Eine Brieftaube, die mit microSD-Karten beladen ist, kann große Datenmengen schneller und kostengünstiger übermitteln als nahezu jede andere Methode.
Hinweis zur Übersetzung: Obwohl der Originalartikel am 1. April auf der Website von IEEE Spectrum veröffentlicht wurde, sind alle darin enthaltenen Fakten durchaus glaubwürdig.
Im Februar , die erste microSD-Karte der Welt mit einem Speichervolumen von 1 Terabyte vorgestellt zu haben. Sie misst nur 15 x 11 x 1 mm und wiegt 250 mg, genau wie andere Karten dieses Formats. Sie kann eine unglaubliche Menge an Daten auf kleinstem physikalischen Raum speichern, und der Preis beträgt 550 $. Zum Verständnis: Die ersten microSD-Karten mit 512 GB erschienen gerade ein Jahr zuvor, im Februar 2018.
Wir sind so an das rasante Tempo des Fortschritts in der Computertechnik gewöhnt, dass diese Erhöhungen der Speicherdichte weitgehend unbemerkt bleiben und manchmal lediglich ein Pressemitteilung sowie ein paar Blogartikel erhalten. Viel spannender (und wahrscheinlich mit ernsthafteren Konsequenzen verbunden) ist, wie viel schneller unsere Fähigkeit, Daten zu generieren und zu speichern, im Vergleich zu unseren Möglichkeiten, sie über die für die meisten Menschen zugänglichen Netzwerke zu übertragen, wächst.
Dieses Problem ist nicht neu, und seit mehreren Jahrzehnten werden verschiedene Arten von „Hitrone-Typen“ zur physischen Datenübertragung von einem Ort zum anderen verwendet – zu Fuß, per Post oder auf exotischere Weise. Eine der Methoden zur Datenübertragung, die in den letzten tausend Jahren aktiv genutzt wurde, sind Brieftauben, die in der Lage sind, Hunderte oder sogar Tausende von Kilometern zurückzulegen und zu ihrem Zuhause zurückzukehren, während sie Navigationsmethoden verwenden, deren Natur bis heute nicht vollständig verstanden ist. Offenbar bleibt der „Pigeon-Net“ in Bezug auf die Bandbreite (die Menge an Daten, die über eine bestimmte Entfernung in einer bestimmten Zeit übertragen werden) effizienter als typische Netzwerke.
Aus dem „IP-Datagramm-Transportstandard für Luftfracht“
Am 1. April 1990 schlug David Weitzman Request for Comment (RFC) mit dem Titel „«, jetzt bekannt als IPoAC. RFC 1149 beschreibt einen „experimentellen Ansatz zur Kapselung von IP-Datenpaketen in Luftfracht“, und hat bereits mehrere Aktualisierungen erhalten, die sowohl die Servicequalität als auch den Übergang zu IPv6 betreffen (veröffentlicht am 1. April 1999 und 1. April 2011).
Die Veröffentlichung von RFCs am aprilscherz ist eine Tradition, die 1978 mit RFC 748 begann, in dem vorgeschlagen wurde, dass der Telnet-Server nach dem Senden des Befehls IAC DONT RANDOMLY-LOSE damit aufhört, Daten zufällig zu verlieren. Ziemlich kluge Idee, oder? Und das ist eine der Eigenschaften des aprilscherzhaften RFC, erklärt , der von 1985 bis 1996 die Arbeitsgruppe für Netzwerke am CERN leitete, von 2005 bis 2007 den Vorsitz der IETF hatte und nun in Neuseeland lebt. „Es muss technisch machbar sein (d.h., nicht gegen die Gesetze der Physik verstoßen), und man sollte mindestens eine Seite lesen, bevor man begreift, dass es ein Scherz ist“, sagt er. „Und natürlich muss es absurd sein.“
Carpenter schrieb zusammen mit seinem Kollegen Bob Hinden auch aprilscherzhaften RFCs, in denen sie die , im Jahr 2011. Selbst zwei Jahrzehnte nach seiner Einführung ist IPoAC nach wie vor gut bekannt. „Alle kennen Luftfracht oder Lufttransporte“, sagte uns Carpenter. „Einmal diskutierten Bob und ich auf einem IETF-Treffen über die Verbreitung von IPv6, und die Idee, es zu IPoAC hinzuzufügen, erschien ganz natürlich.“
, das ursprünglich IPoAC definierte, beschreibt zahlreiche Vorteile des neuen Standards:
Verschiedene Dienste können durch Priorisierung des Klopfens bereitgestellt werden. Zusätzlich gibt es eine integrierte Erkennung und Eliminierung von Würmern. Da IP keine 100%ige Paketlieferung garantiert, kann man sich mit Paketverlusten abfinden. Im Laufe der Zeit erholen sich die Transporte selbst. Broadcast ist nicht definiert und Stürme können zu Datenverlusten führen. Es besteht die Möglichkeit, hartnäckige Zustellversuche bis zum Ausfall des Transports zu unternehmen. Die Audit-Trails werden automatisch generiert und sind häufig in Kabelkanälen und auf Holzscheiten zu finden [Das englische Wort log bedeutet sowohl „Brett“ als auch „Protokoll“ / Anmerkung des Übersetzers.].
Das Update zur Qualitätsverbesserung (RFC 2549) fügt einige wichtige Details hinzu:
Multicast wird unterstützt, erfordert jedoch die Implementierung eines Klonungsgeräts. Carrier können verwirrt sein, wenn sie auf einem abgesägten Baum platziert werden. Die Carrier verteilen sich über den Erbbaum. Im Durchschnitt beträgt die TTL der Carrier 15 Jahre, daher ist ihre Verwendung in der Suche über das erweiterte Netzwerk eingeschränkt.
Strauße kann man als alternative Carrier betrachten, die über weitaus größere Kapazitäten zur Übertragung großer Datenmengen verfügen, jedoch eine langsamere Lieferung bieten und Brücken zwischen verschiedenen Bereichen erfordern.
Details zur Servicequalität finden Sie im .
von Carpenter, der IPv6 für IPoAC beschreibt und unter anderem auf mögliche Schwierigkeiten bei der Paketvermittlung hinweist:
Die Durchfahrt von Transportdiensten durch Gebiete, die von ähnlichen Anbietern besetzt sind, ohne Vereinbarungen über einen gleichberechtigten Informationsaustausch, kann zu einem plötzlichen Wechsel der Route, Paketlooping und unzureichender Zustellung führen. Die Durchfahrt durch Gebiete, die von Raubtransportdiensten dominiert werden, kann zu erheblichen Paketverlusten führen. Es wird empfohlen, diese Faktoren in den Routing-Algorithmus zu integrieren. Anbieter, die diese Routen implementieren, sollten eine Routing-Politik in Betracht ziehen, die Gebiete mit vielen lokalen und raubenden Anbietern meidet, um eine zuverlässige Zustellung zu garantieren.
Es gibt Hinweise darauf, dass einige Anbieter dazu neigen, andere Anbieter zu konsumieren und die aufgeteilte Nutzlast weiterzuverarbeiten. Dies könnte eine neue Methode zur Durchführung von Paket-Tunneling von IPv4 innerhalb von IPv6-Paketen oder umgekehrt darstellen.
Der IPoAC-Standard wurde 1990 vorgeschlagen, aber die Nachrichten mit Brieftauben benötigten viel länger für die Zustellung: Auf dem Foto ist der Versand einer Brieftaube in der Schweiz zwischen 1914 und 1918 zu sehen.
Es ist nur logisch, dass man von einem Standard, dessen Konzept bereits 1990 entwickelt wurde, erwarten kann, dass das ursprüngliche Format zur Datenübertragung über das IPoAC-Protokoll mit dem Drucken von hexadezimalen Zeichen auf Papier verbunden war. Seitdem hat sich viel verändert, 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 Taubes gleich geblieben ist. Tauben können eine Nutzlast transportieren, die einen erheblichen Anteil ihres Körpergewichts ausmacht – eine durchschnittliche Brieftaube wiegt etwa 500 g und konnte zu Beginn des 20. Jahrhunderts 75-g Zwillingskameras für Aufklärungsmissionen im feindlichen Gebiet tragen.
Wir haben mit , ein Taubenliebhaber aus Maryland, der bestätigt hat, dass Tauben problemlos bis zu 75 Gramm (vielleicht sogar etwas mehr) „über den Tag über jede Distanz“ tragen können. Dabei können sie beträchtliche Distanzen zurücklegen – den Weltrekord für Brieftauben hält ein mutiger Vogel, der es geschafft hat, von Arras in Frankreich nach Hause nach Ho-Chi-Minh in Vietnam zu fliegen und dabei eine Strecke von 11.500 km in 24 Tagen zurücklegte. Die meisten Brieftauben sind natürlich nicht in der Lage, so weit zu fliegen. Die typische Länge einer Wettkampfstrecke beträgt laut Lesofski etwa 1000 km, und die Vögel legen diese mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von etwa 70 km/h zurück. Auf kürzeren Distanzen können Sprinter Geschwindigkeiten von bis zu 177 km/h erreichen.
Alles zusammengenommen kann man sagen, dass ein Brieftaube, die mit ihrer maximalen Tragfähigkeit von 75 Gramm mit 1 TB microSD-Karten beladen ist, die 250 mg wiegen, insgesamt 300 TB an Daten transportieren könnte. Über eine Strecke von San Francisco nach New York (4130 km) mit maximaler Sprintergeschwindigkeit würde sie eine Datentransferrate von 12 TB/Stunde oder 28 Gbit/s erreichen, was mehrere Größenordnungen über den meisten Internetverbindungen liegt. In den USA beispielsweise ist die schnellste durchschnittliche Downloadgeschwindigkeit in Kansas City zu beobachten, wo Google Fiber Daten mit einer Geschwindigkeit von 127 Mbit/s überträgt. Bei dieser Geschwindigkeit würde der Download von 300 TB 240 Tage in Anspruch nehmen – in dieser Zeit könnte unsere Taube die Erde 25 Mal umrunden.
Angenommen, dieses Beispiel klingt nicht sehr realistisch, da es von einer Art Supertaube spricht. Lassen Sie uns also eine Stufe zurückschrauben. Nehmen wir eine durchschnittliche Fluggeschwindigkeit von 70 km/h an und belasten den Vogel mit der Hälfte des maximalen Gewichts in Terabyte-Speicherkarten – also 37,5 Gramm. Dennoch, selbst wenn wir diese Methode mit einer sehr schnellen Gigabit-Verbindung vergleichen, gewinnt die Taube. Sie könnte mehr als die Hälfte des Erdballs umrunden, während unser Dateiübertragungsprozess noch läuft. Daraus ergibt sich, dass es schneller ist, Daten von der Taube an jeden Punkt der Erde zu senden, als sie über das Internet zu übertragen.
Natürlich ist dies ein Vergleich der reinen Bandbreite. Wir berücksichtigen nicht die Zeit und den Aufwand für das Kopieren von Daten auf microSD-Karten, deren Versand per Brieftaube und das Lesen der Daten, wenn der Vogel am Zielort ankommt. Die Verzögerungen sind offensichtlich hoch, weshalb alles außer einer einseitigen Übertragung unpraktisch wäre. Die größte Einschränkung besteht darin, dass die Brieftaube nur in eine Richtung und zu einem Ziel fliegt, sodass Sie kein Ziel für den Datentransfer auswählen können; außerdem müssen Sie die Tauben dorthin transportieren, von wo aus Sie sie versenden möchten, was auch ihre praktische Nützlichkeit einschränkt.
Das bleibt jedoch ein Fakt – selbst bei realistischen Schätzungen der Nutzlast und Geschwindigkeit der Taube sowie der Internetverbindung ist die reine Bandbreite einer Taube schwer zu übertreffen.
Angesichts all dessen ist es erwähnenswert, dass der Datentransfer mit Tauben in der realen Welt getestet wurde und diese damit ziemlich gut klargekommen sind. Eine Gruppe von Nutzern aus Bergen, Norwegen, hat im Jahr 2001 , indem sie mit jeder Taube einen Ping über eine Distanz von 5 km gesendet hat:
Der Ping wurde etwa um 12:15 Uhr gesendet. Wir haben uns entschieden, ein Intervall von 7,5 Minuten zwischen den Paketen einzuhalten, was idealerweise dazu führen sollte, dass ein paar Pakete unbeantwortet bleiben. Aber es kam alles etwas anders. Über unserem Grundstück schwirrte ein Schwarm Tauben. Und unsere Tauben wollten nicht direkt nach Hause fliegen, sie wollten erst mit den anderen Tauben umherfliegen. Und wer könnte ihnen das verübeln, nachdem die Sonne nach ein paar trüben Tagen endlich wieder herauskam?
Doch ihre Instinkte gewannen die Oberhand, und wir sahen, wie sich nach etwa einer Stunde Spielerei ein Paar Tauben von der Gruppe abspaltete und in die richtige Richtung flog. Wir erlebten einen Freudenausbruch. Und es waren tatsächlich unsere Tauben, denn kurz darauf erhielten wir einen Bericht aus einem anderen Punkt, dass eine Taube auf dem Dach gelandet war.
Schließlich kam die erste Taube an. Das Datenpaket wurde sorgfältig von ihrem Fuß genommen, ausgepackt und gescannt. Nach der manuellen Überprüfung durch OCR und der Korrektur ein paar Fehler wurde das Paket als gültig akzeptiert, und unser Jubel ging weiter.
Für wirklich große Datenmengen (so groß, dass die Anzahl der benötigten Tauben schwer zu verwalten ist), sind nach wie vor physische Transportmethoden erforderlich. Amazon bietet einen Dienst an, – einen 45-Fuß-Transportcontainer auf einem Lastwagen. Ein Snowmobile kann bis zu 100 PB (100.000 TB) Daten transportieren. Es bewegt sich vielleicht nicht so schnell wie eine entsprechende Gruppe von mehreren Hundert Tauben, aber die Handhabung ist einfacher.
Die Mehrheit der Menschen scheint mit dem extrem langsamen Upload zufrieden zu sein, und sie interessieren sich kaum für Investitionen in eigene Brieftauben. Das erfordert tatsächlich viel Arbeit, sagt Drew Lesofski, und die Tauben selbst verhalten sich auch nicht wie Datenpakete:
Die GPS-Technologie unterstützt immer mehr Liebhaber von Taubensport und gibt uns wertvolle Einblicke in das Flugverhalten unserer Tauben und die Gründe, warum einige schneller fliegen als andere. Der kürzeste Weg zwischen zwei Punkten ist eine Gerade, aber Tauben fliegen selten direkt. Sie fliegen oft in Zickzack, nähern sich etwa in die richtige Richtung und korrigieren dann ihren Kurs, während sie ihrem Ziel näherkommen. Einige sind physisch stärker und fliegen schneller, doch eine Taube, die sich besser orientieren kann und gesund sowie fit ist, kann eine schnell fliegende Taube mit schlechtem Orientierungssinn überholen.
Lesofski vertraut Tauben als Datenübertragungsmedium: „Ich würde Informationen ganz sicher mit meinen Tauben versenden“, sagt er und achtet dabei auf Fehlerkorrekturen. „Ich würde mindestens drei gleichzeitig fliegen lassen, um sicherzustellen, dass selbst wenn eine von ihnen einen schlechten Kompass hat, die beiden anderen ihn besser haben, und letztendlich die Geschwindigkeit aller drei höher ist.“
Die Herausforderungen bei der Implementierung von IPoAC und die steigende Zuverlässigkeit von ausreichend schnellen (und oft drahtlosen) Netzwerken haben dazu geführt, dass viele Dienste, die früher auf Brieftauben angewiesen waren, in den letzten Jahrzehnten auf traditionellere Datenübertragungsmethoden umgestiegen sind.
Aufgrund aller notwendigen Vorbereitungen zur Einrichtung eines datengestützten Systems mit Brieftauben könnten vergleichbare Alternativen, wie z.B. Drohnen mit Starrflügelausführung, zunehmend praktikabel werden. Dennoch haben Brieftauben nach wie vor einige Vorteile: Sie sind gut skalierbar, kostengünstig im Betrieb, äußerst zuverlässig, verfügen über ein komplexes Hindernisvermeidungssystem sowohl auf Software- als auch auf Hardwareebene und sind in der Lage, sich selbst aufzuladen.
Wie wird sich das auf die Zukunft des IPoAC-Standards auswirken? Der Standard existiert, er ist für alle zugänglich, auch wenn er etwas absurd ist. Wir haben Brian Carpenter gefragt, ob er an weiteren Updates des Standards arbeitet, und er berichtete, dass er darüber nachdenkt, ob Tauben Quantenbits transportieren könnten. Aber selbst wenn IPoAC persönlich für Ihre Datenübertragungsbedürfnisse etwas kompliziert (und ein wenig töricht) ist, werden verschiedene nicht standardisierte Kommunikationsnetzwerke in absehbarer Zeit notwendig bleiben, während unsere Fähigkeit, große Datenmengen zu generieren, schneller wächst als unsere Möglichkeit, diese zu übertragen.
Vielen Dank an den Nutzer AyrA_ch für den Hinweis auf die Informationen in seinem , und für den praktischen , der hilft zu berechnen, wie sehr Tauben andere Datenübertragungsmethoden übertreffen.
Quelle: habr.com
