Il piccione viaggiatore carico di schede microSD è in grado di trasmettere grandi volumi di dati più velocemente e a un costo inferiore rispetto a praticamente qualsiasi altro metodo.
Nota del traduttore: sebbene l'originale di questo articolo sia apparso su IEEE Spectrum il 1° aprile, tutti i fatti qui elencati sono del tutto attendibili.
A febbraio il lancio della prima scheda flash al mondo in formato microSD da 1 terabyte. Essa, come le altre schede di questo formato, è minuscola, con dimensioni di soli 15 x 11 x 1 mm, e pesa 250 mg. Può contenere un'incredibile quantità di dati in uno spazio fisico molto ridotto, e può essere acquistata per 550 $. Per darvi un'idea, le prime schede microSD da 512 GB sono state introdotte solo un anno fa, a febbraio 2018.
Ci siamo così abituati alla velocità del progresso nel settore dell'informatica, che questi aumenti nella densità di archiviazione rimangono praticamente inosservati e talvolta meritano solo un comunicato stampa e un paio di articoli sui blog. Ciò che è più interessante (e probabilmente porterà a conseguenze più serie) è quanto più rapidamente crescano le nostre capacità di generare e conservare dati rispetto alle nostre possibilità di trasmetterli attraverso reti accessibili alla maggior parte delle persone.
Questo problema non è nuovo, e da diversi decenni sono stati utilizzati vari tipi di "hive-net" per il trasporto fisico dei dati da un luogo all'altro – a piedi, per posta o con metodi più esotici. Uno dei metodi di trasmissione dei dati utilizzato attivamente negli ultimi mille anni è stato il piccione viaggiatore, capace di percorrere centinaia o addirittura migliaia di chilometri, tornare a casa e utilizzare tecniche di navigazione la cui natura non è ancora stata studiata accuratamente. Si scopre che in termini di larghezza di banda (quantità di dati trasmessi su una determinata distanza in un certo periodo di tempo), il "pigeon-net" rimane più efficiente rispetto alle reti tipiche.
Dallo "standard di trasmissione IP dei datagrammi tramite vettori aerei"
Il 1° aprile 1990, David Weitzman propose una Request for Comment (RFC) intitolata "«, ora conosciuto come IPoAC. RFC 1149 descrive un «metodo sperimentale di incapsulamento dei datagrammi IP in vettori aerei», ed ha già avuto diverse aggiornamenti riguardanti sia la qualità del servizio che la transizione a IPv6 (pubblicati il 1° aprile 1999 e il 1° aprile 2011 rispettivamente).
L'invio di RFC nel Giorno del Pesce d'Aprile è una tradizione che risale al 1978 con l'RFC 748, nel quale si proponeva che dopo l'invio al server telnet del comando IAC DONT RANDOMLY-LOSE, il server smettesse di perdere dati in modo casuale. È un'idea piuttosto sensata, non credi? Ed è una delle caratteristiche degli RFC del primo aprile, chiarisce , che ha guidato il gruppo di lavoro sulle reti al CERN dal 1985 al 1996, e ha presieduto l'IETF dal 2005 al 2007, ora vivendo in Nuova Zelanda. «Deve essere tecnicamente realizzabile (cioè, non deve violare le leggi della fisica), e devi leggere almeno una pagina prima di capire che è uno scherzo», dice. «E, ovviamente, deve essere assurdo».
Carpenter, insieme al suo collega Bob Hinden, ha anche scritto RFC per il primo aprile, nei quali descrivevano , nel 2011. E anche dopo due decenni dalla sua introduzione, IPoAC è ancora ben noto. «Tutti conoscono i vettori aerei», ci ha detto Carpenter. «Una volta, io e Bob stavamo discutendo a una riunione dell'IETF sulla diffusione di IPv6, ed è emersa in modo piuttosto naturale l'idea di aggiungerlo a IPoAC».
, che definiva inizialmente IPoAC, descrive numerosi vantaggi del nuovo standard:
È possibile fornire una varietà di servizi tramite la priorità di beccheggio. Inoltre, sono presenti riconoscimenti e distruzioni integrate dei worm. Poiché l'IP non garantisce la consegna del 100% dei pacchetti, si può tollerare la perdita del vettore. Col tempo, i vettori si ripristinano da soli. Il broadcasting non è definito, e un 'tempesta' può portare alla perdita di dati. Esiste la possibilità di tentativi persistenti di consegna, fino al collasso del vettore. Le tracce di audit vengono generate automaticamente e spesso possono essere trovate nelle canaline dei cavi e sui tronchi [en. log significa sia «trave» che «registro» / nota del traduttore.].
L'aggiornamento riguardante il miglioramento della qualità (RFC 2549) aggiunge alcuni dettagli importanti:
Sebbene il multicasting sia supportato, richiede l'implementazione di un dispositivo per la clonazione. I trasportatori possono perdersi se si trovano su un albero da abbattere. I trasportatori sono distribuiti nell'albero delle eredità. In media, il TTL dei trasportatori è di 15 anni, quindi il loro utilizzo nella ricerca su anelli espandenti è limitato.
Gli struzzi possono essere considerati trasportatori alternativi, con capacità molto maggiori di trasmettere grandi volumi di informazioni, ma offrono una consegna più lenta e richiedono la presenza di ponti tra diverse aree.
Ulteriori discussioni sulla qualità del servizio possono essere trovate nella .
di Carpenter, che descrive l'IPv6 per IPoAC, menzionando tra l'altro le potenziali complessità legate all'instradamento dei pacchetti:
Il passaggio dei trasportatori attraverso il territorio di trasportatori simili, senza la stipulazione di accordi per uno scambio informativo paritario, può portare a bruschi cambi di rotta, al loop dei pacchetti e alla consegna fuori ordine. Il passaggio dei trasportatori attraverso il territorio dei predatori può portare a un significativo deterioramento dei pacchetti. Si raccomanda di considerare questi fattori nell'algoritmo per la creazione delle tabelle di instradamento. Chi dovrà implementare questi percorsi, per garantire una consegna affidabile, dovrebbe considerare un'instradamento basato su politiche che evitano aree dominate da trasportatori locali e predatori.
Ci sono prove che alcuni trasportatori tendono a mangiare altri trasportatori e a successivamente trasportare il carico utile mangiato. Questo potrebbe servire come un nuovo metodo per effettuare il tunneling dei pacchetti IPv4 in pacchetti IPv6, o viceversa.
Lo standard IPoAC è stato proposto nel 1990, ma i messaggi con piccioni viaggiatori venivano inviati molto più lentamente: nella foto si vede l'invio di un piccione viaggiatore in Svizzera, tra il 1914 e il 1918.
È logico aspettarsi che uno standard, la cui concezione risale al 1990, avesse un formato iniziale per la trasmissione di dati tramite il protocollo IPoAC che era legato alla stampa di caratteri esadecimali su carta. Da allora molto è cambiato e il volume di dati che si adatta a un dato volume e peso fisico è aumentato in modo incredibile, mentre il peso utile di un singolo piccione è rimasto lo stesso. I piccioni sono in grado di trasportare un carico utile che rappresenta una percentuale significativa della loro massa corporea: un piccione viaggiatore medio pesa circa 500 g e all'inizio del XX secolo potevano trasportare fotocamere da ricognizione da 75 grammi nel territorio nemico.
Abbiamo parlato con , un appassionato di corse di piccioni del Maryland, e ha confermato che i piccioni possono facilmente trasportare fino a 75 grammi (e forse anche un po' di più) "nel corso della giornata su qualsiasi distanza". A questo punto, possono volare su distanze notevoli: il record mondiale per un piccione viaggiatore appartiene a un coraggioso uccello che è riuscito a volare da Arras, in Francia, fino a Ho Chi Minh, in Vietnam, coprendo una distanza di 11.500 km in 24 giorni. La maggior parte dei piccioni viaggiatori, ovviamente, non è in grado di volare così lontano. La lunghezza tipica di una corsa prolungata, secondo Lesofski, è di circa 1000 km, e gli uccelli la coprono a una velocità media di circa 70 km/h. Su distanze più brevi, i velocisti possono raggiungere velocità fino a 177 km/h.
Mettendo tutto insieme, possiamo calcolare che se caricassimo un piccione viaggiatore fino alla sua massima capacità di carico di 75 grammi con schede microSD da 1 TB, ognuna delle quali pesa 250 mg, il piccione potrebbe trasportare 300 TB di dati. Percorrendo il percorso da San Francisco a New York (4130 km) alla massima velocità da velocista, raggiungerebbe una velocità di trasmissione dei dati di 12 TB/ora, o 28 Gbps, che è di diversi ordini di grandezza superiore alla maggior parte delle connessioni Internet. Negli Stati Uniti, ad esempio, la velocità media di download più veloce è a Kansas City, dove tramite Google Fiber i dati vengono trasmessi a una velocità di 127 Mbps. A tale velocità, il download di 300 TB richiederebbe 240 giorni: in tal modo, il nostro piccione sarebbe in grado di volare attorno al globo 25 volte.
Supponiamo che questo esempio non sembri molto realistico, poiché descrive un qualche tipo di supercolombaccio, quindi abbassiamo i toni. Prendiamo una velocità di volo più media di 70 km/h e carichiamo l'uccello con la metà del carico massimo delle schede di memoria terabyte – cioè 37,5 grammi. Eppure, anche se confrontiamo questo metodo con una connessione gigabit molto veloce, il piccione vince. Il piccione può percorrere oltre metà del globo terrestre nel tempo in cui il nostro trasferimento di file si conclude, il che significa che inviare dati con un piccione sarà letteralmente più veloce ovunque nel mondo rispetto all'uso di internet per trasferirli.
Naturalmente, questo è un confronto della larghezza di banda pura. Non consideriamo il tempo e lo sforzo necessari per copiare i dati su schede microSD, caricarli sul piccione e leggere i dati all'arrivo dell'uccello nella sua destinazione. I ritardi sono evidentemente elevati, quindi qualcosa di diverso da una trasmissione unidirezionale risulterebbe poco pratico. La maggiore limitazione è che il piccione vola solo in una direzione e verso un'unica destinazione, quindi non è possibile scegliere il punto di invio dei dati, e dovrai anche trasportare i piccioni nei luoghi da cui intendi inviarli, il che limita ulteriormente la loro utilità pratica.
Tuttavia, il fatto resta: anche con stime realistiche del carico utile e della velocità del piccione, oltre a una connessione internet, la larghezza di banda pura di un piccione è difficile da superare.
Detto ciò, vale la pena menzionare che i trasferimenti di dati tramite piccioni sono stati testati nel mondo reale, e hanno ottenuto buoni risultati. Un gruppo di utenti di Bergen Linux in Norvegia nel 2001 , inviando un ping ad ogni piccione su una distanza di 5 km:
Il ping è stato inviato circa alle 12:15. Abbiamo deciso di fare un intervallo di 7,5 minuti tra i pacchetti, il che idealmente avrebbe dovuto portare a una coppia di pacchetti senza risposta. Tuttavia, le cose non sono andate esattamente così. Un gruppo di piccioni volava sopra il nostro parco. E i nostri piccioni non volevano volare direttamente a casa, prima volevano volare con gli altri piccioni. E chi può biasimarli, dato che il sole era uscito per la prima volta dopo un paio di giorni nuvolosi?
Tuttavia, i loro istinti hanno prevalso e abbiamo visto come, dopo aver giocato per circa un'ora, una coppia di piccioni si sia distaccata dal gruppo e si sia diretta nella direzione giusta. Abbiamo esultato. E erano davvero i nostri piccioni, poiché poco dopo abbiamo ricevuto un report da un altro punto che confermava che un piccione era atterrato sul tetto.
Finalmente è arrivato il primo piccione. Il pacchetto dati è stato rimosso con cura dalla sua zampa, disimballato e scansionato. Dopo una verifica manuale dell'OCR e la correzione di alcuni errori, il pacchetto è stato accettato come valido e la nostra gioia è continuata.
Per volumi di dati davvero grandi (tali che il numero necessario di piccioni diventa difficile da gestire), è ancora necessario utilizzare metodi fisici di trasporto. Amazon offre un servizio – un container da trasporto da 45 piedi su un camion. Un Snowmobile può trasportare fino a 100 PB (100.000 TB) di dati. Si muoverà non così velocemente come un gruppo equivalente di svariate centinaia di piccioni, ma sarà più facile lavorarci.
La maggior parte delle persone, a quanto pare, è soddisfatta di un caricamento estremamente lento e non è molto interessata a investire nei propri piccioni postali. È davvero un lavoro gravoso, dice Drew Lesofski, e i piccioni stessi di solito non si comportano come pacchetti di dati:
La tecnologia GPS sta aiutando sempre di più gli appassionati di corse di piccioni, e abbiamo una comprensione migliore di come volano i nostri piccioni e perché alcuni volano più velocemente di altri. La linea più breve tra due punti sarebbe una retta, ma i piccioni raramente volano in linea retta. Spesso disegnano zigzag mentre volano in direzione approssimativa, poi correggono rotta avvicinandosi al punto di destinazione. Alcuni di loro sono fisicamente più forti e volano più velocemente, ma un piccione che si orienta meglio, non ha problemi di salute e è fisicamente allenato, può superare un piccione veloce con una bussola difettosa.
Lesofski si fida abbastanza dei piccioni come messaggeri di dati: "Invierò le informazioni tramite i miei piccioni con assoluta sicurezza," dice, prestando attenzione alla correzione degli errori. "Farò uscire almeno tre contemporaneamente, per garantire che anche se uno di loro ha una cattiva bussola, gli altri due ne avranno una migliore, e alla fine la velocità di tutti e tre sarà superiore."
I problemi con l'implementazione dell'IPoAC e l'aumento dell'affidabilità delle reti sufficientemente veloci (e spesso senza fili) significano che una grande parte dei servizi che si affidavano ai piccioni (e ce n'erano molti) si è spostata negli ultimi decenni verso metodi di trasmissione dei dati più tradizionali.
Inoltre, a causa di tutti i preparativi necessari per l'allestimento di un sistema di trasmissione dati tramite piccioni, alternative comparabili (come i droni ad ala fissa) potrebbero diventare più sostenibili. Tuttavia, i piccioni hanno ancora alcuni vantaggi: sono facilmente scalabili, costano poco, sono più affidabili, dispongono di un sistema molto complesso per evitare ostacoli sia a livello software che hardware, e sono in grado di ricaricarsi autonomamente.
Come influenzerà tutto questo il futuro dello standard IPoAC? Lo standard esiste, è accessibile a tutti, anche se un po' surreale. Abbiamo chiesto a Brian Carpenter se sta preparando nuovi aggiornamenti per lo standard, e lui ha affermato di stare pensando se i piccioni potranno trasportare cubiti. Ma anche se l'IPoAC è un po' complesso (e leggermente assurdo) per le tue esigenze di trasmissione dati, vari tipi di reti di comunicazione non convenzionali rimarranno necessari nel prossimo futuro, mentre la nostra capacità di generare enormi quantità di dati continua a crescere più velocemente delle nostre capacità di trasmissione.
Grazie all'utente AyrA_ch per la segnalazione delle informazioni nel suo , e per l'utile , che aiuta a calcolare quanto i piccioni superino effettivamente altri metodi di trasmissione dei dati.
Fonte: habr.com
