Bufferbloat
بفر بلوٹ پیکٹوں کی ضرورت سے زیادہ بفرنگ کی وجہ سے پیکٹ تبدیل شدہ نیٹ ورک میں زیادہ تاخیر اور جٹر کا سبب بنتا ہے۔ بفر بلوٹ پیکٹ کی تاخیر میں تغیر کا سبب بھی بن سکتا ہے (جسے جٹر بھی کہا جاتا ہے)، ساتھ ہی مجموعی نیٹ ورک تھرو پٹ کو بھی کم کر سکتا ہے۔ جب کسی روٹر یا سوئچ کو ضرورت سے زیادہ بڑے بفر استعمال کرنے کے لیے ترتیب دیا جاتا ہے، تو یہاں تک کہ بہت تیز رفتار نیٹ ورک بھی بہت سے انٹرایکٹو ایپلی کیشنز جیسے وائس اوور آئی پی (وی او آئی پی)، آڈیو اسٹریمنگ، آن لائن گیمنگ، اور یہاں تک کہ عام ویب براؤزنگ کے لیے عملی طور پر ناقابل استعمال ہو سکتے ہیں۔ کچھ مواصلاتی سازوسامان بنانے والوں نے اپنی کچھ نیٹ ورک مصنوعات میں غیر ضروری طور پر بڑے بفر ڈیزائن کیے ہیں۔ اس طرح کے آلات میں، بفر بلوٹ اس وقت ہوتا ہے جب نیٹ ورک لنک پر بھیڑ پڑ جاتی ہے، جس کی وجہ سے ان بڑے بفرز میں پیکٹ طویل عرصے تک قطار میں کھڑے رہتے ہیں۔ فرسٹ ان فرسٹ آؤٹ قطار کے نظام میں، حد سے زیادہ بڑے بفرز کے نتیجے میں لمبی قطاریں اور زیادہ تاخیر ہوتی ہے، اور نیٹ ورک تھرو پٹ کو بہتر نہیں بناتے ہیں۔ یہ دوسرے پیکٹوں کی وقت پر ترسیل میں رکاوٹ پیدا کرنے والے مخصوص سست رفتار کنکشن کے ذریعے بھی متحرک کیا جا سکتا ہے۔ بفر بلوٹ کے رجحان کو 1985 کے اوائل میں بیان کیا گیا تھا۔ اس نے 2009 میں شروع ہونے والی زیادہ وسیع توجہ حاصل کی۔ کچھ ذرائع کے مطابق آن لائن ویڈیو گیمز میں ہائی لیٹینسی ("لیگ") کی سب سے زیادہ وجہ مقامی ہوم نیٹ ورک بفر بلوٹ ہے۔ زیادہ تاخیر جدید آن لائن گیمنگ کو ناممکن بنا سکتی ہے۔ نیٹ ورک کے سازوسامان کے مینوفیکچررز کے لیے انگوٹھے کا ایک قائم شدہ اصول یہ تھا کہ کسی ڈیوائس سے گزرنے والے ٹریفک کے سلسلے کے لیے کم از کم 250 ایم ایس بفرنگ کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے کافی بڑے بفر فراہم کیے جائیں۔ مثال کے طور پر، ایک راؤٹر کے گیگابٹ ایتھرنیٹ انٹرفیس کے لیے نسبتا بڑے 32 ایم بی بفر کی ضرورت ہوگی۔ بفرز کا اس طرح کا سائز ٹی سی پی کنجشن کنٹرول الگورتھم کی ناکامی کا باعث بن سکتا ہے۔ اس کے بعد بفرز کو نکاسی کرنے میں کچھ وقت لگتا ہے، اس سے پہلے کہ بھیڑ پر قابو پانے کے ری سیٹ ہو جائیں اور ٹی سی پی کنکشن ریمپ دوبارہ تیز ہو جائیں اور بفرز کو دوبارہ بھر دیں۔ اس طرح بفر بلوٹ اعلی اور متغیر تاخیر جیسے مسائل کا سبب بنتا ہے، اور دوسرے تمام بہاؤ کے لیے نیٹ ورک کی رکاوٹوں کو روکتا ہے کیونکہ بفر ایک ٹی سی پی ندی کے پیکٹوں سے بھر جاتا ہے اور پھر دوسرے پیکٹ گرائے جاتے ہیں۔ ایک پھولے ہوئے بفر کا اثر صرف اس وقت ہوتا ہے جب یہ بفر اصل میں استعمال کیا جاتا ہے۔ دوسرے لفظوں میں، بڑے سائز کے بفر تب ہی نقصان دہ اثر ڈالتے ہیں جب ان کا بفر لنک رکاوٹ بن جاتا ہے۔ رکاوٹ کی خدمت کرنے والے بفر کے سائز کو زیادہ تر آپریٹنگ سسٹمز کے ذریعہ فراہم کردہ پنگ یوٹیلیٹی کا استعمال کرتے ہوئے ماپا جا سکتا ہے۔ پہلے، دوسرے میزبان کو مسلسل پنگ کیا جانا چاہیے ؛ پھر، اس سے کئی سیکنڈ طویل ڈاؤن لوڈ شروع کیا جانا چاہیے اور چند بار روکا جانا چاہیے۔ ڈیزائن کے مطابق، ٹی سی پی بھیڑ سے بچنے کا الگورتھم راستے کی رکاوٹوں کو تیزی سے بھر دے گا۔ اگر ڈاؤن لوڈ کرنا (اور اپ لوڈ کرنا، بالترتیب) پنگ کے ذریعے رپورٹ کیے گئے راؤنڈ ٹرپ کے وقت کے براہ راست اور اہم اضافے سے متعلق ہے، تو یہ ظاہر کرتا ہے کہ ڈاؤن لوڈ (اور اپ لوڈ، بالترتیب) کی سمت میں موجودہ رکاوٹ کا بفر پھول گیا ہے۔ چونکہ راؤنڈ ٹرپ کے وقت میں اضافہ رکاوٹ پر بفر کی وجہ سے ہوتا ہے، اس لیے زیادہ سے زیادہ اضافہ ملی سیکنڈ میں اس کے سائز کا تخمینہ دیتا ہے۔ پچھلی مثال میں، سادہ پنگنگ (مثال کے طور پر، ایم ٹی آر) کے بجائے ایک جدید ٹریسروٹ ٹول کا استعمال نہ صرف رکاوٹ پر پھولے ہوئے بفر کے وجود کا مظاہرہ کرے گا، بلکہ نیٹ ورک میں اس کے مقام کی نشاندہی بھی کرے گا۔ ٹریسر روٹ راستے (راستے) کو ظاہر کرکے اور پورے نیٹ ورک میں پیکٹوں کی ٹرانزٹ تاخیر کی پیمائش کرکے اسے حاصل کرتا ہے۔ راستے کی تاریخ راستے (راستے) میں ہر مسلسل میزبان (ریموٹ نوڈ) سے موصول ہونے والے پیکٹوں کے راؤنڈ ٹرپ اوقات کے طور پر درج کی جاتی ہے۔ میکانزم زیادہ تر ٹی سی پی کنجشن کنٹرول الگورتھم کنکشن کے دو سروں کے درمیان دستیاب بینڈوتھ کا تعین کرنے کے لیے پیکٹ ڈراپ کی موجودگی کی پیمائش پر انحصار کرتے ہیں۔ الگورتھم ڈیٹا کی منتقلی کو تیز کرتے ہیں جب تک کہ پیکٹ گرنا شروع نہ ہو جائیں، پھر ترسیل کی شرح کو سست کریں۔ مثالی طور پر، وہ ترسیل کی شرح کو اس وقت تک ایڈجسٹ کرتے رہتے ہیں جب تک کہ یہ لنک کی توازن کی رفتار تک نہ پہنچ جائے۔ تاکہ الگورتھم ایک مناسب منتقلی کی رفتار کا انتخاب کر سکیں، پیکٹ ڈراپ کے بارے میں رائے بروقت انداز میں ہونی چاہیے۔ ایک بڑے بفر کے ساتھ جو بھرا ہوا ہے، پیکٹ اپنی منزل پر پہنچ جائیں گے، لیکن زیادہ تاخیر کے ساتھ۔ پیکٹ نہیں چھوڑے گئے تھے، اس لیے ایک بار اپ لنک سنترپت ہو جانے کے بعد ٹی سی پی سست نہیں ہوتا، جس سے بفر مزید بھر جاتا ہے۔ نئے آنے والے پیکٹ صرف اس وقت گرائے جاتے ہیں جب بفر مکمل طور پر سنترپت ہو۔ ایک بار ایسا ہونے کے بعد ٹی سی پی یہ بھی فیصلہ کر سکتا ہے کہ کنکشن کا راستہ بدل گیا ہے، اور پھر ایک نئے آپریٹنگ پوائنٹ کے لیے زیادہ جارحانہ تلاش میں جا سکتا ہے۔ پیکٹوں کو منتقل کرنے سے پہلے نیٹ ورک بفر کے اندر قطار میں کھڑا کیا جاتا ہے ؛ پریشانی کے حالات میں، پیکٹ صرف اس صورت میں گرائے جاتے ہیں جب بفر بھرا ہوا ہو۔ پرانے راؤٹرز پر، بفر کافی چھوٹے ہوتے تھے اس لیے وہ تیزی سے بھر جاتے تھے اور اس لیے لنک سنترپت ہونے کے فورا بعد پیکٹ گرنے لگے، اس لیے ٹی سی پی پروٹوکول ایڈجسٹ ہو سکتا تھا اور مسئلہ واضح نہیں ہوگا۔ نئے راؤٹرز پر، بفر اتنے بڑے ہو گئے ہیں کہ کئی سیکنڈ کے بفرڈ ڈیٹا کو برقرار رکھ سکتے ہیں۔ ٹی سی پی کے لیے، ایک بھیڑ بھاڑ والا لنک عام طور پر کام کرتا دکھائی دے سکتا ہے کیونکہ بفر بھر جاتا ہے۔ ٹی سی پی الگورتھم اس بات سے بے خبر ہے کہ لنک بھیڑ بھاڑ والا ہے اور اس وقت تک اصلاحی کارروائی شروع نہیں کرتا جب تک کہ بفر بالآخر اوور فلو نہ ہو جائے اور پیکٹ گر نہ جائیں۔ ایک واحد قطار کے طور پر نافذ کردہ سادہ بفر سے گزرنے والے تمام پیکٹوں کو اسی طرح کی تاخیر کا سامنا کرنا پڑے گا، لہذا بھرا ہوا بفر سے گزرنے والے کسی بھی کنکشن کی تاخیر متاثر ہوگی۔ دستیاب چینل بینڈوتھ بھی غیر استعمال شدہ ہو سکتا ہے، کیونکہ سست مقامات پر ترسیل کے انتظار میں ڈیٹا کے ساتھ بفرز کے بند ہونے کی وجہ سے کچھ تیز ترین مقامات پر فوری طور پر نہیں پہنچا جا سکتا ہے۔ یہ اثرات دوسرے نیٹ ورک پروٹوکول کا استعمال کرتے ہوئے ایپلی کیشنز کی انٹرایکٹوٹی کو خراب کرتے ہیں، بشمول وی او آئی پی اور آن لائن گیمنگ جیسی تاخیر سے حساس ایپلی کیشنز میں استعمال ہونے والی یو ڈی پی۔ ایپلی کیشنز پر اثر بینڈوتھ کی ضروریات سے قطع نظر، کسی بھی قسم کی خدمت جس میں مستقل طور پر کم تاخیر یا جٹر فری ٹرانسمیشن کی ضرورت ہوتی ہے، بفر بلوٹ سے متاثر ہو سکتی ہے۔ اس طرح کی خدمات میں ڈیجیٹل وائس کالز (وی او آئی پی)، آن لائن گیمنگ، ویڈیو چیٹ، اور دیگر انٹرایکٹو ایپلی کیشنز جیسے ریڈیو اسٹریمنگ، ویڈیو آن ڈیمانڈ، اور ریموٹ لاگ ان شامل ہیں۔ جب بفر بلوٹ رجحان موجود ہوتا ہے اور نیٹ ورک لوڈ کے تحت ہوتا ہے، یہاں تک کہ عام ویب پیج کے بوجھ کو مکمل ہونے میں کئی سیکنڈ لگ سکتے ہیں، یا ٹائم آؤٹ کی وجہ سے سادہ ڈی این ایس سوالات ناکام ہو سکتے ہیں۔ دراصل کوئی بھی ٹی سی پی کنکشن ٹائم آؤٹ اور منقطع ہو سکتا ہے، اور یو ڈی پی پیکٹ ضائع ہو سکتے ہیں۔ چونکہ ٹی سی پی ڈاؤن لوڈ اسٹریم کا تسلسل اپ لوڈ اسٹریم میں اعتراف (اے سی کے) پیکٹوں پر منحصر ہوتا ہے، اپ لوڈ میں بفر بلوٹ کا مسئلہ دیگر غیر متعلقہ ڈاؤن لوڈ ایپلی کیشنز کی ناکامی کا سبب بن سکتا ہے، کیونکہ کلائنٹ اے سی کے پیکٹ بروقت انٹرنیٹ سرور تک نہیں پہنچ پاتے ہیں۔ آپ مثال کے طور پر کر سکتے ہیں۔ اپ لوڈ ون ڈرائیو سنکرونائزیشن کی ترسیل کی شرح کو محدود کریں تاکہ دوسرے ہوم نیٹ ورک صارفین، جیسے اسٹریمنگ انٹرنیٹ ریڈیو کو پریشان نہ کریں۔ ڈی ایس ایل رپورٹس اسپیڈ ٹیسٹ استعمال میں آسان ٹیسٹ ہے جس میں بفر بلوٹ کا اسکور شامل ہے۔ آئی سی ایس آئی نیٹلیزر ایک اور آن لائن ٹول تھا جسے بفر بلوٹ کی موجودگی کے لیے نیٹ ورک کی جانچ پڑتال کے لیے استعمال کیا جا سکتا تھا، ساتھ ہی بہت سے دیگر عام ترتیب کے مسائل کی جانچ پڑتال کے لیے بھی۔ یہ سروس مارچ 2019 میں بند کر دی گئی تھی۔ bufferbloat.net ویب سائٹ اس بات کا تعین کرنے کے لیے ٹولز اور طریقہ کار کی فہرست دیتی ہے کہ آیا کسی کنکشن میں اضافی بفرنگ ہے جو اسے سست کر دے گی۔ حل اور تخفیف کئی تکنیکی حل موجود ہیں جنہیں بڑے پیمانے پر دو زمروں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: وہ حل جو نیٹ ورک کو نشانہ بناتے ہیں اور وہ حل جو اختتامی نکات کو نشانہ بناتے ہیں۔ دو قسم کے حل اکثر تکمیلی ہوتے ہیں۔ مسئلہ بعض اوقات تیز اور سست نیٹ ورک کے راستوں کے امتزاج کے ساتھ آتا ہے۔ نیٹ ورک حل عام طور پر قطار کے انتظام کے الگورتھم کی شکل اختیار کرتے ہیں۔ اس قسم کا حل آئی ای ٹی ایف اے کیو ایم ورکنگ گروپ کی توجہ کا مرکز رہا ہے۔ قابل ذکر مثالوں میں شامل ہیں: آئی پی قطار کی لمبائی کو محدود کرنا، ٹی سی پی ٹیوننگ اے کیو ایم الگورتھم جیسے کوڈیل اور پی آئی ای دیکھیں۔ ہائبرڈ اے کیو ایم اور پیکٹ شیڈولنگ الگورتھم جیسے ایف کیو-کوڈل۔ کیبل موڈیم میں ہوشیار بفر کنٹرول کو فعال کرنے کے لیے DOCSIS معیار میں ترامیم۔ لینکس آپریٹنگ سسٹم کے وائی فائی سب سسٹم میں قطار کے انتظام (ایف کیو-کوڈل) کا انضمام جیسا کہ لینکس عام طور پر وائرلیس رسائی کے مقامات میں استعمال ہوتا ہے۔ اختتامی نکات کو نشانہ بنانے والے حل کی قابل ذکر مثالیں یہ ہیں: ٹی سی پی کے لیے بی بی آر کنجشن کنٹرول الگورتھم۔ مائیکرو ٹرانسپورٹ پروٹوکول بہت سے بٹ ٹورنٹ کلائنٹس کے ذریعہ استعمال کیا جاتا ہے۔ سادہ ایچ ٹی ٹی پی پروٹوکول کے بجائے کم کنکشن استعمال کرنے کی تکنیک، جیسے ایچ ٹی ٹی پی پائپ لائننگ یا ایچ ٹی ٹی پی/2۔ او ایس اور نیٹ ورک ہارڈ ویئر پر بفر سائز کو کم کرکے بھی اس مسئلے کو کم کیا جا سکتا ہے ؛ تاہم، یہ اکثر ترتیب دینے کے قابل نہیں ہوتا ہے اور زیادہ سے زیادہ بفر سائز لائن ریٹ پر منحصر ہوتا ہے جو مختلف مقامات کے لیے مختلف ہو سکتا ہے۔ ڈفسرو کا استعمال (اور متعدد ترجیحی بنیاد پر قطاروں کو استعمال کرنا) کم تاخیر والے ٹریفک (جیسے وی او آئی پی، ویڈیو کانفرنسنگ، گیمنگ) کی ترسیل کو ترجیح دینے میں مدد کرتا ہے، جس سے بھیڑ اور بفر فلوٹ سے نمٹنے کو غیر ترجیحی ٹریفک پر چھوڑ دیا جاتا ہے۔ بہترین بفر سائز سب سے طویل تاخیر والے ٹی سی پی کنکشن کے لیے بینڈوڈتھ کا اپنا منصفانہ حصہ حاصل کرنے کے لیے، بفر سائز کم از کم بینڈوڈتھ-تاخیر پروڈکٹ ہونا چاہیے جسے بیک وقت چلنے والی ندیوں کی تعداد کے مربع جڑ سے تقسیم کیا جائے۔ تھمب کا ایک عام قاعدہ 50 ایم ایس لائن ریٹ ڈیٹا ہے، لیکن کچھ مقبول کنزیومر گریڈ سوئچ میں صرف 1 ایم ایس ہوتا ہے، جس کے نتیجے میں دوسروں کے ساتھ مقامی تنازعہ کی صورت میں طویل تاخیر کنکشن پر اضافی بینڈوتھ کا نقصان ہوسکتا ہے۔ بینڈوڈتھ-تاخیر پروڈکٹ کنجشن ونڈو ایکسپلیسیٹ کنجشن نوٹیفکیشن ہیڈ آف لائن بلاکنگ پیکٹ لاس حوالہ جات بیرونی لنکس بفر بلوٹ: انٹرنیٹ میں کیا غلط ہے؟ ونٹ سیرف، وان جیکبسن، نک ویور، اور جم گیٹس کے ساتھ ایک بحث اپریل، 2011، جم گیٹس کے ذریعہ، ونٹ سیرف اپریل، 2011 کا تعارف، جم گیٹس کے ذریعہ، ونٹ سیرف کے ذریعہ تعارف 21 منٹ کا مظاہرہ اور عام براڈ بینڈ بفر بلوٹ کی وضاحت مئی 2012، ہسپانوی میں فریڈ بیکر (آئی ای ٹی ایف کرسی) کے ذریعہ، انگریزی سلائیڈز دستیاب ٹی ایس او سائز اور ایف کیو شیڈولر (جوناتھن کوربیٹ، LWN.net) فلو کنٹرول (ڈیٹا) انٹرنیٹ فن تعمیر نیٹ ورک کی کارکردگی