Eine Posttaube mit einer Ladung microSD-Karten kann große Datenmengen schneller und günstiger als fast jede andere Methode übertragen.
Anmerkung des Übersetzers: Obwohl das Original dieses Artikels am 1. April auf der Website IEEE Spectrum erschien, sind alle darin aufgeführten Fakten durchaus glaubwürdig.
Im Februar die erste microSD-Karte der Welt mit einem Fassungsvermögen von 1 Terabyte an. Sie ist wie andere Karten dieses Formats winzig, nur 15 x 11 x 1 mm groß und wiegt 250 mg. Sie kann eine unglaubliche Menge an Daten auf sehr kleinem physischem Raum speichern und kostet 550 $. Zum Verständnis: Die ersten microSD-Karten mit 512 GB wurden nur ein Jahr vorher, im Februar 2018, vorgestellt.
Wir sind so sehr an die Geschwindigkeit des Fortschritts in der Computertechnik gewöhnt, dass diese Verdichtungssteigerungen bei Speichermedien nahezu unbeachtet bleiben und manchmal mit einer Pressemitteilung und ein paar Blogartikeln gewürdigt werden. Interessanter (und wahrscheinlich mit gravierenderen Folgen) ist jedoch, wie viel schneller unsere Fähigkeit, Daten zu erzeugen und zu speichern, im Vergleich zu unseren Möglichkeiten, sie über Netzwerke zu übertragen, die für die meisten Menschen zugänglich sind, wächst.
Dieses Problem ist nicht neu, und seit mehreren Jahrzehnten werden verschiedene Arten von „Datenkurieren“ zur physischen Übertragung von Daten von einem Ort zum anderen eingesetzt – zu Fuß, per Post oder auf exotischere Weise. Eine der Methoden zur Datenübertragung, die in den letzten tausend Jahren häufig genutzt wurde, sind Brieftauben, die Wege von hunderten oder sogar tausenden Kilometern zurücklegen können, um nach Hause zurückzukehren, und dabei Navigationsmethoden verwenden, deren Natur noch immer nicht genau untersucht ist. Es hat sich herausgestellt, dass in Bezug auf die Bandbreite (die Menge an Daten, die über eine gegebene Strecke in einer bestimmten Zeit übertragen werden kann) das Taubensystem effizienter bleibt als typische Netzwerke.
Aus dem „Standard zur Übertragung von IP-Datagrammen durch Luftfracht“
Am 1. April 1990 schlug David Weitzman Request for Comment (RFC) mit dem Titel „«, jetzt bekannt als IPoAC. RFC 1149 beschreibt die „experimentelle Methode zur Kapselung von IP-Datagrammen in Luftfrachtern“ und hat bereits mehrere Aktualisierungen erhalten, die sowohl die Dienstgüte als auch den Übergang zu IPv6 betreffen (veröffentlicht am 1. April 1999 bzw. 1. April 2011).
Die Veröffentlichung von RFCs am Scherzertag ist eine Tradition, die 1978 mit RFC 748 begann, in dem vorgeschlagen wurde, dass der Telnet-Server nach dem Befehl IAC DONT RANDOMLY-LOSE aufhöre, zufällig Daten zu verlieren. Eine ziemlich vernünftige Idee, oder? Und das ist eines der Merkmale eines Aprilscherz-RFCs, erklärt , der von 1985 bis 1996 die Arbeitsgruppe für Netzwerke am CERN leitete, von 2005 bis 2007 im IETF präsidierte und nun in Neuseeland lebt. „Es muss technisch machbar sein (d.h. die Gesetze der Physik dürfen nicht verletzt werden), und man muss mindestens eine Seite lesen, bevor man erkennt, dass es ein Scherz ist“, sagt er. „Und natürlich muss es absurd sein.“
Carpenter hat zusammen mit seinem Kollegen Bob Hinden selbst Aprilscherz-RFCs verfasst, in denen sie beschrieben haben , im Jahr 2011. Und selbst zwei Jahrzehnte nach seinem Erscheinen ist IPoAC immer noch gut bekannt. „Jeder kennt Luftfrachtanbieter“, sagte Carpenter zu uns. „Einmal haben Bob und ich während einer IETF-Sitzung über die Verbreitung von IPv6 gesprochen, und die Idee, es zu IPoAC hinzuzufügen, kam ganz natürlich auf.“
, der IPoAC ursprünglich definierte, beschreibt eine Reihe von Vorteilen des neuen Standards:
Eine Vielzahl verschiedener Dienste kann durch die Priorisierung von Schnabeln bereitgestellt werden. Darüber hinaus gibt es eine eingebaute Erkennung und Zerstörung von Würmern. Da IP keine 100%ige Paketlieferung garantiert, kann man mit dem Verlust des Frachtanbieters leben. Im Laufe der Zeit erholen sich die Anbieter selbstständig. Broadcasting ist nicht definiert, und ein Sturm kann zu Datenverlust führen. Es besteht die Möglichkeit, beharrliche Lieferversuche bis zum Zusammenbruch des Frachtanbieters zu unternehmen. Audit-Trails werden automatisch generiert und sind oft in Kabelkanälen und auf Stämmen zu finden [engl. log bedeutet sowohl „Stamm“ als auch „Protokoll für Aufzeichnungen“ / Anm. d. Übers.].
Die Aktualisierung zur Verbesserung der Dienstgüte (RFC 2549) fügt einige wichtige Details hinzu:
Obwohl Multicast unterstützt wird, erfordert es die Implementierung eines Geräts zur Klonierung. Überträger können durcheinander geraten, wenn sie auf einem gefällten Baum positioniert sind. Überträger verteilen sich über den Erbbaum. Im Durchschnitt beträgt die TTL der Überträger 15 Jahre, daher ist ihre Nutzung bei Suchen im sich erweiternden Ring begrenzt.
Strauße können als alternative Überträger betrachtet werden, die viel größere Möglichkeiten zur Übertragung großer Datenmengen bieten, aber eine langsamere Zustellung gewährleisten und Brücken zwischen verschiedenen Regionen benötigen.
Zusätzliche Diskussionen über die Servicequalität sind zu finden in .
von Carpenter, der IPv6 für IPoAC beschreibt und unter anderem potenzielle Schwierigkeiten bei der Paketweiterleitung erwähnt:
Das Durchqueren von Übertragungsgebieten ähnlicher Überträger, ohne Verträge über gleichberechtigten Informationsaustausch zu schließen, kann zu plötzlichen Routenwechseln, Paketüberstellungen und nicht ordnungsgemäßer Zustellung führen. Das Durchqueren von Übertragungsgebieten von Räubern kann zu erheblichem Paketverlust führen. Es wird empfohlen, diese Faktoren bei der Algorithmusgestaltung von Routingtabellen zu berücksichtigen. Wer diese Routen implementiert, um eine zuverlässige Zustellung zu gewährleisten, sollte die Routingpolitik in Betracht ziehen, die Gebiete mit einer Überzahl lokaler und räuberischer Überträger umgeht.
Es gibt Hinweise darauf, dass einige Überträger zur Nahrung anderer Überträger neigen und die verzehrte Nutzlast weiter transportieren. Dies könnte eine neue Methode zur Tunneln von IPv4-Paketen in IPv6-Paketen oder umgekehrt darstellen.
Der IPoAC-Standard wurde 1990 vorgeschlagen, aber Nachrichten mit Brieftauben wurden viel länger benötigt: Auf dem Foto ist das Versenden einer Brieftaube in der Schweiz zwischen 1914 und 1918 zu sehen.
Es ist logisch zu erwarten, dass der Standard, dessen Konzept bereits 1990 entwickelt wurde, ursprünglich auf dem Format für die Datenübertragung über das IPoAC-Protokoll basierte, das mit dem Druck von hexadezimalen Zeichen auf Papier verbunden war. Seitdem hat sich vieles geändert, und das Volumen der Daten, das in das vorgegebene physische Volumen und Gewicht passt, hat sich enorm erhöht, während das Gewicht der Nutzlast eines einzelnen Tauben unverändert blieb. Tauben sind in der Lage, eine Nutzlast zu tragen, die einen erheblichen Prozentsatz ihres Körpergewichts ausmacht – eine durchschnittliche Brieftaube wiegt etwa 500 g, und zu Beginn des 20. Jahrhunderts konnten sie 75-g schwere Kameras für Aufklärungszwecke im feindlichen Gebiet transportieren.
Wir haben mit , einem Liebhaber von Taubensport aus Maryland, gesprochen, und er bestätigte, dass Tauben problemlos bis zu 75 Gramm (und möglicherweise etwas mehr) "über den Tag auf jede Entfernung" tragen können. Dabei können sie eine beträchtliche Distanz zurücklegen – der Weltrekord für eine Brieftaube hält ein furchtloses Vögelchen, das es geschafft hat, von Arras in Frankreich nach Ho-Chi-Minh-Stadt in Vietnam zurückzufliegen und dabei eine Strecke von 11.500 km in 24 Tagen zurückzulegen. Die meisten Brieftauben können natürlich nicht so weit fliegen. Die typische Länge einer längeren Strecke bei Rennen beträgt laut Lesofski etwa 1000 km, und die Vögel legen sie mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 70 km/h zurück. Auf kürzeren Distanzen können Sprinter Geschwindigkeiten von bis zu 177 km/h erreichen.
Wenn man all dies zusammenfügt, kann man berechnen, dass, wenn wir eine Brieftaube bis zur maximalen Tragfähigkeit von 75 Gramm mit microSD-Karten von 1 TB beladen, von denen jede 250 mg wiegt, die Taube insgesamt 300 TB an Daten transportieren könnte. Wenn sie den Weg von San Francisco nach New York (4130 km) mit maximaler Sprintergeschwindigkeit zurücklegt, würde sie eine Datenübertragungsrate von 12 TB/Stunde oder 28 Gbit/s erreichen, was um mehrere Größenordnungen über der Mehrheit der Internetverbindungen liegt. In den USA beispielsweise wird die schnellste durchschnittliche Downloadgeschwindigkeit in Kansas City registriert, wo über Google Fiber Daten mit einer Geschwindigkeit von 127 Mbit/s übertragen werden. Bei dieser Geschwindigkeit würde der Download von 300 TB 240 Tage in Anspruch nehmen – in dieser Zeit hätte unsere Taube die Erde 25 Mal umrundet.
Angenommen, dieses Beispiel sieht nicht sehr realistisch aus, da es von einer Art Über-Taube spricht, also lassen Sie uns einen Gang zurückschalten. Nehmen wir eine durchschnittliche Fluggeschwindigkeit von 70 km/h und belasten wir den Vogel mit der Hälfte der maximalen Last bei Terabyte-Speicherkarten – also 37,5 Gramm. Und dennoch, selbst wenn wir diese Methode mit einer sehr schnellen Gigabit-Verbindung vergleichen, hat die Taube die Oberhand. Die Taube könnte mehr als die Hälfte des Erdballs umrunden, während unser Dateiübertragungsprozess noch nicht abgeschlossen ist, was bedeutet, dass es schneller wäre, die Daten mit der Taube buchstäblich an jeden Punkt der Erde zu senden, als das Internet für den Transfer zu nutzen.
Natürlich ist dies ein Vergleich der reinen Bandbreite. Wir berücksichtigen nicht die Zeit und den Aufwand, um Daten auf microSD-Karten zu kopieren, sie auf die Taube zu laden und die Daten nach der Ankunft des Vogels am Zielort zu lesen. Die Verzögerungen sind offensichtlich hoch, weshalb etwas anderes als eine einseitige Übertragung unpraktisch wäre. Die größte Einschränkung besteht darin, dass die Brieftaube nur in eine Richtung und zu einem Ziel fliegt, weshalb Sie das Ziel des Datentransfers nicht wählen können und auch die Tauben dorthin bringen müssen, von wo aus Sie sie versenden wollen, was auch ihre praktische Nützlichkeit einschränkt.
Doch die Tatsache bleibt, dass selbst bei realistischen Schätzungen der nützlichen Last und der Geschwindigkeit der Taube sowie der Internetverbindung, die reine Bandbreite der Taube schwer zu übertreffen ist.
Angesichts all dessen ist es erwähnenswert, dass die Datenübertragung mit Tauben in der realen Welt getestet wurde und sie dabei recht gut abschnitten. Eine Gruppe von Nutzern der Bergen Linux aus Norwegen hat im Jahr 2001 indem sie mit jeder Taube einen Ping über eine Distanz von 5 km sendeten:
Der Ping wurde ungefähr um 12:15 Uhr gesendet. Wir beschlossen, ein Intervall von 7,5 Minuten zwischen den Paketen einzuhalten, was idealerweise dazu führen sollte, dass ein Paar Pakete unbeantwortet bleibt. Doch es verlief nicht ganz so. Über unserem Grundstück schwebte eine Schar Tauben. Und unsere Tauben wollten nicht direkt nach Hause fliegen, sie wollten zuerst mit den anderen Tauben herumfliegen. Und wer kann es ihnen übel nehmen, da die Sonne nach ein paar trüben Tagen das erste Mal herauskam?
Doch ihre Instinkte siegten, und wir sahen, wie ein Pärchen Tauben, nachdem sie etwa eine Stunde umhergeflogen waren, sich von der Gruppe abspaltete und in die richtige Richtung flog. Wir jubelten. Und das waren wirklich unsere Tauben, denn kurz darauf erhielten wir von einem anderen Ort den Bericht, dass eine Taube auf dem Dach gelandet war.
Endlich kam die erste Taube an. Das Datenpaket wurde sorgfältig von ihrem Bein entfernt, ausgepackt und gescannt. Nach einer manuellen Überprüfung des OCR und der Korrektur ein paar Fehler wurde das Paket als gültig akzeptiert, und unser Jubel setzte sich fort.
Für wirklich große Datenmengen (so dass die erforderliche Anzahl von Tauben schwer zu handhaben wäre), muss man nach wie vor physische Methoden des Transports verwenden. Amazon bietet einen Service an, – einen 45-Fuß-Transportcontainer auf einem Lkw. Ein Snowmobile kann bis zu 100 PB (100.000 TB) Daten transportieren. Es wird nicht so schnell sein wie eine entsprechende Gruppe von mehreren hundert Tauben, jedoch ist die Handhabung einfacher.
Die meisten Menschen scheinen mit dem sehr langsamen Hochladen zufrieden zu sein, und sie sind wenig daran interessiert, in eigene Brieftauben zu investieren. Das ist tatsächlich sehr arbeitsintensiv, sagt Drew Lesofski, und die Tauben selbst verhalten sich normalerweise nicht wie Datenpakete:
Die GPS-Technologie hilft den Liebhabern des Taubensports zunehmend, und wir erhalten ein besseres Verständnis dafür, wie unsere Tauben fliegen und warum einige schneller sind als die anderen. Die kürzeste Linie zwischen zwei Punkten wäre eine gerade Linie, aber Tauben fliegen selten auf einer geraden Strecke. Sie fliegen oft in Zickzack, fliegen in etwa in die richtige Richtung und korrigieren dann ihren Kurs, während sie sich dem Ziel nähern. Einige von ihnen sind physisch stärker und fliegen schneller, aber eine Taube, die sich besser orientiert, gesundheitlich fit und physisch trainiert ist, kann eine schnell fliegende Taube mit einem schlechten Kompass überholen.
Lesofski vertraut den Tauben als Datenträgern: „Ich würde definitiv Informationen mit meinen Tauben versenden“, sagt er und sorgt sich um die Korrektur von Fehlern. „Ich würde nicht weniger als drei gleichzeitig freilassen, um sicherzustellen, dass, selbst wenn einer von ihnen einen schlechten Kompass hat, die beiden anderen besser im Kurs sind und die Geschwindigkeit aller drei letztendlich größer ist.“
Probleme mit der Implementierung von IPoAC und der Erhöhung der Zuverlässigkeit ausreichend schneller (und oft drahtloser) Netzwerke bedeuten, dass ein Großteil der Dienste, die auf Tauben angewiesen waren (und davon gab es viele), in den letzten Jahrzehnten auf traditionellere Datenübertragungsmethoden umgestiegen ist.
Aufgrund all der Vorbereitungen, die für die Einrichtung eines Datenübertragungssystems mit Tauben notwendig sind, können vergleichbare Alternativen (wie Drohnen mit festem Flügel) an Lebensfähigkeit gewinnen. Dennoch haben Tauben nach wie vor einige Vorteile: Sie sind gut skalierbar, sie arbeiten für Nüsse, sind zuverlässiger, verfügen über ein sehr komplexes Hindernisvermeidungssystem auf Software- und Hardwareebene und können sich selbst aufladen.
Wie wird sich das alles auf die Zukunft desIPoAC-Standards auswirken? Der Standard existiert, er ist für alle zugänglich, auch wenn er etwas absurd ist. Wir haben Brian Carpenter gefragt, ob er Updates für den Standard vorbereitet, und er sagte, dass er darüber nachdenkt, ob Tauben Qubits transportieren können. Aber selbst wenn IPoAC für Ihre Datenübertragungsbedürfnisse etwas komplex (und ein wenig albern) ist, werden verschiedene nicht standardisierte Kommunikationsnetzwerke in naher Zukunft notwendig bleiben, während unsere Fähigkeit, enorme Datenmengen zu generieren, schneller wächst als unsere Möglichkeiten zu deren Übertragung.
Danke an den Benutzer AyrA_ch für den Hinweis auf Informationen in seinem , und für den praktischen , der hilft zu berechnen, wie sehr Tauben andere Datenübertragungsmethoden übertreffen.
Quelle: habr.com
