INTERNET ROUTING ALGORITHMS, TRANSMISSION AND TIME: TOWARD A CONCEPT OF TRANSMISSIVE CONTROL by Fenwick Robert Mc"e#$ey M%&ter o' A !&, Toronto, ())* +%c,e#or o' A !&, Ha#i'%-, ()). A /i&&ertation 0resented to Ryerson Uni$ersity %n/ 1o k Uni$ersity in 0%rti%# '2#3##4ent o' !,e req2iremen!& 'or !,e /egree o' Doctor o' P,i#o&o0,y in !,e Pro6 %4 o' Co442nic%tion %n/ C2#!2re Toronto, On!%rio, C%na/%, ()78 9 Fenwick Mc"e#$ey ()78 A2!,o :& Dec#% %tion For E#ectronic S2b4i&&ion O' A Di&&ertation I ,ereby /ec#%re !,%t I %4 !,e &o#e %2!,or o' !,i& /i&&ertation. T,i& i& % ! 2e co0y o' !,e /i&&ertation, inc#2/in6 %ny req2ired 3na# re$i&ions, %& %cce0ted by 4y e-%4iners; I %2!,ori<e Ryerson Uni$ersity to #en/ !,i& /i&&ertation to o!,er insti!2tions or in/i$i/2%#& 'or !,e 02 0o&e o' &c,o#% #y researc,; I '2 !,er %2!,ori<e Ryerson Uni$ersity to re0ro/2ce !,i& /i&&ertation by 0,otoco0yin6 or by o!,er 4eans, in to!%# or in 0%rt, %t !,e req2est o' o!,er insti!2tions or in/i$i/2%#& 'or !,e 02 0o&e o' &c,o#% #y researc,; I 2n/ers!%n/ !,%t 4y /i&&ertation 4%y be 4%/e e#ectronic%##y %$%i#%b#e to !,e 02b#ic; = ii = Ab&! %c! In!e ne! Ro2!in6 A#6o i!,4&, T %n&4i&&ion %n/ Ti4e: Tow% / % Conce0t o' T %n&4i&&i$e Con! o# Doc!o o' P,i#o&o0,y, ()78 Fenwick Rober! Mc"e#$ey Co442nic%!ion %n/ C2#!2 e Rye &on Uni$e &i!y %n/ 1o k Uni$e &i!y T,i& /i&&e !%tion /e$e#o0& !,e conce0! o' transmissive control !o e-0#o e !,e con&e52ence& o' c,%n6es in In!erne! ro2tin6 'o co442nic%tion on#ine; W,e e ! %n&4i&&ion o'!en /eno!e& %n %ct o' e-c,%n6in6 in'o 4%!ion be!ween &en/er %n/ recei$e , ! %n&4i&&i$e con!ro# !,eo i<e& ! %n&4i&&ion %& !,e 0 o/2c!ion %n/ %&&i6n4en! o' co44on !i4e& o !e40o %#i!ie& be!ween co40onen!& o' % co442nic%tion &y&!e4; T %n&4i&&i$e con! o# '2nc!ion& bo!, o0e %tion%##y %cco /in6 to ,ow co402!%!ion%# %#6o i!,4& o2!e In!e ne! /%!% >known %& 0%cke!&? %n/ &y&@ !e4%!ic%##y %cco /in6 !o ,ow 0%!!e n& in !,e&e o0e %tion& e-0 e&& !e40o %#i!ie& o' coo /in%@ !ion %n/ con! o#; T %ns4i&&i$e con! o# 52es!ion& ,ow %#6o i!,4& ! %n&4i! 0%cke!& %n/ ,ow ! %n&4i&&ion e-0 e&&e& $%#2%b#e !e40o %#i!ie& wi!,in !,e In!erne!; T,e conce0t o' ! %n&4i&&i$e con! o# /e$e#o0e/ %& % e&0on&e !o %/$%nce/ In!e ne! o2!in6 %#6o i!,4& !,%! ,%$e 6 e%!e %w% ene&& o' 0%cke!& %n/ 4o e c%0%ci!y !o in!e $ene /2 in6 ! %n&4i&&ion; T,e !e40o %#i!y o' !,e In!e ne! i& c,%n6in6 /2e !o !,e&e %#6o i!,4&; W,e e ! %n&4i&&i$e con! o# ,%& been 4%/e 0o&&ib#e by !,e In!e ne!A& co e asynchronous /esi6n !,%! %##ow& 'o 4%ny /iBe en! !e40o %#i!ie& !o be &i42#!%neo2& >&2c, %& e%#=!i4e ne!wo k& o !i4e=&,% in6 netwo k&?, !,i& /i$e &i!y ,%& !%-e/ !,e e&o2 ce& o' !,e In!e net in' %&! 2c!2 e %& we## %& !,e b2&ine&& 4o/e#& o' 4o&! In!e ne! Se $ice P o$i/e & >ISP&?; To b in6 !,e !e40o %#@ = iii = ity o' !,e In!erne! b%ck 2n/er con! o#, ISP& %n/ o!,er ne!wo k %/4ini&! %to & ,%$e !2 ned !o ! %ns4i&&i$e con! o# !o be!!er 4%na6e !,ei eso2 ce&; T,ei %c!i$i!ie& &,i'! !,e In!erne! ' o4 %n %&ync, ono2& te40o %#ity to % poly-chronous te40o %#ity w,e e netwo k %/4ini&! %!o & &e! %n/ 4%n%6e !,e ti4e& o' !,e In!e ne!; W,e e !,i& !2 n !o ! %Cc 4%n%6e4ent ,%& o'ten been ' %4e/ %& % /eb%!e o$e !,e ne2! %#@ i!y o' !,e In!e ne!, !,e /i&&e !%!ion e=o ien!%!e& !,e /eb%!e % o2n/ ! %n&4i&&i$e con!ro#; T%c@ !ic& by !,e %n!i=co0y i6,! Pi %!e +%y %n/ In!erne! ! %n&0% ency 0 oDec!& i##2&! %!e 0o!en!i%# 0o#i!ic%# %n/ 0o#icy e&0on&e& !o ! %n&4i&&i$e con! o#; T,e 'o 4e &eek& !o e#2/e i!& con! o# w,e e !,e #%!!e &eek& !o e-0o&e i!& o0e %!ion; T,e&e co40onen!& %& we## %& !,e o0e %!ion o' ! %n&4i&&i$e con! o# wi## be /e$e#o0e/ !, o26, % &e ie& o' 4e!%0,o & ' o4 !,e 3#4 Inception, !,e /e4on& o' P%n/e4oni24, !,e no$e# Moby-Dick %n/ !,e 3#4 Stalker; E%c, 4e!%0,o coo0er%!e !o 0 o$i/e % co40 e,ensi$e /i&c2&&ion o' ! %n&4i&&i$e con! o#; = i$ = Acknow#ed6emen!& T,i& /i&&er!%!ion e&2#!& ' o4 'o2r ye% & o' wo k 2n/e !%ken in Toronto; I ,%$e bene3!te/ ' o4 !,e 6ene o&i!y %n/ !,e &200o ! o' 4%ny w,o 4%ke !,i& ci!y &2c, % $ib %n! in!e##ec!2%# en$i on4en!; I wo2#/ #ike !o %cknow#e/6e &o4e o' !,o&e w,o ,%$e inE2enced o /i ec!#y con@ trib2ted to !,i& 0roDec!; Acknow#ed6emen!& %re !,e 4o&t i40o !%nt 0%rt o' %ny wo k to 4e; I ,o0e !,e&e 'ew wo /& /e4on&! %!e in &4%## 4e%&2 e ,ow 42c, !,o&e #i&!e/ be#ow ,%$e n2 @ !2 ed 4e in !,i& Do2 ney; T,e In'o&c%0e Cen! e 'o !,e S!2/y o' Soci%# Me/i% ,%& been 4y ! 2e %c%/e4ic ,o4e; I! &,o2#/ be !,e !,i / 2ni$e &i!y #i&!e/ on 4y /e6 ee; I wi&, !o !,%nk %## 0 e&en! %n/ 0%&! 4e4@ be & o' !,e Cen! e inc#2/in6: P%2# Goo/ ick, Pe!e Ry%n, S!e$en F%4e& M%y, Fo%nn% Re//en, 12k% i Seko %n/ P%2# Ve!; 1o2 ,%$e %## been won/e '2# 0ee & G 4%kin6 % 0#%ce o'!en ' %26,! wi!, HVAC i&&2e& 42c, 4o e ,o&0i!%b#e; A &0eci%# !,%nk& 6oe& !o !,e bi6 62y H%c,% y De$e e%2-, !o A#e&&%n/ % Ren<i 'o #e%/in6 4e /own !,i& 4e!%0,o ic 0%!, 'o be!!e o wo &e, !o E ik% +i//#e 'o !e%c,in6 4e % #i!!#e 4o e %bo2! 6 %44% %4on6 o!,e !,in6& %n/ 3n%##y to G%nae#e L%n6#oi& w,o ,%& ,%/ % ! e4en/o2& inE2ence on 4y e&e% c,; T,e Foin! P o6 %4 in Co442nic%!ion %n/ C2#!2 e co4bine& '%c2#!y ' o4 Rye &on %n/ 1o k Uni$e &i!ie&; I ,%$e benefi!!e/ ' o4 !,e &200o ! %n/ kin/ne&& o' '%c2#!y ' o4 bo!, /e0% !4en!&; S0eci%# !,%nk& 6oe& !o C,% #e& D%$i&, Anne M%cLennan, C%!,erine Mi//#e!on, Co#in Mooe &, I&%be# Pe/e &en %n/ D%$i/ Skinne ; E%c, ,%$e been % &o2 ce o' in&0i %!ion%# !o 4e %n/ % e4in/e o' !,e e4% k%b#e co442ni!y 0o&&ib#e %! % 2ni$e &i!y; T,o26, no! in !,e Co442nic%!ion %n/ C2#!2 e 0 o6 %4, An/ ew C#e4en!, G% y Geno&ko %n/ Le&#ie Re6%n S,%/e ,%$e been ! e4en/o2&#y &200o !i$e %n/ 6ene o2& wi!, !,ei !i4e; So4e o' Rye &onA& 3ne&! &!%B ,%$e been ! e4en/o2&#y 6i$in6 wi!, 4e; C,%0!e Fo2 /e0en/ed on !,e 0%tience %n/ tec,nic%# &200o ! o' "en Woo %n/ "en Conne##; T,%nk& to Fo Ann M%ckie 'o 62i/in6 4e !,ro26, !,e 0 oce&&e& o' !,e Co442nic%!ion %n/ C2#!2 e 0 o@ = $ = 6 %4; A &0eci%# !,%nk& !o M%ny Ay o4#o2 'o ,o&!in6 4e 4%ny !i4e& in 4y '%$o2 i!e 0#%ce on c%402& – ,i& oCce G %n/ !o P%! ick Wi##i%4& 'o kee0in6 4e in &,%0e 4en!%##y %n/ 0,y&ic@ %##y; I ,%$e %#&o been ! e4en/o2&#y 'o !2n%!e !o ,%$e !,e &200o ! o' co##e%62e& beyon/ To on!o; I wi&, !o !,%nk S!e$e An/e &on, So#on +% oc%&, T%in% +2c,e , Lo2i& C% be !, D%nie# Downe&, Fo%nn% E$eri!!, D%nie# " ei&&, S2&%n OADonne##, C, i&to0,e P% &on&, Fere4y S,tern, T%4% % S4%##, Ne%# T,o4%& %n/ "enne!, C; Werbin; T,%nk& 'o #i&tenin6 to 4y i/e%&, &,% in6 yo2 own %n/ c e%!in6 % /i%#o62e !,%! I ,o0e !o &2&!%in o$e !,e ye% & !o co4e; F ien/& %n/ '%4i#y ,%$e been $i!%# !o kee0in6 4e 6oin6 o$er !,e ye% &; T,%nk& !o 4y '%4@ i#y – Mo4, D%/, Fo,n %n/ L%2 en – 'or 02!!in6 20 wi!, !,ei E%ky &onIb o!,er #on6 eno26, !o &ee 4e %c!2%##y 3ni&, &c,oo# %n/ !o Fi##i%n Witt 'o bein6 % %inbow in con! %&t to &o4e o' !,e b#e%ke ,2e& o' w i!in6; L2ke Si4coe %n/ A; + %/y C2 #ew bo!, /e&e $e % &0eci%# no/ 'o kee0in6 4e in 6oo/ &0i i!& %n/ ,one&!; T,e 3n%# wo /& 6o !o 4y co44i!!ee w,o ,%$e !%26,! 4e &o 42c,; T,%nk& 6oe& 3 &! !o A$ne Le$in %n/ D% in +% ney 'o &e $in6 %& e-!e n%#& on 4y co44i!!ee; 1o2 bo!, oBe e/ insi6,! !,%t wi## / i$e 4y '2!2 e wo k; Robe t L%!,%4 %n/ +% b% % Crow bo!, &er$e/ %& co4@ 4i!!ee 4e4be & %n/ bo!, e0 e&en! !,inke & !o w,o4 I %&0i e; I %4 $e y 6 %!e'2# 'o %## yo2 !i4e, /i&c2&&ion %n/ 'ee/b%ck; T,o26, !,e e i& no 'o 4%# /e/ic%!ion, no 0e &on i& 4o e i40o !%n! !o !,i& wo k o !o 4y !i4e in To on!o !,%n G e6 E#4e ; T,%nk yo2 'o bein6 4y &20er$i&or %n/ 4y ' ien/; = $i = T%b#e o' Con!en!& Ch%0ter One: Intro/2ction;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 7 An Intro/2ction to T %ns4i&&i$e Contro#;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;7 ObDecti$es;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;* Litera!2re Re$iew;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;77 T,eoretic%# F %4ewo k;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;J) Me!,o/o#o6y;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;K( O 6%ni<%tion o' Di&&ertation;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; KK Ch%0ter Two: Ince0tion Poin!;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; .7 Intro/2ction: Ince0tion;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; .7 Tec,no#o6y, Contro# %n/ Ti4e;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; .J T,e Contro# Re$o#2tion ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; .L Pri4eti4e %n/ !,e Ins!%nt Wo #/;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;LJ E% #y Co402ter Netwo k&;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; *7 Rec2 &i$e P2b#ic& %n/ +2##etin +o% / Sy&tem;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;M( F;C;R; Lick#i/er’& Drea4 'or ARPANET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; M* Ince0tion Point: A&ync,rono2& Co442nic%tion;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;7)( T,e Arri$%# o' !,e Info 4%tion S20er,i6,w%y;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;; 7)* Co402ter Pi %cy %n/ Peer to Peer;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;777