined>
  613.         <T4, 90 msec>
  614.         >
  615.    Then the median would be 105 msec, the mean of 100 msec and 110 msec,
  616.    the two central values.
  617.  
  618.  
  619.  
  620. 5.3. Type-P-One-way-Delay-Minumum
  621.  
  622.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream, the minimum of all the dT values
  623.    in the Stream.    In computing this, undefined values are treated  as
  624.    infinitely  large.   Note that this means that the minimum could thus
  625.    be undefined (informally, infinite) if all the dT  values  are  unde-
  626.    fined.  In addition, the Type-P-One-way-Delay-Minimum is undefined if
  627.    the sample is empty.
  628.  
  629.    In the above example, the minimum would be 90 msec.
  630.  
  631.  
  632. 5.4. Type-P-One-way-Delay-Inverse-Percentile
  633.  
  634.    Given a Type-P-One-way-Delay-Stream and a non-negative time  duration
  635.    threshold,  the fraction of all the dT values in the Stream less than
  636.    or equal to the threshold.  The result could be as low as 0% (if  all
  637.    the dT values exceed threshold) or as high as 100%.
  638.  
  639.    In  the  above  example,  the Inverse-Percentile of 103 msec would be
  640.    50%.
  641.  
  642.  
  643. 6. Security Considerations
  644.  
  645.    This memo raises no security issues.
  646.  
  647.  
  648.  
  649.  
  650.  
  651.  
  652.  
  653.  
  654.  
  655. Almes and Kalidindi                                            [Page 11]
  656.  
  657.  
  658.  
  659.  
  660.  
  661. ID                        One-way Delay Metric                 July 1997
  662.  
  663.  
  664. 7. Acknowledgements
  665.  
  666.    Special thanks are due to Vern Paxson of Lawrence Berkeley  Labs  for
  667.    his  helpful  comments on issues of clock uncertainty and statistics.
  668.    Thanks also to Sean Shapira for several useful suggestions.
  669.  
  670.  
  671. 8. References
  672.  
  673.    V. Paxson, G. Almes, J. Mahdavi, and M.  Mathis,  "Framework  for  IP
  674.    Provider     Metrics",    Internet    Draft    <draft-ietf-bmwg-ippm-
  675.    framework-01.txt>, July 1997.
  676.  
  677.    J. Postel, "Internet Protocol", RFC 791, September 1981.
  678.  
  679.    D. Mills, "Network Time Protocol (v3)", RFC 1305, April 1992.
  680.  
  681.  
  682.  
  683.  
  684. 9. Authors' Addresses
  685.  
  686.    Guy Almes <almes@advanced.org>
  687.    Advanced Network & Services, Inc.
  688.    200 Business Park Drive
  689.    Armonk, NY  10504
  690.    USA
  691.    Phone: +1 914/273-7863
  692.  
  693.    Sunil Kalidindi <kalidindi@advanced.org>
  694.    Advanced Network & Services, Inc.
  695.    200 Business Park Drive
  696.    Armonk, NY  10504
  697.    USA
  698.    Phone: +1 914/273-1219
  699.  
  700.  
  701.  
  702.  
  703.  
  704.  
  705.  
  706.  
  707.  
  708.  
  709.  
  710.  
  711.  
  712.  
  713.  
  714.  
  715. Almes and Kalidindi                                            [Page 12]
  716.  
  717.  
  718.  
  719.