Un pigeon voyageur transportant des cartes microSD peut transmettre de grandes quantités de données plus rapidement et moins cher que pratiquement n'importe quelle autre méthode.
Note du traducteur : bien que l'original de cet article soit paru sur le site IEEE Spectrum le 1er avril, tous les faits qui y sont mentionnés sont tout à fait vérifiables.
En février le lancement de la première carte mémoire microSD au monde d'une capacité de 1 téraoctet. Elle, comme d'autres cartes de ce format, est minuscule, mesurant seulement 15 x 11 x 1 mm, et pèse 250 mg. Elle peut contenir une quantité incroyable de données dans un espace physique très réduit, et elle est vendue au prix de 550 $. Pour que vous compreniez, les premières cartes microSD de 512 Go sont apparues seulement un an auparavant, en février 2018.
Nous nous sommes tellement habitués à la vitesse d'évolution de la technologie informatique que ces augmentations de densité de stockage passent pratiquement inaperçues et ne reçoivent parfois qu'un communiqué de presse et quelques articles de blog. Ce qui est plus intéressant (et probablement conduira à des conséquences plus sérieuses), c'est à quelle vitesse nos capacités à générer et stocker des données augmentent par rapport à nos possibilités de les transmettre via des réseaux accessibles à la plupart des gens.
Ce problème n'est pas nouveau, et depuis plusieurs décennies, des « réseaux astucieux » de divers types ont été utilisés pour transporter physiquement des données d'un endroit à un autre – à pied, par voie postale ou par des méthodes plus exotiques. Un des moyens de transmission de données, utilisé activement au cours des mille dernières années, est le pigeon voyageur, capable de parcourir des centaines ou même des milliers de kilomètres pour retourner chez lui, en utilisant des techniques de navigation dont la nature n'est pas encore entièrement comprise. Il s'avère qu'en termes de bande passante (la quantité de données transmises sur une certaine distance dans un certain temps), le « pigeonnet » basé sur les pigeons reste plus efficace que les réseaux typiques.
Du « standard de transmission des datagrammes IP par transporteurs aériens »
Le 1er avril 1990, David Weitzman a proposé Request for Comment (RFC) intitulé ««connue désormais sous le nom d'IPoAC. La RFC 1149 décrit « un moyen expérimental d'encapsulation des datagrammes IP dans des transporteurs aériens » et a déjà eu plusieurs mises à jour concernant la qualité de service ainsi que la transition vers IPv6 (publiées le 1er avril 1999 et le 1er avril 2011 respectivement).
L'envoi de RFC le jour du poisson d'avril est une tradition qui a commencé en 1978 avec la RFC 748, qui proposait que lors de l'envoi au serveur Telnet de la commande IAC DONT RANDOMLY-LOSE, le serveur cesse de perdre des données de manière aléatoire. Plutôt une bonne idée, non ? Et c'est l'une des caractéristiques des RFC du premier avril, explique , qui a dirigé le groupe de travail sur les réseaux au CERN de 1985 à 1996, ayant présidé l'IETF de 2005 à 2007, et vivant maintenant en Nouvelle-Zélande. « Cela doit être techniquement réalisable (c'est-à-dire que cela ne doit pas enfreindre les lois de la physique), et vous devez lire au moins une page avant de comprendre que c'est une blague, dit-il. - Et bien sûr, cela doit être absurde. »
Carpenter, avec son collègue Bob Hinden, a également écrit des RFC du premier avril, où ils décrivaient , en 2011. Et même deux décennies après son apparition, IPoAC est encore bien connu. « Tout le monde connaît les transporteurs aériens, a déclaré Carpenter. - Un jour, Bob et moi avons discuté lors d'une réunion de l'IETF sur la diffusion d'IPv6, et l'idée de l'ajouter à IPoAC est naturellement apparue. »
, qui définissait à l'origine IPoAC, décrit de nombreux avantages de la nouvelle norme :
De nombreux services différents peuvent être fournis grâce à la priorisation des coups. De plus, il existe une reconnaissance intégrée et une destruction des vers. Puisque l'IP ne garantit pas une livraison de paquets à 100 %, la perte du transporteur peut être acceptée. Au fil du temps, les transporteurs se rétablissent d'eux-mêmes. Le broadcasting n'est pas défini et les tempêtes peuvent entraîner une perte de données. Il est possible de faire des tentatives de livraison persistantes, jusqu'à la chute du transporteur. Des traces de vérification sont générées automatiquement, et elles peuvent souvent être trouvées dans des conduits de câbles et sur des bûches [en anglais, log signifie à la fois « bûche » et « journal » / note du trad.].
La mise à jour concernant l'amélioration de la qualité (RFC 2549) ajoute plusieurs détails importants :
Le multicast est supporté, mais nécessite la mise en œuvre d'un dispositif de clonage. Les transporteurs peuvent se perdre s'ils sont situés sur un arbre à couper. Les transporteurs sont répartis selon un arbre d'héritage. En moyenne, le TTL des transporteurs est de 15 ans, ce qui limite leur utilisation dans les recherches au sein de l'anneau en expansion.
Les autruches peuvent être considérées comme des transporteurs alternatifs, offrant des capacités beaucoup plus importantes pour le transfert de grandes quantités d'informations, mais assurant une livraison plus lente et nécessitant des ponts entre différentes zones.
Vous pouvez consulter la qualité du service dans le .
de Carpenter, qui décrit IPv6 pour IPoAC, mentionne entre autres les complications potentielles liées au routage des paquets :
Le passage des transporteurs sur le territoire de transporteurs similaires, sans établir d'accords d'échange d'informations équitables, peut entraîner un changement brusque de route, une boucle de paquets et une livraison désordonnée. Le passage des transporteurs sur le territoire de prédateurs peut entraîner une perte significative de paquets. Il est recommandé de prendre en compte ces facteurs dans l'algorithme de création des tables de routage. Celui qui mettra en œuvre ces routes, afin de garantir une livraison fiable, devrait envisager un routage basé sur des politiques contournant les zones dominées par des transporteurs locaux et prédateurs.
Il existe des preuves que certains transporteurs ont tendance à dévorer d'autres transporteurs et à transporter la charge utile mangée. Cela pourrait servir de nouvelle méthode pour effectuer le tunneling des paquets IPv4 à l'intérieur de paquets IPv6, ou vice versa.
La norme IPoAC a été proposée en 1990, mais les messages avec des pigeons voyageurs prenaient beaucoup plus de temps à être envoyés : la photo montre l'envoi d'un pigeon voyageur en Suisse, entre 1914 et 1918.
Il est logique d'attendre d'une norme dont le concept a été inventé en 1990 que le format original pour le transfert de données via le protocole IPoAC était lié à l'impression de caractères hexadécimaux sur papier. Depuis, beaucoup de choses ont changé, et le volume de données pouvant être contenu dans un espace physique et un poids donnés a incroyablement augmenté, alors que la capacité de charge d'un pigeon est restée la même. Les pigeons peuvent transporter une charge utile représentant un pourcentage significatif de leur poids corporel - un pigeon voyageur moyen pèse environ 500 g, et au début du XXe siècle, ils pouvaient transporter des caméras de reconnaissance de 75 grammes sur le territoire ennemi.
Nous avons parlé à , amateur de courses de pigeons du Maryland, qui a confirmé que les pigeons peuvent facilement porter jusqu'à 75 grammes (voire un peu plus) « tout au long de la journée sur n'importe quelle distance ». En outre, ils peuvent voler sur de longues distances - le record du monde pour un pigeon voyageur appartient à un oiseau intrépide, qui a réussi à voler d'Arras en France jusqu'à Ho Chi Minh au Vietnam, parcourant ainsi 11 500 km en 24 jours. La plupart des pigeons voyageurs ne sont bien sûr pas capables de voler aussi loin. Selon Lesofski, la distance typique d'une course prolongée est d'environ 1000 km, avec une vitesse moyenne d'environ 70 km/h. Sur des distances plus courtes, les sprinteurs peuvent atteindre des vitesses allant jusqu'à 177 km/h.
En mettant tout cela ensemble, on peut calculer que si nous chargeons un pigeon voyageur à sa capacité maximale de 75 grammes avec des cartes microSD de 1 To, chaque carte pesant 250 mg, le pigeon pourra porter 300 To de données. En parcourant la distance de San Francisco à New York (4130 km) à sa vitesse maximale de sprinteur, il atteindrait une vitesse de transfert de données de 12 To/heure, ou 28 Gbit/s, ce qui est plusieurs ordres de grandeur au-dessus de la plupart des connexions Internet. Aux États-Unis, par exemple, la vitesse de téléchargement moyenne la plus rapide se trouve à Kansas City, où, avec Google Fiber, les données sont transférées à une vitesse de 127 Mbit/s. À cette vitesse, le téléchargement de 300 To prendrait 240 jours - et pendant ce temps, notre pigeon aurait réussi à faire le tour du monde 25 fois.
Supposons que cet exemple ne semble pas très réaliste, car il décrit un pigeon extraordinaire, alors réduisons un peu les ambitions. Prenons une vitesse de vol plus moyenne de 70 km/h, et chargeons l'oiseau avec la moitié de la charge maximale en cartes mémoire de téraoctets – soit 37,5 grammes. Et pourtant, même si nous comparons cette méthode avec une connexion gigabit très rapide, le pigeon l'emporte. Le pigeon pourra faire le tour de la moitié du globe terrestre pendant que notre transfert de fichiers sera terminé, ce qui implique qu'il sera littéralement plus rapide d'envoyer des données par pigeon vers n'importe quel point de la planète que d'utiliser Internet pour les transférer.
Naturellement, cette comparaison concerne la bande passante brute. Nous ne tenons pas compte du temps et des efforts nécessaires pour copier des données sur des cartes microSD, les charger sur le pigeon et lire les données à l'arrivée de l'oiseau à destination. Les latences sont évidemment élevées, donc tout autre chose qu'un transfert unidirectionnel serait peu pratique. La plus grande limitation est que le pigeon ne vole que dans une seule direction et vers un seul point de destination, ce qui signifie que vous ne pouvez pas choisir la cible d'envoi des données, et vous devrez également transporter les pigeons depuis l'endroit d'où vous prévoyez de les expédier, ce qui limite également leur utilité pratique.
Cependant, le fait est qu'en dépit des estimations réalistes de la charge utile et de la vitesse du pigeon, ainsi que de la connexion Internet, la bande passante brute du pigeon est difficile à surpasser.
En tenant compte de tout cela, il convient de mentionner que le transfert de données par pigeons a été testé dans le monde réel, et ils ont réussi plutôt bien. Un groupe d'utilisateurs de Bergen Linux en Norvège en 2001 , envoyant un ping avec chaque pigeon sur une distance de 5 km :
Le ping a été envoyé vers 12h15. Nous avons décidé de faire un intervalle de 7,5 minutes entre les paquets, ce qui devait idéalement mener à ce qu'une paire de paquets ne reçoive pas de réponse. Cependant, cela ne s'est pas tout à fait passé comme prévu. Un vol de pigeons survolait notre voisinage. Et nos pigeons n'ont pas voulu voler directement chez eux, ils ont d'abord voulu batifoler avec d'autres pigeons. Et qui pourrait les en blâmer, sachant que le soleil est sorti pour la première fois après quelques jours nuageux ?
Cependant, leurs instincts ont pris le dessus et nous avons vu, après avoir joué pendant environ une heure, un couple de pigeons se détacher de la meute et se diriger dans la bonne direction. Nous avons jubillé. Et c'étaient bel et bien nos pigeons, car peu de temps après, nous avons reçu un rapport d'un autre point indiquant qu'un pigeon s'était posé sur le toit.
Enfin, le premier pigeon est arrivé. Le paquet de données a été soigneusement retiré de sa patte, déballé et scanné. Après une vérification manuelle de l'OCR et la correction de quelques erreurs, le paquet a été accepté comme valide, et notre joie a continué.
Pour des volumes de données réellement importants (au point qu'il devient difficile d'assurer le nombre nécessaire de pigeons), il est encore nécessaire d'utiliser des méthodes de transport physiques. Amazon propose un service – un conteneur de transport de 45 pieds sur camion. Un Snowmobile peut transporter jusqu'à 100 Po (100 000 To) de données. Il ne se déplacera pas aussi vite qu'un groupe équivalent de plusieurs centaines de pigeons, mais il sera plus facile à travailler.
Apparemment, la plupart des gens sont satisfaits d'un téléchargement extrêmement lent, et peu s'intéressent à investir dans leurs propres pigeons. Cela demande vraiment beaucoup de travail, dit Drew Lesofski, et les pigeons ne se comportent généralement pas comme des paquets de données :
La technologie GPS aide de plus en plus les amateurs de courses de pigeons, et nous avons une meilleure compréhension de comment nos pigeons volent, et pourquoi certains volent plus vite que d'autres. La ligne la plus courte entre deux points est une droite, mais les pigeons volent rarement en ligne droite. Ils font souvent des zigzags, volant à peu près dans la bonne direction avant de corriger leur cap en approchant du point de destination. Certains d'entre eux sont physiquement plus forts et volent plus vite, mais un pigeon qui s'oriente mieux, qui est en bonne santé et physiquement entraîné, peut dépasser un pigeon qui vole vite mais qui a une mauvaise boussole.
Lesofski a suffisamment confiance dans les pigeons en tant que transporteurs de données : « Je serais tout à fait à l'aise d'envoyer des informations avec mes pigeons », dit-il, tout en s'assurant de corriger les erreurs. « Je relâcherais au moins trois en même temps, pour garantir que même si l'un d'eux a une mauvaise boussole, les deux autres auront un meilleur cours, et en fin de compte, la vitesse des trois sera plus élevée. »
Les problèmes de mise en œuvre de l'IPoAC et l'augmentation de la fiabilité de réseaux rapides (et souvent sans fil) signifient qu'une grande partie des services qui dépendaient des pigeons (et ils étaient nombreux) ont, au cours des dernières décennies, changé pour des méthodes de transmission de données plus traditionnelles.
Cependant, en raison de tous les préparatifs nécessaires pour établir un système de transmission de données avec des pigeons, des alternatives comparables (comme des drones à voilure fixe) peuvent devenir plus viables. Néanmoins, les pigeons conservent encore certains avantages : leur capacité à bien se scalabiliser, leur coût très faible, leur fiabilité, ainsi que leur système complexe d'évitement d'obstacles à la fois au niveau logiciel et matériel, et leur capacité à se recharger eux-mêmes.
Comment tout cela pourrait-il influencer l'avenir de la norme IPoAC ? La norme existe, elle est accessible à tous, même si elle est un peu absurde. Nous avons demandé à Brian Carpenter s'il préparait une nouvelle mise à jour de la norme et il a mentionné qu'il réfléchissait à la possibilité que les pigeons puissent transporter des qubits. Mais même si l'IPoAC est un peu complexe (et un peu ridicule) pour vos besoins de transmission de données, divers réseaux de communication non standards resteront nécessaires à l'avenir proche, tandis que notre capacité à générer d'énormes quantités de données continue de croître plus rapidement que notre capacité à les transmettre.
Merci à l'utilisateur AyrA_ch pour avoir partagé cette information dans son , et pour le pratique , qui aide à calculer à quel point les pigeons dépassent réellement d'autres méthodes de transmission de données.
Source : habr.com
