Пощенски гълъб, натоварен с microSD карти, може да прехвърля големи количества данни по-бързо и по-евтино от почти всеки друг метод.
Забележка. прев.: въпреки че оригиналът на тази статия се появи на уебсайта на IEEE Spectrum на 1 април, всички факти, изброени в нея, са доста надеждни.
През февруари за пускането на първата в света microSD флаш карта с капацитет 1 терабайт. Тя, подобно на други карти от този формат, е малка, с размери само 15 x 11 x 1 mm и тежи 250 mg. Той може да побере невероятно количество данни в много малко физическо пространство и можете да го купите за $550. За ваше разбиране, първите 512 GB microSD карти се появиха само година по-рано, през февруари 2018 г.
Толкова сме свикнали със скоростта на напредъка в компютърните технологии, че тези увеличения на плътността на съхранението остават до голяма степен незабелязани и понякога получават съобщение за пресата и няколко статии в блогове. По-интересно (и вероятно ще доведе до по-сериозни последствия) е колко по-бързо расте способността ни да генерираме и съхраняваме данни в сравнение със способността ни да ги предаваме през мрежи, достъпни за повечето хора.
Този проблем не е нов и от няколко десетилетия се използват различни видове „умни мрежи“ за физическо пренасяне на данни от едно място на друго – пеша, по пощата или по по-екзотични начини. Един метод за предаване на данни, който се използва активно през последните хиляда години, са пощенските гълъби, които са в състояние да изминат стотици или дори хиляди километри, връщайки се у дома, използвайки навигационни техники, чиято природа все още не е точно проучена. Оказва се, че по отношение на пропускателната способност (количеството данни, прехвърлени на дадено разстояние за дадено време), перинетът, базиран на гълъби, остава по-ефективен от типичните мрежи.
От „Стандарт за IP дейтаграма за въздушни превозвачи“
На 1 април 1990 г. Дейвид Вайцман предложи брак Искане за коментар (RFC), озаглавено "“, сега известен като IPoAC. RFC 1149 описва "експериментален метод за капсулиране на IP дейтаграми във въздушни превозвачи" и вече има няколко актуализации относно QoS и прехода към IPv6 (публикувани съответно на 1 април 1999 г. и 1 април 2011 г.).
Изпращането на RFC на Първи април е традиция, започнала през 1978 г. с RFC 748, който предлага след изпращане на команда IAC DONT RANDOMLY-LOSE към telnet сървър, сървърът да спре произволната загуба на данни. Доста здрава идея, нали? И това е едно от свойствата на първоаприлския RFC, обяснява който председателства работната група за мрежи в CERN от 1985 до 1996 г., председателства IETF от 2005 до 2007 г. и сега живее в Нова Зеландия. „Трябва да е технически осъществимо (т.е. да не нарушава законите на физиката) и трябва да прочетете поне една страница, преди да разберете, че е шега“, казва той. „И, разбира се, трябва да е абсурдно.“
Карпентър, заедно с колегата си Боб Хиндън, написаха самите RFC за първи април, където описаха , през 2011. И дори две десетилетия след въвеждането си, IPoAC все още е добре известен. „Всеки знае за въздушните превозвачи“, каза ни Карпентър. „Веднъж Боб и аз говорихме на среща на IETF за приемането на IPv6 и идеята да го добавим към IPoAC дойде естествено.“
, който първоначално дефинира IPoAC, описва многото предимства на новия стандарт:
Много различни услуги могат да бъдат предоставени с приоритизиране на peck. Освен това има вградено разпознаване и унищожаване на червеи. Тъй като IP не гарантира 100% доставка на пакети, загубата на оператор може да бъде компенсирана. С течение на времето носителите се възстановяват сами. Излъчването не е дефинирано и бурите могат да причинят загуба на данни. Възможно е да правите постоянни опити за доставка, преди превозвачът да отпадне. Одитните пътеки се генерират автоматично и често могат да бъдат намерени в кабелни скари и в трупи [Английски дневник означава както "дневник", така и "дневник за записи" / прибл. превод].
Актуализацията за подобряване на качеството (RFC 2549) добавя няколко важни подробности:
Мултикастингът, въпреки че се поддържа, изисква внедряване на устройство за клониране. Носителите могат да бъдат загубени, ако се намират на дърво, което се отсича. Носителите се разпределят по дървото на наследяването. Операторите имат среден TTL от 15 години, така че използването им при разширяване на търсенето в кръг е ограничено.
Щраусите могат да се разглеждат като алтернативни носители, с много по-голям капацитет за пренос на големи количества информация, но осигуряват по-бавна доставка и изискват мостове между различни области.
За допълнително обсъждане на качеството на услугата вижте .
от Carpenter, описващ IPv6 за IPoAC, наред с други неща, споменава потенциалните сложности, свързани с маршрутизирането на пакети:
Преминаването на превозвачи през територията на превозвачи, подобни на тях, без установяване на споразумения за обмен на информация peer-to-peer, може да доведе до рязка промяна в маршрута, зацикляне на пакети и доставка извън ред. Преминаването на носители през територията на хищници може да доведе до значителна загуба на пакети. Препоръчително е тези фактори да бъдат взети под внимание в алгоритъма на таблицата за маршрутизиране. Тези, които ще прилагат тези маршрути, трябва да обмислят базирано на политики маршрутизиране, което заобикаля райони, доминирани от местни и хищни превозвачи, за да гарантира надеждна доставка.
Има доказателства, че някои носители имат склонност да изяждат други носители и да носят изядения полезен товар. Може би това ще послужи като нов метод за тунелиране на IPv4 пакети в рамките на IPv6 пакети или обратното.
Стандартът IPoAC беше предложен през 1990 г., но изпращането на съобщенията на пощенските гълъби отне много повече време: снимката показва изпращане на пощенски гълъб в Швейцария между 1914 и 1918 г.
Логично е да се очаква от стандарт, чиято концепция е изобретена през 1990 г., че оригиналният формат за предаване на данни с помощта на протокола IPoAC е свързан с отпечатване на шестнадесетични знаци на хартия. Много неща се промениха оттогава и количеството данни, което се вписва в даден физически обем и тегло, се увеличи невероятно, докато размерът на полезния товар на отделен гълъб остана същият. Гълъбите са способни да носят полезен товар, който представлява сериозен процент от телесното им тегло – средният пощенски гълъб тежи около 500 грама, а в началото на 75 век можеха да носят XNUMX-грамови фотоапарати за разузнаване във вражеска територия.
Говорихме с , състезател по гълъби в Мериленд, и той потвърди, че гълъбите могат лесно да носят до 75 грама (и вероятно малко повече) върху себе си „през целия ден на всяко разстояние“. В същото време те могат да летят на значително разстояние - световният рекорд за пощенски гълъб се държи от една безстрашна птица, която успя да прелети от Арас във Франция до дома си в град Хо Ши Мин във Виетнам, след като измина 11 500 км за 24 дни. Повечето пощенски гълъби, разбира се, не са способни да летят толкова далеч. Типичната дължина на дълго състезателно трасе според Лесофски е около 1000 км, като птиците го изминават със средна скорост около 70 км/ч. На по-къси разстояния спринтьорите могат да достигнат скорост до 177 км/ч.
Събирайки всичко това заедно, можем да изчислим, че ако натоварим пощенския гълъб до неговия максимален капацитет за носене от 75 грама с 1 TB microSD карти, всяка от които тежи 250 mg, тогава гълъбът ще може да носи 300 TB данни. Пътувайки от Сан Франциско до Ню Йорк (4130 км) с максимална спринтова скорост, той ще достигне скорост на трансфер на данни от 12 Tb/h или 28 Gb/s, което е с няколко порядъка по-бързо от повечето интернет връзки. В САЩ, например, най-бързата средна скорост на изтегляне е в Канзас Сити, където Google Fiber прехвърля данни със 127 Mbps. При тази скорост ще са необходими 300 дни за изтегляне на 240 TB - и за това време нашият гълъб ще може да обиколи земното кълбо 25 пъти.
Да кажем, че този пример не изглежда много реалистичен, защото е някакъв вид супер гълъб, така че нека забавим. Да вземем по-средна скорост на полета от 70 км / ч и да заредим птицата с половината от максималното натоварване в терабайтови карти с памет - 37,5 грама. И все пак, дори ако сравним този метод с много бърза гигабитова връзка, гълъбът печели. Един гълъб ще може да обиколи повече от половината земно кълбо, докато нашето прехвърляне на файлове приключи, което означава, че ще бъде по-бързо да изпратите данни от гълъб буквално до всяка точка на света, отколкото да използвате интернет, за да ги прехвърлите.
Естествено, това е чисто сравнение на производителността. Не вземаме предвид времето и усилията за копиране на данни на microSD карти, зареждането им върху гълъб и прочитането на данните, когато птицата пристигне на местоназначението си. Латентността очевидно е висока, така че нещо различно от еднопосочно прехвърляне би било непрактично. Най-голямото ограничение е, че пощенският гълъб лети само в една посока и до една дестинация, така че няма да можете да изберете целта за изпращане на данните и също така ще трябва да транспортирате гълъбите до мястото, където ще изпратите от тях, което също ограничава практическата им полезност.
Въпреки това остава фактът, че дори с реалистични оценки на полезния товар и скоростта на гълъба, както и интернет връзката, нетната пропускателна способност на гълъба не е лесна за надминаване.
Имайки предвид всичко това, струва си да се спомене, че предаването на данни от гълъби е тествано в реалния свят и те са се справили доста добре. Група потребители на Bergen Linux от Норвегия през 2001 г , изпращайки по един пинг с всеки гълъб на разстояние от 5 км:
Пингът е изпратен приблизително в 12:15. Избрахме интервал от 7,5 минути между пакетите, което в идеалния случай трябва да доведе до оставяне на няколко пакета без отговор. Нещата обаче не се развиха съвсем така. Ято гълъби прелетя над имота на нашия съсед. И нашите гълъби не искаха да летят направо вкъщи, те първо искаха да летят с други гълъби. И кой може да ги вини за това, като се има предвид, че слънцето изгря за първи път след няколко облачни дни?
Инстинктът им обаче победи и видяхме как след около час лудуване няколко гълъба се отделиха от ятото и тръгнаха в правилната посока. Зарадвахме се. И това наистина бяха наши гълъби, защото малко след това получихме сигнал от друг пункт, че гълъб е кацнал на покрива.
Най-накрая пристигна първият гълъб. Пакетът с данни беше внимателно изваден от лапата му, разопакован и сканиран. След ръчна проверка на OCR и коригиране на няколко грешки, пакетът беше приет за валиден и нашата радост продължи.
За наистина големи количества данни (такива, че необходимият брой гълъби става труден за поддържане), все още трябва да се използват физически методи за движение. Amazon предлага услуга – 45-футов транспортен контейнер на камион. Една моторна шейна може да носи до 100 Pb (100 000 Tb) данни. Няма да се движи толкова бързо, колкото еквивалентното ято от няколкостотин гълъби, но ще бъде по-лесно за работа.
Повечето хора изглежда са доволни от изключително бавното изтегляне и нямат голям интерес да инвестират в собствените си пощенски гълъби. Това наистина отнема много работа, казва Дрю Лесофски, а самите гълъби обикновено се държат не като пакети с данни:
GPS технологията все повече помага на състезателите на гълъби и ние получаваме по-добра представа за това как летят нашите гълъби и защо някои летят по-бързо от други. Най-късата линия между две точки е права линия, но гълъбите рядко летят по права линия. Те често се движат на зигзаг, докато летят в приблизително желаната посока и след това коригират курса, когато се приближават до местоназначението си. Някои от тях са физически по-силни и летят по-бързо, но по-добре ориентиран, безздравословен и физически здрав гълъб може да изпревари бързолетящ гълъб с лош компас.
Лесофски има достатъчно доверие в гълъбите като носители на данни: „Аз съвсем уверено бих изпратил информация с моите гълъби“, казва той, докато се грижи за коригирането на грешките. „Бих пуснал най-малко три наведнъж, за да гарантирам, че дори ако единият от тях има лош компас, другите двама ще имат по-добър и в крайна сметка скоростта и на трите ще бъде по-висока.“
Проблемите с внедряването на IPoAC и нарастващата надеждност на достатъчно бързи (и често безжични) мрежи означават, че голяма част от услугите, които разчитаха на гълъби (и имаше много), са преминали към по-традиционни методи за предаване на данни през последните няколко десетилетия.
И поради всички предварителни подготовки, необходими за създаване на система за предаване на данни за гълъби, сравними алтернативи (като дронове с фиксирани крила) може да станат по-жизнеспособни. Въпреки това, гълъбите все още имат някои предимства: те се мащабират добре, работят за семена, по-надеждни са, имат много сложна система за избягване на препятствия, вградена в тях както на софтуерно, така и на хардуерно ниво, и могат да се презареждат.
Как всичко това ще се отрази на бъдещето на стандарта IPoAC? Има стандарт, достъпен е за всеки, макар и малко абсурден. Попитахме Brian Carpenter дали работи върху бъдещи актуализации на стандарта и той каза, че обмисля дали гълъбите могат да носят кубити. Но дори ако IPoAC е малко сложен (и малко глупав) за вашите нужди за пренос на лични данни, всички видове нестандартни комуникационни мрежи ще останат необходими в обозримо бъдеще и способността ни да генерираме огромни количества данни продължава да расте все по-бързо отколкото способността ни да ги прехвърляме.
Благодаря на потребителя AyrA_ch, че му посочи информацията , и за удобно , което помага да се изчисли колко гълъбите наистина превъзхождат другите методи за предаване на данни.
Източник: www.habr.com