A carrier pigeon loaded with microSD cards can transmit large amounts of data faster and cheaper than nearly any other method.
Note: Although the original article appeared on the IEEE Spectrum website on April 1, all the facts mentioned are quite reliable.
In February the release of the world's first microSD flash card with a capacity of 1 terabyte. Like other cards of this format, it is tiny, measuring only 15 x 11 x 1 mm and weighing 250 mg. It can hold an incredible amount of data in a very small physical space, and it can be purchased for $550. To give you an idea, the first 512 GB microSD cards appeared just a year prior, in February 2018.
We have become so accustomed to the speed of progress in computing that these increases in storage density largely go unnoticed, often receiving only a press release and a couple of blog posts. What is more interesting (and likely to have more serious implications) is how much faster our abilities to generate and store data are growing compared to our capacity to transmit it over networks available to most people.
This issue is not new, and for several decades various kinds of ‘sneakernet’ have been used to physically transport data from one place to another—by foot, by mail, or through more exotic means. One method of data transmission that has been actively used for the last thousand years is carrier pigeons, capable of traveling hundreds or even thousands of kilometers while returning home, employing navigation techniques that remain precisely unexplored. It turns out that in terms of bandwidth (the amount of data transmitted over a given distance in a specific time), the pigeon-based ‘sneakernet’ remains more effective than typical networks.
From the ‘IP Datagram Transfer Standard via Air Carriers’
On April 1, 1990, David Weissman proposed a Request for Comment (RFC) titled ‘Most már IPoAC-ként ismert. Az RFC 1149 az 'IP-datagramok légi szállítókba történő kapszulázásának kísérleti módszerét' írja le, és már több frissítést is kaptott a szolgáltatás minősége, valamint az IPv6-ra való átállás kapcsán (melyeket 1999. április 1-én és 2011. április 1-jén tettek közzé).
Az RFC átküldése Bolondok Napján – hagyomány, amely 1978-ban kezdődött a RFC 748-sal, amely felvetette, hogy a telnet-szerverre küldött IAC DONT RANDOMLY-LOSE parancs után a szerver ne veszítsen el általában véletlenszerűen adatokat. Eléggé értelmes ötlet, nem? Ez egyike azoknak a tulajdonságoknak, amelyek a húsvéti RFC-kről szólnak, magyarázza , aki 1985-től 1996-ig vezette a CERN hálózati munkacsoportját, 2005-től 2007-ig elnökölte az IETF-et, és most Új-Zélandon él. "Technikailag megvalósíthatónak kell lennie (tehát nem sértheti a fizika törvényeit), és legalább egy oldalt el kell olvasni, mielőtt rájönne, hogy ez vicc - mondja. – És természetesen abszurdnak kell lennie."
Carpenter, kollégájával, Bob Hindennel együtt, maguk is írtak húsvéti RFC-ket, amelyekben leírták , 2011-ben. És még két évtizeddel a megjelenése után is, az IPoAC még mindig jól ismert. "Mindenki tud a légi szállítókról - mondta nekünk Carpenter. - Egyszer Bobbal egy IETF találkozón beszélgettünk az IPv6 elterjedéséről, és az ötlet, hogy hozzáadjuk az IPoAC-hoz, természetesen merült fel."
, amely eredetileg meghatározta az IPoAC-t, számos előnyét írja le az új szabványnak:
Számos különböző szolgáltatás nyújtható a kakukktojásek prioritásának alkalmazásával. Továbbá, beépített féregfelismerés és eltávolítás is elérhető. Mivel az IP nem garantálja a csomagok 100%-os kézbesítését, a szállító elvesztése elfogadható. Idővel a szállítók önállóan helyreállnak. A széleskörű adás nem definiált, és a vihar adatvesztést okozhat. Lehetőség van a kézbesítési kísérletek folytatására, amíg a szállító le nem omlik. Az auditnyomok automatikusan generálódnak, és gyakran megtalálhatóak a kábelcsatornákban és a rönkökön [az angol log jelentése 'rönk' és 'napló' / ford. megj.].
A minőségjavítás érdekében tett frissítés (RFC 2549) néhány fontos részletet ad hozzá:
A multicast is supported but requires the implementation of a cloning device. Carriers can get lost if they are located on a cut tree. Carriers are distributed across the inheritance tree. On average, the TTL of carriers is 15 years, so their use in searches through the expanding ring is limited.
Ostriches can be seen as alternative carriers with much greater capabilities for transmitting large volumes of information, but they provide slower delivery and require bridges between different areas.
Additional discussions on service quality can be found in .
by Carpenter, which describes IPv6 for IPoAC and mentions potential difficulties related to packet routing:
The passage of carriers through the territory of similar carriers, without establishing agreements for equitable information exchange, can lead to abrupt route changes, packet looping, and out-of-order delivery. The passage of carriers through predator territory can lead to significant packet loss. These factors should be considered in the routing table generation algorithm. Those implementing these routes should consider policy-based routing to ensure reliable delivery while avoiding areas dominated by local and predatory carriers.
There is evidence that some carriers tend to consume other carriers and subsequently transport the consumed payload. This may serve as a new method for tunneling IPv4 packets within IPv6 packets, or vice versa.
The IPoAC standard was proposed in 1990, but messages with carrier pigeons took much longer to send: the photo shows a carrier pigeon being sent in Switzerland, between 1914 and 1918.
Logikus várni, hogy egy olyan szabvány esetében, amelynek koncepcióját már 1990-ben kidolgozták, az IPoAC protokollon keresztüli adatátvitel eredeti formátuma a hexadecimális karakterek papírra nyomtatásához kapcsolódott. Azóta sok minden megváltozott, és az a mennyiségű adat, amely a megadott fizikai térfogatba és súlyba belefér, hihetetlenül megnövekedett, miközben a különálló galambok hasznos terhe ugyanaz maradt. A galambok képesek jelentős súlyú terheket szállítani, amelyek a testtömegük jelentős arányát teszik ki – egy átlagos postagalamb körülbelül 500 g súlyú, és a 20. század elején 75 grammos fényképezőgépeket tudtak cipelni a támadó területek feltérképezésére.
Beszélgettünk , a marylandi galambverseny-rajongóval, aki megerősítette, hogy a galambok könnyedén szállíthatnak 75 grammot (esetleg még kicsit többet) „bármilyen távolságra egy nap alatt”. Ezen kívül az általuk megtett távolság is jelentős lehet – a világcsúcsot egy bátran repülő galamb tartja, amely képes volt elrepülni Arrasból, Franciaországból Ho Si Minh-városba, Vietnámba, és 11 500 km-t tett meg 24 nap alatt. A legtöbb postagalamb természetesen nem képes ilyen távolságokat repülni. Lesofsky szerint a versenytávok átlagos hosszúsága körülbelül 1000 km, és a madarak körülbelül 70 km/h sebességgel repülnek. Rövidebb távolságokon a sprinterek akár 177 km/h sebességet is elérhetnek.
Ha mindezt összeadjuk, kiszámíthatjuk, hogy ha egy postagalambot a maximális teherbírásáig, 75 grammig terhelünk 1 TB-os microSD kártyákkal, amelyek mindegyike 250 mg súlyú, akkor a galamb 300 TB adatot tudna szállítani. Ha a galamb a maximális sprinter sebességgel San Franciscóból New Yorkba (4130 km) repülne, az adatátviteli sebessége 12 TB/óra vagy 28 Gbit/s lenne, ami több nagyságrenddel magasabb, mint a legtöbb internetkapcsolat. Például az Egyesült Államokban a leggyorsabb átlagos letöltési sebességet Kansas Cityben tapasztalják, ahol a Google Fiber segítségével az adatok 127 Mbit/s sebességgel kerülnek átvitelre. Ilyen sebességgel 300 TB letöltése 240 napot venne igénybe – ugyanennyi idő alatt a mi galambunk 25 alkalommal körberepülhetné a Földet.
Tegyük fel, hogy ez a példa nem tűnik túl valóságosnak, mivel egy szupergalambot ír le, ezért vegyünk lejjebb a tempóból. Vegyünk egy átlagos repülési sebességet 70 km/h-ra, és terheljük meg a madarat a maximális teher fele, azaz 37,5 gramm távközlési kártyával. És továbbra is, ha összehasonlítjuk ezt a módszert egy nagyon gyors gigabites kapcsolattal, a galamb nyer. A galamb képes lenne megkerülni a világ legtöbb részét, amíg a fájlátvitel befejeződik, így a data elküldése galambon sokkal gyorsabb bármilyen pontjára a világnak, mint az internet használata.
Természetesen ez egy tiszta sávszélesség összehasonlítás. Nem számoljuk a microSD-kártyákra való adatok másolásának, a galambra történő felrakásának és az adatok beérkezése utáni olvasásának idejét és erőfeszítéseit. A késések nyilvánvalóan magasak, így valami más, mint az egyirányú átvitel, nem lesz praktikus. A legnagyobb korlát az, hogy a postagalamb csak egy irányba repül és egy célpontot ér el, ezért nem tudja kiválasztani az adatküldés célját, illetve galambokat kell szállítania oda, ahonnan el kívánja indítani őket, ami szintén korlátozza a gyakorlati hasznosságukat.
Azonban a tény tény marad – még a galamb hasznos terhelésének és sebességének, valamint az internetkapcsolat realisztikus értékeléseivel is nehéz felülmúlni a galamb tiszta sávszélességét.
Figyelembe véve mindezt, érdemes megemlíteni, hogy a galambokkal történő adatátvitelt a valós világban tesztelték, és jól teljesítettek. A Bergen Linux csoport Norvégiában 2001-ben , egy pinget küldve minden galambbal 5 km távolságra:
A ping körülbelül 12:15-kor indult. Elhatároztuk, hogy 7,5 perc szünetet tartunk a csomagok között, ami ideálisan azt eredményezhette volna, hogy pár csomag válasz nélkül marad. Azonban nem minden ment így. A szomszédunk felett egy galambcsapat repült. A galambjaink nem akartak közvetlenül hazarepülni, először a többi galambbal akartak keringeni. Ki tudja őket emiatt hibáztatni, figyelembe véve, hogy a nap először jelent meg néhány borongós nap után?
De azonban az ösztöneik győztek, és láttuk, ahogy egy óra szórakozás után egy pár galamb eltávolodott a csapattól, és a helyes irányba indultak. Örültünk. És valóban a mi galambjaink voltak, mivel nem sokkal ezután egy másik pontból érkezett a jelentés, hogy egy galamb leszállt a tetőre.
Végre megérkezett az első galamb. Az adatcsomagot gondosan levették a lábáról, kibontották és beolvasták. A kézi OCR ellenőrzés és néhány hiba javítása után a csomagot érvényesnek nyilvánították, és az örömünk folytatódott.
Nagyon nagy adatmennyiségek esetén (amikor a szükséges galambok száma nehezen kezelhetővé válik) továbbra is fizikális adatmozgatási módszereket kell alkalmazni. Az Amazon szolgáltatást kínál – egy 45 láb hosszú szállítókonténer teherautón. Egy Snowmobile akár 100 PB (100 000 TB) adatot is szállíthat. Nem fog olyan gyorsan mozogni, mint néhány száz galambból álló megfelelő csapat, de vele könnyebb lesz dolgozni.
Úgy tűnik, hogy az emberek többségét meglehetősen lassú feltöltés elégíti ki, és kevésbé érdekli a saját postagalambjaikba való befektetés. Ez valóban sok munkát igényel, mondja Drew Lesofsky, ráadásul a galambok általában nem úgy viselkednek, mint az adatcsomagok:
A GPS technológia egyre inkább segíti a galambversenyek szerelmeseit, és jobban megértjük, hogyan repülnek a galambjaink, és miért repülnek egyesek gyorsabban, mint mások. A két pont közötti legrövidebb vonal egyenes, de a galambok ritkán repülnek egyenesen. Gyakran cikcakkban repülnek, körülbelül a megfelelő irányba, majd a célhoz közeledve korrigálják az irányt. Néhányuk fizikailag erősebb, és gyorsabban repül, de a galamb, aki jobban tájékozódik, egészséges, és fizikailag edzett, megelőzheti a gyorsan repülő galambot, amelynek rossz a tájékozódási képessége.
Lesofsky eléggé megbízik a galambokban, mint adatátvivők: „Biztosan küldeném az információt a galambjaimmal” – mondja, miközben az adatok hibajavítására is ügyel. „Legalább három galambot indítanék egyszerre, hogy biztosítsam, hogy még ha az egyiknek rossz a tájékozódása is, a másik kettőnek jobb legyen, és végül mindhárom sebessége magasabb legyen.”
Az IPoAC lebonyolításának problémái és a megbízhatóság növelése, különösen a gyors (és gyakran vezeték nélküli) hálózatok esetében azt jelenti, hogy az utóbbi néhány évtizedben a galambokra támaszkodó szolgáltatások (pedig volt belőlük bőven) nagy része áttért a hagyományosabb adatátviteli módszerekre.
De minden előkészület, ami szükséges a galambokra alapozott adatátviteli rendszer kiépítéséhez, összehasonlítva a hasonló alternatívákkal (mint például a rögzárnyú drónok) életképesebbé teheti azokat. Azonban a galamboknak még mindig vannak bizonyos előnyeik: jól méretezhetők, olcsón működnek, megbízhatóbbak, bonyolult akadálykerülő rendszereik vannak, mind szoftver, mind hardver szinten, és képesek önállóan újratölteni magukat.
Hogyan fogja mindez befolyásolni az IPoAC jövőbeli standardját? A szabvány létezik, és mindenki számára elérhető, bár kicsit abszurd. Megkérdeztük Brian Carpentert, hogy készül-e újabb frissítésekre a szabványhoz, és elmondta, hogy azon gondolkodik, vajon a galambok képesek lennének-e qubitokat szállítani. De még ha az IPoAC kissé bonyolult is (és kicsit bolondos) az ön adatátviteli igényeihez, a nem szabványos kapcsolati hálózatok továbbra is szükségesek lesznek a közeljövőben, míg a képességünk az óriási mennyiségű adatok generálására gyorsabban nő, mint a továbbításukra való képességünk.
Köszönet AyrA_ch felhasználónak, hogy tájékoztatott információkról a , és a praktikus , ami segít kiszámítani, mennyire is előzik meg a galambok a többi adatátviteli módszert.
Forrás: habr.com
