Golub pismonoša natovaren microSD karticama može prenijeti velike količine podataka brže i jeftinije od gotovo bilo koje druge metode.
Bilješka. prev.: iako se original ovog članka pojavio na web stranici IEEE Spectrum 1. aprila, sve činjenice navedene u njemu su prilično pouzdane.
U februaru o izdavanju prve microSD flash kartice na svijetu kapaciteta 1 terabajt. Ona je, kao i ostale kartice ovog formata, malena, dimenzija samo 15 x 11 x 1 mm, a teška 250 mg. Može da stane nevjerovatnu količinu podataka u vrlo mali fizički prostor, a možete ga kupiti za 550 dolara. Za vaše razumijevanje, prve microSD kartice od 512 GB pojavile su se samo godinu dana ranije, u februaru 2018.
Toliko smo se navikli na brzinu napretka u računarstvu da ova povećanja gustine pohrane ostaju uglavnom neprimijećena, a ponekad dobiju saopštenje za javnost i nekoliko članaka na blogu. Zanimljivije (i vjerovatno će dovesti do ozbiljnijih posljedica) je koliko brže raste naša sposobnost generiranja i pohranjivanja podataka u odnosu na našu sposobnost da ih prenosimo preko mreža dostupnih većini ljudi.
Ovaj problem nije nov, a već nekoliko decenija se koriste razne vrste "pametnih mreža" za fizički prenos podataka sa jednog mesta na drugo - pješice, poštom ili egzotičnijim metodama. Jedna od metoda prijenosa podataka koja se aktivno koristi posljednjih tisuću godina su golubovi pismonoše, koji mogu putovati stotine ili čak tisuće kilometara dugo, vraćajući se kući, koristeći navigacijske tehnike, čija priroda još nije precizno proučena. Ispostavilo se da u smislu propusnosti (količine podataka prenesenih na datu udaljenost u datom vremenu), perinet baziran na golubovima ostaje efikasniji od tipičnih mreža.
Iz "IP Datagram standarda za zračne prijevoznike"
Dana 1. aprila 1990., David Weitzman je zaprosio Zahtjev za komentar (RFC) pod nazivom "“, sada poznat kao IPoAC. RFC 1149 opisuje "eksperimentalnu metodu za enkapsulaciju IP datagrama u avio-prevoznicima", i već je imao nekoliko ažuriranja u vezi i QoS-a i prelaska na IPv6 (objavljeno 1. aprila 1999. i 1. aprila 2011.).
Slanje RFC-ova na Prvi april je tradicija koja je započela 1978. godine sa RFC 748, koji je predložio da nakon slanja IAC DONT RANDOMLY-LOSE komande telnet serveru, server prestane da nasumično gubi podatke. Prilično zdrava ideja, zar ne? A ovo je jedno od svojstava prvoaprilskog RFC-a, objašnjava koji je predsjedavao Radnom grupom za mreže u CERN-u od 1985. do 1996., predsjedavao IETF-om od 2005. do 2007., a sada živi na Novom Zelandu. “To mora biti tehnički izvodljivo (tj. ne kršiti zakone fizike), a morate pročitati barem jednu stranicu prije nego što shvatite da je to šala”, kaže on. “I, naravno, mora biti apsurdno.”
Carpenter je, zajedno sa svojim kolegom Bobom Hyndenom, sam napisao prvoaprilske RFC, gdje su opisali , 2011. godine. Čak i dvije decenije nakon uvođenja, IPoAC je još uvijek dobro poznat. “Svi znaju za avioprijevoznike,” rekao nam je Carpenter. “Bob i ja smo jednom razgovarali na sastanku IETF-a o usvajanju IPv6, a ideja da se to doda u IPoAC došla je prirodno.”
, koji je prvobitno definirao IPoAC, opisuje mnoge prednosti novog standarda:
Mnogo različitih usluga može se pružiti s peck prioritetom. Dodatno, ugrađeno je prepoznavanje i uništavanje crva. Pošto IP ne garantuje 100% isporuku paketa, gubitak nosioca se može pomiriti. S vremenom se nosioci sami oporavljaju. Emitiranje nije definirano, a oluje mogu uzrokovati gubitak podataka. Moguće je napraviti uporne pokušaje isporuke prije nego što se nosilac ispusti. Revizijski tragovi se generišu automatski i često se mogu naći u nosačima kablova i na trupcima [engleski log znači i "log" i "log za zapise" / pribl. transl.].
Ažuriranje za poboljšanje kvaliteta (RFC 2549) dodaje nekoliko važnih detalja:
Multicasting, iako je podržan, zahtijeva implementaciju uređaja za kloniranje. Nosači se mogu izgubiti ako se nalaze na drvetu koje se siječe. Nosioci su raspoređeni duž stabla nasljeđivanja. Nosioci imaju prosječan TTL od 15 godina, tako da je njihova upotreba u proširenju pretraživanja zvona ograničena.
Nojevi se mogu smatrati alternativnim nosiocima, s mnogo većim kapacitetom za prijenos velikih količina informacija, ali pružaju sporiju dostavu i zahtijevaju mostove između različitih područja.
Za dodatnu raspravu o kvaliteti usluge, pogledajte .
od Carpentera, opisujući IPv6 za IPoAC, između ostalog, spominje potencijalne složenosti povezane s usmjeravanjem paketa:
Prolazak prevoznika kroz teritoriju njima sličnih prevoznika, bez uspostavljanja sporazuma o ravnopravnoj razmjeni informacija, može dovesti do nagle promjene rute, petlje paketa i neispravnosti isporuke. Prolazak nosača kroz teritoriju predatora može dovesti do značajnog gubitka paketa. Preporučuje se da se ovi faktori uzmu u obzir u algoritmu tablice rutiranja. Oni koji će implementirati ove rute trebali bi razmotriti rutiranje zasnovano na politikama koje zaobilazi područja u kojima dominiraju lokalni i grabežljivi prijevoznici kako bi se osigurala pouzdana isporuka.
Postoje dokazi da neki nosači imaju tendenciju da jedu druge nosače i nose pojedeni teret. Možda će ovo poslužiti kao nova metoda za tuneliranje IPv4 paketa unutar IPv6 paketa, ili obrnuto.
IPoAC standard je predložen 1990. godine, ali je za slanje poruka o golubovima bilo potrebno mnogo duže: fotografija prikazuje goluba koji se šalje u Švicarsku, između 1914. i 1918.
Logično je očekivati od standarda, čiji je koncept izmišljen još 1990. godine, da je originalni format za prijenos podataka putem IPoAC protokola bio povezan s ispisom heksadecimalnih znakova na papir. Od tada se mnogo toga promijenilo, a količina podataka koja se uklapa u datu fizičku zapreminu i težinu se nevjerovatno povećala, dok je veličina nosivosti pojedinačnog goluba ostala ista. Golubovi su sposobni nositi teret koji je značajan procenat njihove tjelesne težine – prosječni golub pismonoša teži oko 500 grama, a početkom 75. stoljeća mogli su nositi kamere od XNUMX grama za izviđanje na neprijateljskoj teritoriji.
Razgovarali smo sa , trkač golubova iz Marylanda, i potvrdio je da golubovi lako mogu nositi do 75 grama (a možda i malo više) na sebi "tokom dana na bilo kojoj udaljenosti". Istovremeno, mogu preletjeti znatnu udaljenost - svjetski rekord za goluba pismonoša drži jedna neustrašiva ptica koja je uspjela odletjeti iz Arrasa u Francuskoj do svog doma u Ho Ši Minu u Vijetnamu, prešavši 11 km za 500. dana. Većina golubova pismonoša, naravno, nije sposobna da leti tako daleko. Tipična dužina dugačke trkačke staze, prema Lesofskom, je oko 24 km, a ptice je prelaze prosečnom brzinom od oko 1000 km/h. Na kraćim stazama sprinteri mogu postići brzinu do 70 km/h.
Stavljajući sve ovo zajedno, možemo izračunati da ako goluba pismonošu napunimo do maksimalnog kapaciteta od 75 grama sa 1 TB microSD karticama, od kojih svaka teži 250 mg, onda će golub moći da nosi 300 TB podataka. Putujući od San Francisca do New Yorka (4130 km) maksimalnom brzinom sprinta, dostigao bi brzinu prijenosa podataka od 12 Tb/h, odnosno 28 Gb/s, što je nekoliko redova veličine brže od većine internetskih veza. U SAD-u, na primjer, najveća prosječna brzina preuzimanja je u Kansas Cityju, gdje Google Fiber prenosi podatke brzinom od 127 Mbps. Pri ovoj brzini, bilo bi potrebno 300 dana da se preuzme 240 TB - i za to vrijeme naš golub bi mogao 25 puta obići globus.
Recimo da ovaj primjer ne izgleda baš realistično jer je to neka vrsta super goluba, pa usporimo. Uzmimo prosječnu brzinu leta od 70 km / h i natovarimo pticu s pola maksimalnog opterećenja u terabajtnim memorijskim karticama - 37,5 grama. Pa ipak, čak i ako uporedimo ovu metodu s vrlo brzom gigabitnom vezom, golub pobjeđuje. Golub će moći da kruži više od pola zemaljske kugle za vrijeme dok se naš prijenos datoteka završi, što znači da će biti brže slati podatke od goluba doslovno bilo gdje u svijetu nego koristiti internet za prijenos podataka.
Naravno, ovo je čisto poređenje propusnosti. Ne uzimamo u obzir vrijeme i trud da kopiramo podatke na microSD kartice, učitamo ih na goluba i pročitamo podatke kada ptica stigne na svoje odredište. Latencija je očito velika, tako da bi bilo što drugo osim jednosmjernog prijenosa bilo nepraktično. Najveće ograničenje je što golub pismonoša leti samo u jednom smjeru i na jedno odredište, tako da nećete moći birati svrhu slanja podataka, a morat ćete i prevoziti golubove tamo gdje ćete poslati od njih, što takođe ograničava njihovu praktičnu korisnost.
Međutim, ostaje činjenica da čak i uz realne procjene nosivosti i brzine goluba, kao i internetske veze, neto propusnost goluba nije lako nadmašiti.
Imajući sve ovo na umu, vrijedi spomenuti da je prijenos podataka golubova testiran u stvarnom svijetu, i oni su to prilično dobro obavili. Bergen Linux grupa korisnika iz Norveške 2001 , šaljući po jedan ping sa svakim golubom na udaljenosti od 5 km:
Ping je poslan oko 12:15. Odlučili smo se za interval od 7,5 minuta između paketa, što bi idealno trebalo rezultirati da nekoliko paketa ostane neodgovoreno. Međutim, stvari nisu išle baš tako. Jato golubova preletjelo je imanje našeg komšije. A naši golubovi nisu hteli da lete pravo kući, oni su prvo hteli da lete sa drugim golubovima. I ko im to može zamjeriti, s obzirom da je sunce prvi put izašlo nakon par oblačnih dana?
Međutim, pobijedili su njihovi instinkti, a vidjeli smo kako se, nakon oko sat vremena brčkanja, nekoliko golubova odvojilo od jata i krenulo u pravom smjeru. Radovali smo se. I zaista su to bili naši golubovi, jer smo ubrzo nakon toga dobili dojavu sa druge tačke da je golub sletio na krov.
Konačno je stigla i prva golubica. Paket podataka je pažljivo uklonjen iz šape, raspakovan i skeniran. Nakon ručne provjere OCR-a i ispravljanja nekoliko grešaka, paket je prihvaćen kao važeći, a naše veselje se nastavilo.
Za zaista velike količine podataka (tako da je potreban broj golubova teško održavati) i dalje se moraju koristiti fizičke metode kretanja. Amazon nudi uslugu – 45ft transportni kontejner na kamionu. Jedna motorna sanka može nositi do 100 Pb (100 Tb) podataka. Neće se kretati tako brzo kao ekvivalentno jato od nekoliko stotina golubova, ali će biti lakše raditi s njim.
Čini se da je većina ljudi zadovoljna izuzetno sporim preuzimanjima i malo je zainteresirana za ulaganje u vlastite golubove pismonoše. Zaista je potrebno mnogo rada, kaže Drew Lesofsky, a sami golubovi se obično ponašaju, a ne kao paketi podataka:
GPS tehnologija sve više pomaže trkačima golubova i dobijamo bolju ideju o tome kako naši golubovi lete i zašto neki lete brže od drugih. Najkraća linija između dvije tačke je prava linija, ali golubovi rijetko lete pravolinijski. Često cik-cak lete u približno željenom pravcu, a zatim ispravljaju kurs kako se približavaju svom odredištu. Neki od njih su fizički jači i brže lete, ali golub koji je bolje orijentisan, nema zdravstvenih problema i fizički je spreman može prestići brzoletećeg goluba sa lošim kompasom.
Lesofsky ima dovoljno povjerenja u golubove kao nosioce podataka: „Sasvim samopouzdano bih slao informacije svojim golubovima“, kaže on, dok se brine o ispravljanju grešaka. “Pustio bih barem tri odjednom kako bih osigurao da čak i ako jedan od njih ima loš kompas, druga dva će imati bolji, a na kraju će brzina sva tri biti veća.”
Problemi s implementacijom IPoAC-a i sve veća pouzdanost dovoljno brzih (i često bežičnih) mreža znače da je veliki dio usluga koje su se oslanjale na golubove (a bilo ih je mnogo) prešao na tradicionalnije metode prijenosa podataka u posljednjih nekoliko decenija.
A zbog svih preliminarnih priprema potrebnih za postavljanje sistema za prijenos podataka o golubovima, uporedive alternative (poput dronova s fiksnim krilima) mogu postati održivije. Međutim, golubovi i dalje imaju neke prednosti: dobro se slažu, rade za sjemenke, pouzdaniji su, imaju vrlo složen sistem izbjegavanja prepreka ugrađen u sebe i na softverskom i na hardverskom nivou, i mogu se sami napuniti.
Kako će sve ovo uticati na budućnost IPoAC standarda? Postoji standard, dostupan je svima, iako pomalo apsurdan. Pitali smo Briana Carpentera da li radi na budućim ažuriranjima standarda, a on je rekao da razmišlja o tome da li golubovi mogu nositi kubite. Ali čak i ako je IPoAC malo kompliciran (i pomalo glup) za vaše potrebe prijenosa osobnih podataka, sve vrste nestandardnih komunikacijskih mreža ostat će neophodne u doglednoj budućnosti, a naša sposobnost da generišemo ogromne količine podataka nastavlja da raste brže nego naša sposobnost da ih prenesemo.
Hvala korisniku AyrA_ch što mu je ukazao na informacije , i za zgodno , koji pomaže da se izračuna koliko golubovi stvarno nadmašuju druge metode prijenosa podataka.
izvor: www.habr.com