Un piccione viaggiatore con un carico di schede microSD è in grado di trasmettere grandi quantità di dati più velocemente e a un costo inferiore rispetto alla maggior parte degli altri metodi.
Nota del traduttore: sebbene l'originale di questo articolo sia apparso sul sito IEEE Spectrum il 1 aprile, tutti i fatti elencati sono assolutamente veri.
A febbraio, il lancio della prima scheda flash al mondo nel formato microSD con una capacità di 1 terabyte. Essa, come le altre schede di questo formato, è minuta, con dimensioni di solo 15 x 11 x 1 mm, e pesa 250 mg. Può contenere un'incredibile quantità di dati in uno spazio fisico molto ridotto, ed è in vendita al prezzo di $550. Per vostra informazione, le prime schede microSD da 512 GB sono apparse solo un anno prima, a febbraio 2018.
Siamo così abituati alla rapidità dei progressi in campo informatico che questi aumenti nella densità dei supporti rimangono praticamente inosservati, guadagnando talvolta solo un comunicato stampa e qualche articolo nei blog. È ancor più interessante (e probabilmente porterà a conseguenze più gravi) quanto più velocemente crescono le nostre capacità di generare e archiviare dati rispetto alle nostre capacità di trasmetterli attraverso le reti accessibili alla maggior parte delle persone.
Questo problema non è nuovo e da diversi decenni i "pigeon nets" di vario tipo sono stati utilizzati per il trasporto fisico dei dati da un luogo all'altro - a piedi, per posta o con metodi più esotici. Uno dei modi di trasmettere dati, ampiamente utilizzato nell'ultimo millennio, è stato quello dei piccioni viaggiatori, in grado di percorrere centinaia o addirittura migliaia di chilometri tornando a casa e utilizzando tecniche di navigazione di cui la natura è ancora sconosciuta. Si scopre che in termini di larghezza di banda (la quantità di dati trasferiti su una certa distanza in un determinato tempo), la rete basata sui piccioni rimane più efficace delle reti tradizionali.
Dallo "standard di trasmissione delle datagrammi IP tramite vettori aerei"
Il 1 aprile 1990 David Weissman propose Request for Comment (RFC) intitolato "«, noto ora come IPoAC. Il RFC 1149 descrive un «metodo sperimentale per l'incapsulamento dei datagrammi IP in vettori aerei» e ha già ricevuto diversi aggiornamenti riguardo la qualità del servizio e 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 iniziata nel 1978 con il RFC 748, in cui si proponeva di far sì che, dopo l'invio al server telnet del comando IAC DONT RANDOMLY-LOSE, il server smettesse di perdere dati in modo casuale. Non sembra un'idea piuttosto sensata? E questo è uno degli aspetti degli RFC del primo aprile, spiega , che ha guidato il gruppo di lavoro sulle reti al CERN dal 1985 al 1996, è stato presidente dell'IETF dal 2005 al 2007 e ora vive in Nuova Zelanda. «Deve essere tecnicamente realizzabile (cioè, non violare le leggi della fisica), e devi leggere almeno una pagina prima di capire che si tratta di uno scherzo», dice. - «E, naturalmente, deve essere assurdo».
Carpenter, insieme al suo collega Bob Hinden, ha anche scritto RFC del primo aprile, in cui descrivevano , nel 2011. E anche dopo due decenni dalla sua comparsa, l'IPoAC è ancora molto conosciuto. «Tutti sanno degli spedizionieri aerei», ci ha detto Carpenter. «Una volta, Bob ed io stavamo discutendo a una riunione IETF sull'implementazione di IPv6, e l'idea di aggiungerlo all'IPoAC è sembrata molto naturale».
, che definiva originariamente l'IPoAC, descrive numerosi vantaggi del nuovo standard:
Numerosi servizi diversi possono essere forniti attraverso la prioritizzazione del traffico. Inoltre, c'è un riconoscimento e una distruzione integrati dei worm. Poiché l'IP non garantisce la consegna dei pacchetti al 100%, si può tollerare la perdita del trasportatore. Col tempo, i trasportatori si ripristinano da soli. Il broadcasting non è definito, e una tempesta può portare a perdite di dati. È possibile effettuare tentativi insistenti di consegna, fino al fallimento del trasportatore. Le tracce di audit vengono generate automaticamente e si trovano spesso nei canalini e sui tronchi [log in inglese significa sia «tronco» che «registro» / nota del traduttore.].
L'aggiornamento relativo al miglioramento della qualità (RFC 2549) aggiunge alcuni dettagli importanti:
Sebbene il multicast sia supportato, richiede l'implementazione di un dispositivo per la clonazione. I carrier possono andare in confusione se si trovano su un albero abbattuto. I carrier si distribuiscono sull'albero delle eredità. Mediamente, il TTL dei carrier è di 15 anni, quindi il loro utilizzo nella ricerca su un anello in espansione è limitato.
Gli struzzi possono essere considerati come carrier alternativi, dotati di capacità molto maggiori per la trasmissione di grandi volumi di informazioni, ma offrono una consegna più lenta e richiedono ponti tra diverse aree.
Per ulteriori dettagli sulla qualità del servizio, puoi consultare il .
di Carpenter, che descrive l'IPv6 per IPoAC, menzionando tra l'altro potenziali complessità relative al routing dei pacchetti:
Il passaggio dei carrier attraverso territori simili a quelli di altri carrier, senza stabilire accordi per uno scambio informativo equo, può portare a cambiamenti bruschi di rotta, ciclismo dei pacchetti e consegne non ordinate. Il passaggio dei carrier attraverso territori predatori può causare notevoli perdite di pacchetti. È consigliabile considerare questi fattori nell'algoritmo di creazione delle tabelle di routing. Chi implementerà questi percorsi, per garantire una consegna affidabile, dovrebbe considerare il routing basato su politiche che evitano aree dominate da carrier locali e predatori.
Ci sono evidenze che alcuni carrier tendono a mangiare altri carrier e successivamente trasportare il carico utile mangiato. Questo potrebbe servire come nuovo metodo per l'instradamento dei pacchetti IPv4 all'interno di pacchetti IPv6, o viceversa.
Lo standard IPoAC fu proposto nel 1990, ma i messaggi con piccioni viaggiatori impiegavano molto più tempo: nella foto è mostrato l'invio di un piccione viaggiatore in Svizzera, tra il 1914 e il 1918.
È logico aspettarsi che uno standard, il cui concetto è stato ideato nel 1990, avesse come formato originale per la trasmissione dei dati attraverso il protocollo IPoAC quello della stampa di caratteri esadecimali su carta. Da allora, molte cose sono cambiate: il volume di dati compatibili con le dimensioni e il peso fisici richiesti è aumentato enormemente, mentre il peso utile di un singolo piccione è rimasto invariato. 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 grammi e all'inizio del XX secolo potevano trasportare fotocamere da ricognizione del peso di 75 grammi sul territorio nemico.
Abbiamo parlato con , un appassionato di corse di piccioni del Maryland, ha confermato che i piccioni possono facilmente trasportare fino a 75 grammi (e forse anche di più) “per tutto il giorno su qualsiasi distanza”. Possono anche volare su distanze notevoli: il record mondiale per un piccione viaggiatore è detenuto da un coraggioso volatile che è riuscito a volare da Arras in Francia fino a casa sua a Ho Chi Minh in Vietnam, percorrendo 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 percorrono a una velocità media di circa 70 km/h. Su distanze più brevi, i piccioni sprinter possono raggiungere velocità di fino a 177 km/h.
Mettendo tutto questo 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, ciascuna delle quali pesa 250 mg, il piccione sarebbe in grado di trasportare 300 TB di dati. Percorrendo la distanza da San Francisco a New York (4130 km) alla massima velocità da corridore, raggiungerebbe una velocità di trasferimento dati di 12 TB/ora, ovvero 28 Gbit/s, 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 si osserva a Kansas City, dove i dati vengono trasmessi a 127 Mbit/s tramite Google Fiber. A questa velocità, il download di 300 TB richiederebbe 240 giorni - e in quel tempo il nostro piccione sarebbe in grado di compiere 25 giri del mondo.
Supponiamo che questo esempio non sembri molto realistico, poiché descrive una sorta di super piccione, quindi abbassiamo i toni. Prendiamo una velocità di volo più media di 70 km/h e carichiamo l'uccello con metà del carico massimo di schede di memoria da un terabyte — 37,5 grammi. Eppure, anche se confrontiamo questo metodo con una connessione gigabit molto veloce, il piccione vince. Il piccione sarà in grado di percorrere più della metà della circonferenza terrestre nel tempo necessario per completare il nostro trasferimento di file, il che implica che i dati saranno inviati più velocemente dal piccione in qualsiasi parte del mondo piuttosto che usare Internet per trasferirli.
È ovvio che questo sia un confronto della larghezza di banda pura. Non consideriamo il tempo e gli sforzi necessari per copiare i dati su schede microSD, caricarli sui piccioni e leggere i dati all'arrivo dell'uccello a destinazione. I ritardi sono evidentemente elevati, quindi qualcosa di diverso dalla trasmissione unidirezionale sarebbe poco pratico. La maggiore limitazione è che il piccione vola solo in una direzione e verso un'unica destinazione, quindi non potrai scegliere la meta per l'invio dei dati e dovrai anche trasportare i piccioni nel luogo da cui intendi inviarli, il che limita ulteriormente la loro utilità pratica.
Tuttavia, il fatto rimane: anche con stime realistiche del carico utile e della velocità del piccione, oltre alla connessione Internet, è difficile superare la larghezza di banda pura di un piccione.
Detto ciò, vale la pena menzionare che la trasmissione di dati tramite piccioni è stata testata nel mondo reale e hanno ottenuto buoni risultati. Un gruppo di utenti di Bergen Linux in Norvegia nel 2001 , inviando un ping con ogni piccione su una distanza di 5 km:
Il ping è stato inviato intorno 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 rimanenti senza risposta. Tuttavia, le cose non sono andate proprio così. Una folla di piccioni volava sopra il nostro cortile. E i nostri piccioni non volevano volare direttamente a casa, prima volevano divertirsi con gli altri piccioni. E chi può biasimarli, considerando che il sole è apparso per la prima volta dopo un paio di giorni nuvolosi?
Tuttavia, i loro istinti hanno avuto la meglio e abbiamo visto come, dopo aver giocato per circa un'ora, un paio di piccioni si sono staccati dal gruppo e si sono diretti nella giusta direzione. Abbiamo esultato. E erano veramente i nostri piccioni, poiché poco dopo abbiamo ricevuto un rapporto da un altro punto che informava che un piccione era atterrato sul tetto.
Finalmente, è arrivato il primo piccione. Il pacchetto di dati è stato accuratamente rimosso dalla sua zampa, disimballato e scansionato. Dopo un controllo manuale OCR e la correzione di un paio di errori, il pacchetto è stato accettato come valido e il nostro entusiasmo è continuato.
Per volumi di dati veramente enormi (talmente grandi da rendere difficile gestire un numero sufficiente di piccioni), è ancora necessario utilizzare metodi fisici di trasferimento. Amazon offre un servizio – un container per il trasporto di 45 piedi montato su un camion. Uno Snowmobile può trasportare fino a 100 PB (100.000 TB) di dati. Si muoverà non così rapidamente come una flotta equivalente di centinaia di piccioni, ma sarà più facile da gestire.
La maggior parte delle persone sembra essere soddisfatta di un caricamento estremamente lento, e sono poco interessate a investire nei propri piccioni. Questo richiede davvero molto lavoro, dice Drew Lesofski, e i piccioni stessi tendono a comportarsi diversamente rispetto ai pacchetti di dati:
La tecnologia GPS sta aiutando sempre di più gli appassionati di corse di piccioni, offrendoci una migliore comprensione di come volano i nostri piccioni e perché alcuni volano più veloci di altri. La linea più breve tra due punti è una retta, ma i piccioni raramente volano in linea retta. Spesso tracciano zigzag, volando grosso modo nella direzione giusta, per poi correggere il corso mentre si avvicinano alla meta. Alcuni di loro sono fisicamente più forti e volano più velocemente, ma un piccione che ha una migliore orientazione e che è in buona salute, oltre ad essere fisicamente allenato, può superare un piccione che vola veloce ma ha una bussola difettosa.
Lesofski ripone grande fiducia nei piccioni come mezzi di trasporto dei dati: «Invierei informazioni con i miei piccioni senza alcun dubbio», afferma, prestando attenzione alla correzione degli errori. «Libererei almeno tre piccioni contemporaneamente, per garantire che, anche se uno di loro dovesse avere una bussola difettosa, gli altri due possano avere una migliore orientamento, e quindi la velocità di tutti e tre sarà maggiore».
I problemi nell'implementazione dell'IPoAC e l'aumento dell'affidabilità delle reti sufficientemente rapide (e spesso wireless) hanno portato la maggior parte dei servizi che si affidavano ai piccioni (e ce n'erano molti) a passare negli ultimi decenni a metodi di trasmissione dati più tradizionali.
A causa di tutti i preparativi necessari per allestire un sistema di trasmissione dati tramite piccioni, alternative comparabili (come i droni ad ala fissa) potrebbero diventare più praticabili. Tuttavia, i piccioni presentano ancora alcuni vantaggi: sono altamente scalabili, costano poco, sono più affidabili, dispongono di un avanzato sistema di evitamento ostacoli sia a livello software che hardware, e sono in grado di ricaricarsi autonomamente.
Qual è l'impatto di tutto ciò sul futuro dello standard IPoAC? Lo standard esiste ed è accessibile a tutti, anche se un po' assurdo. Abbiamo chiesto a Brian Carpenter se sta preparando aggiornamenti per lo standard e ha raccontato di riflettere su come i piccioni potrebbero trasportare i cubiti. Ma anche se l'IPoAC è un po' complesso (e un po' ridicolo) per le tue esigenze di trasmissione dei dati, varie reti di comunicazione non standard rimarranno necessarie nel prossimo futuro, mentre la nostra capacità di generare enormi quantità di dati continua a crescere più rapidamente della nostra abilità di trasmetterli.
Grazie all'utente AyrA_ch per la segnalazione delle informazioni con il suo , e per il comodo , che aiuta a calcolare quanto realmente i piccioni superino altri metodi di trasmissione dei dati.
Fonte: habr.com
