Postituvi koos microSD-kaartide koormaga suudab edastada suuri andmehulkade kiiremini ja odavamalt kui peaaegu ükskõik milline muu meetod.
Märkus tõlkijalt: kuigi selle artikli originaal ilmus IEEE Spectrumi veebilehe jaoks 1. aprillil, on kõik selle artiklis loetletud faktid täiesti usaldusväärsed.
Veebruaris esimese maailmas esimese 1 terabaiti mahutava microSD-fdš-kaardi turule toomisest. See, nagu kõik selle formaadi kaardid, on väike, mõõtmetega ainult 15 x 11 x 1 mm ja kaalub 250 mg. See suudab mahutada uskumatult palju andmeid väga väikeses füüsilises ruumis ning selle hind on 550 $. Et te mõistaksite, ilmusid esimesed 512 GB microSD-kaardid vaid aasta enne seda, veebruaris 2018.
Oleme harjunud arvutitehnoloogia arengukiirusest nii väga, et need salvestusmahtude tiheduse suurenemised jäävad peaaegu tähelepanuta ning mõnikord saavad nad ainult pressiteate ja paar blogipostitust. Küll aga on huvitavam (ja tõenäoliselt tõukab see tõsisemaid tagajärgi), kuidas meie võime andmeid genereerida ja salvestada kasvab kiiremini võrreldes meie võimetega neid edastada võrgu kaudu, mis on enamiku inimeste jaoks kergesti tähelepanu all.
See probleem ei ole uus, ning juba mitu aastakümmet on erinevat tüüpi "nutiliikurid" andmete füüsiliseks transportimiseks ühest kohast teise kasutatud – jalgsi, posti teel või eksitavate meetoditega. Üks andmete edastamise viis, mida on aktiivselt kasutatud viimase tuhande aasta jooksul, on postihaukuud, kes suudavad läbida sadu või isegi tuhandeid kilomeetreid, tagasi koju naasta ning kasutada navigatsioonitehnikaid, mille olemus pole siiani täpselt uuritud. Selgub, et läbilaskevõime osas (edastatavate andmete kogus antud kaugusele teatud aja jooksul) jääb postihauku vankrite süsteem aktiivsemaks kui tavalised võrgud.
IP datagrammi edastamise standard õhutranspordi kaudu
1. aprillil 1990 esitas David Weitzman Request for Comment (RFC) pealkirjaga "«, nüüd tuntud kui IPoAC. RFC 1149 kirjeldab „eksperimentaalset meetodit IP datagrammide enkapsuleerimiseks õhutranspordis“, ja sellel on mitu uuendust, mis puudutavad nii teenuse kvaliteeti kui ka üleminekut IPv6-le (avalikustatud vastavalt 1. aprillil 1999 ja 1. aprillil 2011).
RFC saatmine Naljapäeval on traditsioon, mis algas 1978. aastal RFC 748, kus pakuti välja, et pärast Telnet-serverisse komandiga IAC DONT RANDOMLY-LOSE saatmist lõpetaks server andmete juhusliku kaotamise. Mitte just paha mõte, eks? Ja see on üks esimesepäevase RFC tunnuseid, selgitab , kes juhtis CERN-i võrgugrupi tööd aastatel 1985-1996, oli IETF-i esimees aastatel 2005-2007, ning nüüd elab Uus-Meremaal. „See peab olema tehniliselt teostatav (st mitte rikkuge füüsika seadusi), ja peate lugema vähemalt lehekülje, enne kui mõistate, et see on nali,“ ütleb ta. – „Ja loomulikult peab see olema absurdne.“
Carpenter ja tema kolleeg Bob Hinden kirjutasid ka esimesepäevaseid RFC-sid, kus nad kirjeldasid , 2011. Ja isegi kaks aastakümmet pärast selle ilmumist on IPoAC endiselt hästi tuntud. „Kõik teavad õhutransportijatest,” ütles meile Carpenter. „Kord arutasime Bobiga IETF koosolekul IPv6 leviku üle ning idee lisada see IPoAC-ile tundus väga loomulik.”
, algselt IPoAC-i määratlenud, kirjeldab uue standardi mitmeid eeliseid:
Mitmeid erinevaid teenuseid saab pakkuda peibutuste prioritiseerimise abil. Täiendavalt on olemas sisseehitatud ussi tuvastamine ja hävitamine. Kuna IP ei garanteeri 100% pakettide kohaletoimetamist, on transportija kadumisega võimalik leppida. Aja jooksul taastuvad transportijad iseseisvalt. Ülekande määratlemine puudub ja äike võib põhjustada andmekadu. On võimalus teha järelejõudvaid katseid kohaletoimetamiseks, kuni transportija kukub. Auditi jäljed genereeritakse automaatselt, neid leidub sageli kaablite kanalites ja palkidel [inglise log tähendab nii „palk” kui ka „registreerimisajakiri” / tõlk. märk.].
Uuendus kvaliteedi parandamise tõttu (RFC 2549) lisab mitmeid olulisi üksikasju:
Multicast on the other hand is supported, but requires the implementation of cloning devices. Carriers may get lost if they are positioned on the felled tree. Carriers are distributed across the inheritance tree. On average, the TTL of carriers is 15 years, so their use in searches across the expanding ring is limited.
Ostriches can be seen as alternative carriers, with much greater capabilities for transmitting large amounts of information, but providing slower delivery and requiring bridges between different areas.
Additional information about service quality can be found in .
by Carpenter, describing IPv6 for IPoAC, among other things, mentions potential challenges related to packet routing:
Sarnaste vedajate territooriumil mööda liikudes, ilma võrdsete teabevahetuse lepinguteta, võib see põhjustada marsruudi teravat muutumist, pakettide lõksu jäämist ja valejärjekorras toimetamist. Röövloomade territooriumil liikudes võib see põhjustada pakettide suure kaotuse. Soovitame arvesse võtta neid tegureid marsruuditabelite koostamise algoritmis. Need, kes neid marsruute ellu viivad, peaksid usaldusväärse kohaletoimetamise tagamiseks kaaluma marsruutimist, mis põikab piirkondadest, kus domineerivad kohalikud ja röövloomade vedajad.
On tõendeid, et mõned vedajad kalduvad sööma teisi vedajaid ja edasiveetavat kasulikku koormat. See võib toimida uue meetodina IPv4 paketid tunneldamiseks IPv6 pakettides või vastupidi.
IPoAC standard pakuti välja 1990. aastal, kuid postiljonide sõnumite saatmine kestis palju kauem: fotol on kujutatud postiljoni saatmist Šveitsis, aastatel 1914–1918.
On loogiline oodata, et standardilt, mille kontseptsioon loodi juba 1990. aastal, oli algne formaat andmete edastamiseks IPoAC protokolli kaudu seotud heksakoodide printimisega paberile. Sellest ajast on palju muutunud ja andmemaht, mis mahub määratud füüsilisse ruumi ja kaalu, on tohutult suurenenud, samas kui üksiku tuvi kandevõime on jäänud samaks. Tuvid suudavad kanda kasulikku koormat, mis moodustab märkimisväärse osa nende kehakaalust – keskmine postituvi kaalub umbes 500 grammi ja 20. sajandi alguses suutsid nad kanda 75-grammisi fotograafiaameraid luureks vaenlase territooriumil.
Me rääkisime , Marylandi kirjakureti entusiast, kinnitas ta, et tuvid suudavad kanda endaga hõlpsasti kuni 75 grammi (võib-olla isegi pisut rohkem) „päeva jooksul mistahes kaugusele“. Samuti on nad suutelised lendama märkimisväärsetes kaugustes – postituvide maailmarekord kuulub ühele kartmatule linnule, kes suudab lennata Arrasest Prantsusmaalt oma koju Ho Chi Minh Citysse Vietnamis, läbides teed, mille pikkus on 11 500 km 24 päeva jooksul. Enamik postituvikesi, muidugi, ei ole võimelised nii kaugele lendama. Lesofski sõnul on tüüpiline pikema distantsi pikkus võistlustel umbes 1000 km ning linnud läbivad selle keskmise kiirusena umbes 70 km/h. Lühikestel distantsidel suudavad sprinterid saavutada kiiruseni kuni 177 km/h.
Kokkuvõttes, kui me koormame postiljoni maksimaalse kandevõimega 75 grammi 1 Tb microSD kaartidega, mille igaühe kaal on 250 mg, suudab postiljon kanda 300 Tb andmeid. Ületades teepikkuse San Franciscost New Yorki (4130 km) maksimaalse sprindikiirusel, saavutaks ta andmeedastuskiiruse 12 Tb/tunnis, ehk 28 Gbit/s, mis on mitmekordselt kõrgem kui enamik internetiühendusi. Ameerikas, näiteks, on kõrgeim keskmine allalaadimiskiirus Kansas Citys, kus Google Fiber edastab andmeid kiirusel 127 Mbit/s. Sellisel kiirusel võtaks 300 Tb allalaadimine aega 240 päeva — sel ajal suudaks meie postiljon ringi lennata 25 korda.
Oletame, et see näide ei tundu väga reaalne, kuna see kirjeldab mingit üleloomulikku tuvi, seega langetame natuke tempot. Võtame keskmiseks lennukiirus 70 km/h ja koormame lindu poole maksimaalsest koormast terabaidi mälukaartidega – 37,5 grammi. Isegi kui me seda meetodit võrreldes väga kiire gigabiti ühendusega, tuvi võidab. Tuvi suudab ringi lennata üle poole maakera ajaga, mil meie failide edastamine lõpeb, seega on andmed kiiremini saatmiseks tuvi abil sõna otseses mõttes igasse maailma punkti, kui kasutada internetti nende edastamiseks.
Muidugi, see on puhta läbilaskevõime võrdlus. Me ei arvesta aega ja vaeva, mis kulub andmete kopeerimisele microSD-kaartidele, nende saatmisele tuvidega ja andmete lugemisele, kui linnud jõuavad sihtpunkti. Viivitused on ilmselgelt suured, seega oleks midagi muud, kui ühesuunaline edastus, praktiline. Suurim piirang on see, et postituvi lendab ainult ühes suunas ja ühte sihtkohta, seega ei saa te valida andmete saatmise sihtkohta ning peate tuvid viima sinna, kust kavatsete neid saata, mis piirab nende praktilist kasutust.
Siiski jääb faktiks, et isegi realistlike hinnangute korral tuvide kasuliku koormuse ja kiirusest ning internetiühenduse osas on puhta läbilaskevõime ületamine keeruline.
Kuna mõelda sellele, et andmete edastamist tuvidega on testitud reaalses maailmas ja nad on sellega üsna hästi hakkama saanud. Bergen Linuxi kasutajate grupp Norras 2001. aastal , edastades iga tuvi kohta ühe pingiga 5 km kaugusele:
Ping saadeti umbes kell 12:15. Otsustasime saata pakette 7,5-minutiliste intervallidega, mis ideaaljuhul oleks pidanud tähendama, et paar paketti jääb vastuseta. Kuid asi ei läinud täpselt nii. Meie naaberosa kohal lendas väike rühm tuvi. Meie tuvid ei tahtnud otse koju lennata; nad soovisid esmalt teistega lendama minna. Ja kes võiks neid selles süüdistada, arvestades, et päike paistis esmakordselt pärast paari pilvist päeva?
Kuid nende instinktid võitsid, ja me nägime, kuidas, pärast umbes tunni möödumist, üks tuvi eraldus grupist ja suundus õiges suunas. Me rõõmustasime. Ja need olid tõepoolest meie tuvid, kuna varsti pärast seda saime teise punkti raporti, et tuvi maandus katusele.
Lõpuks saabus esimene tuvi. Andmepakett eemaldati ettevaatlikult tema jalast, avati ja skanniti. Pärast käsi-ülevaatust OCR-i ja mõned vead parandades, aktsepteeriti pakett kehtivana ja meie rõõm jätkus.
Tõeliselt suurte andmehulkade jaoks (nii suured, et vajalik arv tuvisid on keeruline hallata) tuleb endiselt kasutada füüsilisi liikuvusmeetodeid. Amazon pakub teenust – 45-jalane transpordikonteiner veoautol. Üks Snowmobile suudab transportida kuni 100 PB (100 000 TB) andmeid. See ei liigu nii kiiresti kui vastav paarisaja tuvi rühm, kuid töö käimine on lihtsam.
Tundub, et enamik inimesi on rahul äärmiselt aeglase allalaadimisega ja neid ei huvita oma tuvide investeerimine. See nõuab tõepoolest palju vaeva, ütleb Drew Lesofski, ja isegi tuvid ei käitu nagu andmepaketid.
GPS-tehnoloogia toetab üha enam tuvide võistlemise armastajaid, andes meile parima ülevaate, kuidas meie tuvid lendavad ja miks mõned lendavad kiiremini kui teised. Kahe punkti vaheline lühim tee on sirge, kuid tuvid lendavad harva sirgjooneliselt. Nad joonistavad sageli siksakilisi teid, liikudes ligikaudu õiges suunas ja seejärel kohandades oma kurssi, et jõuda sihtkohta. Mõned neist on füüsiliselt tugevamad ja lendavad kiiremini, kuid tuvi, kes oskab paremini orienteerida, kes ei ole terviseprobleemidega ja on füüsiliselt treenitud, võib edestada kiiresti lendavat tuvi, kellel on halb kompass.
Lesofski usaldab tuvi andmeedastajana piisavalt: "Ma saadaksin teavet oma tuvidega üsna kindlalt," ütleb ta, samal ajal pidades silmas vigade vähendamist. "Ma lastaksin välja vähemalt kolm korraga, et tagada, et isegi kui ühe kompass on halb, on kahe teise oma parem, ja lõpuks kõigi kolme kiirus on kõrgem."
IPoAC-i rakendamise probleemid ja kiirete (ja sageli traadita) võrkude usaldusväärsuse suurendamine tähendab, et suurem osa teenustest, mis sõltusid tuvidest (ja neid oli palju), on viimase paarikümne aasta jooksul ülemineku teel traditsioonilisematele andmeside meetoditele.
Kuid kõigi selleks vajalike ettevalmistuste tõttu, mis on vajalikud tuvidega andmeside süsteemi rajamiseks, võivad võrreldavad alternatiivid (nt fikseeritud tiibadega droonid) saada elujõulisemaks. Sellegipoolest on tuvidel endiselt mõned eelised: need skaleeruvad hästi, töötavad odavalt, on usaldusväärsemad, neis on väga keeruline takistuste vältimise süsteem nii tarkvara kui ka riistvara tasandil ning nad oskavad ise enda laadimist.
Kuidas see kõik mõjutab IPoAC standardi tulevikku? Standard on olemas, see on kõigile kätte saadav, kuigi veidi absurdne. Küsisime Brian Carpenterilt, kas ta plaanib standardile uusi uuendusi, ning ta rääkis, et mõtleb sellele, kas tuvid suudaksid edastada kubite. Kuid isegi kui IPoAC on oma andmeedastuse vajaduste jaoks natuke keeruline (ja natuke tobe), jäävad igasugused erivõrgud lähitulevikus vajalikuks, kuna meie võime genereerida tohutul hulgal andmeid kasvab kiiremini kui meie võime neid edastada.
Aitäh kasutajale AyrA_ch, et ta juhtis oma kaudu teabe poole, ja mugava , mis aitab välja arvutada, kui palju tuvid tõeliselt ületavad teisi andmeedastuse meetodeid.
Allikas: habr.com
