Гълъб с доставка на microSD карти може да предава големи обеми данни по-бързо и по-евтино от почти всеки друг метод.
Забележка: макар оригиналът на тази статия да се появи на сайта IEEE Spectrum на 1 април, всички изброени в нея факти са напълно достоверни.
През февруари излизането на първата в света microSD карта с капацитет от 1 терабайт. Тя е малка, с размери само 15 х 11 х 1 мм и тежи 250 мг. Може да съхранява невероятно количество данни в много малко физическо пространство, а можете да я купите за $550. За сравнение, първите microSD карти с 512 ГБ капацитет се появиха само година преди това, през февруари 2018.
Привикнали сме толкова много към скоростта на напредъка в компютърните технологии, че тези увеличения в плътността на паметта остават почти незабелязани и понякога получават прессъобщение и няколко статии в блогове. По-интересно (и вероятно с по-сериозни последствия) е колко по-бързо нашите способности да генерираме и съхраняваме данни растат в сравнение с нашите възможности да ги предаваме по мрежи, достъпни за повечето хора.
Този проблем не е нов и вече няколко десетилетия "хитронетите" от различен тип се използват за физическа транспортировка на данни от едно място на друго – пеша, по пощата или с по-екзотични методи. Един от начините за предаване на данни, активно използван през последната хиляда години, е гълъбът, способен да изминава стотици или дори хиляди километри, връщайки се у дома, и използвайки навигационни техники, природата на които все още не е напълно изследвана. Оказва се, че в термини на капацитет (количеството данни, предадени на определено разстояние за определено време), системата
„Стандарт за пренос на IP датаграми от въздушни превозвачи“
На 1 април 1990 година Дейвид Вайцман предложи Request for Comment (RFC) с заглавие "«, известен сега, като IPoAC. RFC 1149 описва «експериментален метод за инкапсулация на IP датаграми в въздушни носители», и има вече няколко актуализации, свързани с качеството на услугата и прехода към IPv6 (публикувани на 1 април 1999 и 1 април 2011 съответно).
Изпращането на RFC в Деня на шегата – традиция, която започва през 1978 г. с RFC 748, в който се предлага, след изпращане на команда IAC DONT RANDOMLY-LOSE на telnet сървър, сървърът да спира случайно да губи данни. Доста разумна идея, нали? И това е едно от свойствата на първоаприлския RFC, пояснява , ръководил работната група по мрежи в ЦЕРН от 1985 до 1996, председателствал в IETF от 2005 до 2007, а сега живее в Нова Зеландия. «Той трябва да бъде технически осъществим (т.е., да не нарушава законите на физиката) и трябва да прочетете поне страница, преди да разберете, че е шега», казва той. – «И, разбира се, трябва да е абсурден».
Карпентър, заедно с колегата си Боб Хинден, също пишат първоаприлски RFC, в които описват , през 2011 година. И дори след две десетилетия от появата си, IPoAC все още е добре познат. «Всеки знае за въздушните носители», каза ни Карпентър. – «Един ден с Боб обсъждахме на среща на IETF относно разпространението на IPv6 и идеята да го добавим към IPoAC се появи много естествено».
, първоначално определящ IPoAC, описва множеството предимства на новия стандарт:
Множество различни услуги могат да се предоставят чрез приоритизация на клеването. Освен това има вградена функция за разпознаване и унищожаване на червеи. Тъй като IP не гарантира 100% доставка на пакети, може да се погледне с разбиране на загубата на носител. С времето носителите сами се възстановяват. Широковещание не е определено, а буря може да доведе до загуба на данни. Има възможност за настойчиви опити за доставка, до падането на носителя. Аудиторски следи се генерират автоматично, често могат да бъдат намерени в кабелни канали и на дъбове [англ. log означава както «дъб», така и «журнал за записи» / бел. ред.].
Актуализацията, свързана с подобряване на качеството (RFC 2549), добавя няколко важни детайла:
Мултикастът се поддържа, но изисква устройството за клониране. Превозвачите могат да се изгубят, ако се разположат на отсеченото дърво. Превозвачите се разпределят според дървото на наследствата. Средният TTL на превозвачите е 15 години, така че използването им в търсене на разширяващото се колело е ограничено.
Страусите могат да се разглеждат като алтернативни превозвачи, които имат много по-големи възможности за предаване на големи обеми информация, но предлагат по-бавно доставяне и изискват присъствието на мостове между различни области.
С допълнително обсъждане на качеството на обслужване може да се запознаете в .
от Карпентър, което описва IPv6 за IPoAC, споменава потенциални затруднения, свързани с маршрутизацията на пакети:
Преминаването на превозвачите през територията на подобни на тях превозвачи, без установяване на договори за равноправен информационен обмен, може да доведе до рязка смяна на маршрута, зацикляне на пакетите и неподредена доставка. Преминаването на превозвачите през територия на хищници може да доведе до значителна загуба на пакети. Препоръчва се да се вземат предвид тези фактори в алгоритъма за съставяне на таблици за маршрутизация. За тези, които ще реализират тези маршрути, за да гарантират надеждна доставка, си струва да се разгледа маршрутизация, основана на политики, избягващи области с преобладаващи местни и хищни превозвачи.
Има доказателства, че някои превозвачи имат склонност да ядат други превозвачи и да пренасят по-късно изядената полезна натовареност. Възможно е това да послужи като нов метод за тунелиране на пакети IPv4 в пакети IPv6 или обратно.
Стандартът IPoAC беше предложен през 1990 г., но съобщенията с пощенски гълъби отнемаха много повече време: на снимката е показано изпращането на пощенски гълъб в Швейцария между 1914 и 1918 година.
Логично е да очакваме от стандарт, чиято концепция е измислена още през 1990 година, че първоначалният формат за предаване на данни по протокола IPoAC е бил свързан с разпечатването на шестнадесетични символи на хартия. Оттогава много неща се промениха, а обемът на данни, които се побират в зададените физически обем и тегло, се увеличи невероятно, докато размерът на полезния товар на отделна гълъб остава същият. Гълъбите могат да пренасят полезен товар, който представлява значителен процент от телесната им маса – средният пощенски гълъб тежи около 500 г, а в началото на XX век те можеха да носят 75-грамови фотоапарати за разузнаване на територията на противника.
Разговаряхме с , любител на гълъбините състезания от Мериленд, който потвърди, че гълъбите лесно могат да пренасят до 75 грама (а съвсем възможно и малко повече) "през целия ден на всяко разстояние". Въпреки това, разстоянието, което могат да прелетят, е значително – световният рекорд за пощенски гълъб принадлежи на една безстрашна птица, успяла да прелети от Аррас във Франция до дома си в Хошимин, Виетнам, изминавайки разстояние от 11 500 км за 24 дни. Повечето пощенски гълъби, разбира се, не могат да летят толкова далеч. Типичната дължина на дълга траса на състезанията, според Лесофски, е около 1000 км, като птиците я изминават със средна скорост около 70 км/ч. На по-къси разстояния спринтьорите могат да достигнат скорости до 177 км/ч.
Съчетавйки всичко това, можем да изчислим, че ако натоварим пощенския гълъб до максималната му товароподемност от 75 грама с карти microSD от 1 Тб, всяка от които тежи по 250 мг, тогава гълъбът ще може да носи 300 Тб данни. Преодолявайки разстоянието от Сан Франциско до Ню Йорк (4130 км) с максималната спринтьорска скорост, той би достигнал скорост на предаване на данни от 12 Тб/час, или 28 Гбит/с, което е с няколко реда по-високо от повечето интернет връзки. В САЩ, например, най-бързата средна скорост на сваляне се наблюдава в Канзас Сити, където данните се предават чрез Google Fiber със скорост 127 Мбит/с. На такава скорост, зареждането на 300 Тб би отнело 240 дни – а за това време нашият гълъб би могъл да обиколи земното кълбо 25 пъти.
Да предположим, че този пример не изглежда много реалистичен, тъй като описва някаква свръхгълъб, нека да намалим темпото. Нека вземем по-умерена скорост на полета от 70 км/ч и натоварим птицата със половината от максималния товар в терабайтни карти памет – 37,5 грама. И все пак, дори когато сравняваме този метод с много бърза гигабитна връзка, гълъбът печели. Гълъбът ще може да обиколи повече от половината земно кълбо за времето, в което нашият файл ще бъде предаван, от което следва, че данните ще бъде по-бързо изпратени с гълъб буквално до всяка точка на света, отколкото да се използва интернет за тяхното прехвърляне.
Естествено, това сравнение е чиста пропускна способност. Не взимаме предвид времето и усилията за копиране на данните на microSD карти, товаренето на гълъба и прочитането на данните при пристигането на птицата в точката на дестинация. Закъсненията очевидно са високи, така че нещо, различно от еднопосочното предаване, ще бъде непрактично. Най-голямото ограничение е, че пощенският гълъб лети само в една посока и до една дестинация, така че не можете да изберете целта за изпращане на данни, а също така ще трябва да транспортирате гълъбите до мястото, откъдето смятате да ги изпращате, което също ограничава практическата им полза.
Но фактът остава факт – дори при реалистични оценки на полезния товар и скоростта на гълъба, както и интернет връзката, чистата пропускна способност на гълъба трудно може да бъде надмината.
С оглед на всичко това, струва си да споменем, че предаването на данни с гълъби е проверявано в реалния свят и те се справиха доста добре с това. Група потребители от Bergen Linux в Норвегия през 2001 година , изпращайки по един пинг с всеки гълъб на дистанция от 5 км:
Пингът беше изпратен около 12:15. Решихме да правим интервал от 7,5 минути между пакетите, което би трябвало да доведе до това, че двойка пакети ще остане без отговор. Въпреки това, всичко не мина точно така. Над нашата градина летеше стая гълъби. И нашите гълъби не искаха да летят директно вкъщи, а първо искаха да се полетят с другите гълъби. И кой може да ги обвини, като се има предвид, че слънцето излезе за пръв път след няколко облачни дни?
Въпреки това, инстинктите им победиха и видяхме как, играейки си около час, двойка гълъби се отдели от ямата и тръгна в необходимата посока. Възрадвахме се. И наистина това бяха нашите гълъби, тъй като скоро след това получихме отчет от друга точка, че гълъбът е кацнал на покрива.
Накрая пристигна първият гълъб. Пакетът с данни беше внимателно свален от лапата му, разпакован и сканиран. След ръчно преглеждане на OCR и коригиране на няколко грешки, пакетът беше приет за валиден и нашата радост продължи.
За наистина големи обеми от данни (толкова големи, че необходимото количество гълъби става трудно за обслугване), все още трябва да се използват физически методи за прехвърляне. Amazon предлага услугата – 45-футов транспортен контейнер на камион. Един Snowmobile може да пренася до 100 Пб (100 000 Тб) данни. Ще се движи не толкова бързо, колкото еквивалентна група от няколко стотин гълъби, но работата с него ще бъде по-лесна.
Повечето хора, изглежда, са доволни от много бавния трансфер и малко ги интересуват инвестиции в собствени гълъби. Наистина изисква много труд, казва Дрю Лесофски, а и самите гълъби обикновено се държат не като пакети с данни:
Технологията за GPS все повече помага на любителите на гълъбите, и ние получаваме по-добро разбиране за това как летят нашите гълъби и защо някои летят по-бързо от други. Най-кратката линия между две точки е права, но гълъбите рядко летят по права линия. Те често рисуват зигзаги, летейки общо в нужната посока, а след това коригират курса, приближавайки се към дестинацията. Някои от тях са физически по-силни и летят по-бързо, но гълъб, който е по-добре ориентиран, няма здравословни проблеми и е физически подготвен, може да изпревари бързо летящ гълъб с лош компас.
Лесофски е достатъчно доверчив по отношение на гълъбите като носители на данни: „Бих изпратил информация с моите гълъби с достатъчна увереност“, казва той, като същевременно се грижи за коригирането на грешки. „Бих пуснал не по-малко от трима наведнъж, за да гарантирам, че дори ако един от тях има лош компас, при двамата останали ще е по-добре, а в крайна сметка скоростта на тримата ще бъде по-висока“.
Проблеми с реализацията на IPoAC и увеличаването на надеждността на достатъчно бързите (и често безжични) мрежи означава, че голяма част от услугите, разчитащи на гълъби (а такива имаше много), през последните няколко десетилетия са преминали на по-традиционни методи за предаване на данни.
И заради всички предварителни приготовления, необходими за изграждането на система за предаване на данни с гълъби, сравними с нея алтернативи (като дронове с фиксирани крила) могат да станат по-работещи. Въпреки това, гълъбите все още имат някои предимства: те са добри при мащабиране, работят на ниска цена, по-надеждни са, вградили са много сложна система за избягване на препятствия както на нивото на софтуера, така и на хардвера, и могат да се зареждат сами.
Как всичко това ще повлияе на бъдещето на стандарта IPoAC? Стандартът съществува, той е достъпен за всички, макар и малко абсурден. Попитахме Брайан Картър, дали подготвя нови обновления за стандарта, и той сподели, че мисли за възможността гълъбите да предават кубити. Но дори и IPoAC да е малко сложен (и малко глупав) лично за вашите нужди в предаването на данни, всякакви мрежи с нестандартно свързване в обозримо бъдеще ще продължат да бъдат необходими, а нашата способност да генерираме огромни обеми данни продължава да нараства по-бързо от възможностите ни за тяхното предаване.
Благодаря на потребителя AyrA_ch за насочването към информацията с , и за удобния , който помага да се изчисли колко наистина гълъбите изпреварват другите методи за предаване на данни.
Източник: habr.com
