红军协同对抗蓝军问题

2024-05-10 21:15:21

在网络协议中，有这样一个经典问题：

红军协同对抗蓝军问题：

处于两地的红军A与红军B要与蓝军作战，但单独的红军A或红军B打不过蓝军，而红军A与红军B联合对抗蓝军则100%取得胜利。

于是红军A与红军B需要商议在何时进攻，但由于无线网络信号质量很差，无法确保红A与红B发出的消息能够送达对方，在此情境下，能否设计出一种可靠的通信协议使得红军一定取得胜利（即通信信道不完全可靠的情况下，设计出完全可靠的通信协议）。

分析

请求确认

假定红A计划与红B在次日凌晨2点共同向蓝军发起攻击，红A必定要向B发送请求进攻报文“次日2点进攻蓝军”，但是由于通信信道的不可靠性，红B必须向红A发送一个确认报文。
在这种协议下，对红A来说，是否发动攻击取决于有没有收到B的确认报文，而对于红B来说，是否发动攻击取决于有没有收到红A的请求进攻信号，如图所示：

而在该协议中红B并不知道红A有没有收到确认报文，假如红B的确认报文丢失，红A只能等待，而红B单独进攻蓝军，最后失败告终。

确认的确认

为了解决该问题，即需要让红B知道红A已收到确认报文，在原来协议的基础上增加：红A收到确认报文后向红B发送“确认的确认”。
在这种协议下，对红A来说，收到红B的确认报文后决定发起进攻，而对红B来说，在收到“确认的确认”报文后决定发起进攻。

但实际上“确认的确认”报文也可能丢失，而红A并不知道B是否收到了“确认的确认”，因此，如果“确认的确认”丢失，会导致红A单独作战。

……

为解决以上问题，需红B再次发送对“确认的确认”的确认报文，但这同样会导致相同的问题，无限循环下去。

总结

在不可靠通信信道上无法设计出一种完全可靠的通信协议，因为对最后一次确认报文的发送，发送方无法知晓接收方是否收到，因而发送方无法判定约定是否有效。

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