Peronet מבוסס יונים היא עדיין הדרך המהירה ביותר להעביר כמויות גדולות של מידע

יונת דואר עמוסה בכרטיסי microSD יכולה להעביר כמויות גדולות של נתונים מהר יותר וזול יותר כמעט מכל שיטה אחרת.

הערה תרגום: למרות שהמקור של מאמר זה הופיע באתר IEEE Spectrum ב-1 באפריל, כל העובדות המפורטות בו אמינות למדי.

בפברואר הודיעה SanDisk על שחרורו של כרטיס הבזק microSD הראשון בעולם בקיבולת של 1 טרה-בייט. הוא, כמו כרטיסים אחרים בפורמט הזה, זעיר, בגודל של 15 על 11 על 1 מ"מ בלבד, ומשקלו 250 מ"ג. זה יכול להכניס כמות מדהימה של נתונים לחלל פיזי קטן מאוד, וניתן לרכוש אותו תמורת $550. רק כדי שתבינו, כרטיסי ה-microSD הראשונים בנפח 512 גיגה-בייט הופיעו רק שנה קודם לכן, בפברואר 2018.

כל כך התרגלנו למהירות ההתקדמות בתחום המחשוב שהעליות הללו בצפיפות האחסון אינן מורגשות, ולפעמים זוכות להודעה לעיתונות ופוסט או שניים בבלוג. מה שיותר מעניין (וסביר שיהיו לו השלכות גדולות יותר) הוא כמה מהר יותר היכולת שלנו לייצר ולאחסן נתונים צומחת בהשוואה ליכולת שלנו להעביר אותם ברשתות הנגישות לרוב האנשים.

בעיה זו אינה חדשה, וכבר עשרות שנים נעשה שימוש בסוגים שונים של "קונטרס" להעברת נתונים פיזית ממקום למקום - ברגל, בדואר או בשיטות אקזוטיות יותר. אחת משיטות העברת הנתונים שנעשה בהן שימוש פעיל באלף השנים האחרונות היא יונים דוארות, המסוגלות לנוע באורך של מאות ואף אלפי קילומטרים, לחזור הביתה ולעשות שימוש בטכניקות ניווט, שאופיין טרם הושג. למד בדיוק. מסתבר שמבחינת תפוקה (כמות הנתונים המועברת על פני מרחק נתון בזמן נתון), Peronet מבוססת יונים נשארת יעילה יותר מרשתות טיפוסיות.

מתוך "תקן העברת נתונים של IP עבור נושאות אוויריות"

ב-1 באפריל 1990 הציע דוד ויצמן נישואין המועצה להנדסת אינטרנט בקשה להערה (RFC) שכותרתה "תקן לשידור דגימות IP על ידי חברות אוויריות", המכונה כעת IPoAC. RFC 1149 מתאר "שיטה ניסיונית ללקיחת דגימות IP בספקי אוויר", וכבר היו לו כמה עדכונים לגבי איכות השירות וההגירה ל-IPv6 (פורסם ב-1 באפריל 1999 וב-1 באפריל 2011, בהתאמה).

שליחת RFC ביום באפריל היא מסורת שהחלה בשנת 1978 עם RFC 748, שהציעה כי שליחת הפקודה IAC DONT RANDOMLY-LOSE לשרת telnet תמנע מהשרת לאבד נתונים באופן אקראי. רעיון די נכון, לא? וזה אחד המאפיינים של ה-RFC של אחד באפריל, מסביר בריאן קרפנטר, שהוביל את קבוצת העבודה ברשת ב-CERN מ-1985 עד 1996, עמד בראש ה-IETF מ-2005 עד 2007, וכיום מתגורר בניו זילנד. "זה צריך להיות אפשרי מבחינה טכנית (כלומר, זה לא שובר את חוקי הפיזיקה) ואתה צריך לקרוא לפחות עמוד לפני שאתה מבין שזו בדיחה", הוא אומר. "וכמובן, זה חייב להיות אבסורד."

קרפנטר, יחד עם עמיתו בוב הינדן, כתבו בעצמם את ה-RFC של אחד באפריל, שתיאר שדרוג IPoAC ל-IPv6, ב 2011. ואפילו שני עשורים לאחר הצגתו, IPoAC עדיין ידועה. "כולם יודעים על נושאות אוויר", אמר לנו קרפנטר. "בוב ואני דיברנו יום אחד בפגישה של IETF על התפשטות ה-IPv6, והרעיון להוסיף אותו ל-IPoAC הגיע באופן טבעי מאוד."

RFC 1149, שהגדיר במקור את IPoAC, מתאר רבים מהיתרונות של התקן החדש:

ניתן לספק שירותים רבים ושונים באמצעות תעדוף ניקור. בנוסף, ישנו זיהוי והשמדה מובנית של תולעים. מכיוון ש-IP אינו מבטיח 100% משלוח מנות, ניתן לסבול את אובדן הספק. עם הזמן, הנשאים מתאוששים מעצמם. השידור אינו מוגדר וסערה עלולה לגרום לאובדן נתונים. אפשר לעשות ניסיונות מתמשכים במשלוח עד שהמוביל יורד. מסלולי ביקורת נוצרים אוטומטית ולעיתים קרובות ניתן למצוא אותם במגשי כבלים וביומנים [אנגלית log פירושו גם "יומן" וגם "יומן לכתיבה" / בערך. תִרגוּם].

עדכון האיכות (RFC 2549) מוסיף מספר פרטים חשובים:

ריבוי שידורים, למרות שנתמך, דורש יישום של התקן שיבוט. מנשאים יכולים ללכת לאיבוד אם הם מתמקמים על עץ שנכרת. נשאים מופצים לאורך עץ הירושה. לספקים יש TTL ממוצע של 15 שנים, כך שהשימוש בהם בהרחבת חיפושי הטבעת מוגבל.

ניתן לראות ביען כנשאים חלופיים, בעלי יכולת הרבה יותר גדולה להעביר כמויות גדולות של מידע, אך מספקים אספקה ​​איטית יותר ודורשים גשרים בין אזורים שונים.

דיון נוסף על איכות השירות ניתן למצוא ב מדריך מישלן.

לעדכן מ-Carpenter, המתאר את IPv6 עבור IPoAC, מזכיר, בין היתר, סיבוכים פוטנציאליים הקשורים לניתוב מנות:

מעבר מובילים בשטח של מובילים דומים להם, ללא קביעת הסכמים על חילופי מידע עמית לעמית, יכול להביא לשינוי חד במסלול, לולאת חבילות ומשלוח מחוץ לסדר. מעבר של מובילים בשטח של טורפים עלול להוביל לאובדן משמעותי של חבילות. מומלץ לקחת בחשבון גורמים אלו באלגוריתם עיצוב טבלת הניתוב. מי שיטמיע את המסלולים הללו, כדי להבטיח אספקה ​​אמינה, צריך לשקול ניתוב המבוסס על מדיניות הנמנעת מאזורים שבהם שולטים ספקים מקומיים וטורפים.

ישנן עדויות לכך שלחלק מהנשאים יש נטייה לאכול נשאים אחרים ואז להעביר את המטען האכול. זה עשוי לספק שיטה חדשה למנהור מנות IPv4 לתוך מנות IPv6, או להיפך.

תקן ה-IPoAC הוצע בשנת 1990, אך הודעות נשלחו על ידי יונים דוארות זמן רב יותר: בתמונה נראית יונת דואר נשלחת בשוויץ, בין השנים 1914 ל-1918

הגיוני לצפות מתקן, שהמושג שלו הומצא עוד ב-1990, שהפורמט המקורי להעברת נתונים באמצעות פרוטוקול IPoAC היה קשור להדפסת תווים הקסדצימליים על נייר. מאז, הרבה השתנה, וכמות הנתונים שמתאים לנפח ומשקל פיזי נתון גדלה בצורה מדהימה, בעוד שגודל המטען של יונה בודדת נשאר זהה. יונים מסוגלות לשאת מטען שהוא אחוז ניכר ממשקל גופן - יונת הדוית הממוצעת שוקלת כ-500 גרם, ובתחילת המאה ה-75 הן יכלו לשאת מצלמות של XNUMX גרם לצורך סיור לשטח האויב.

דיברנו עם דרו לסופסקי, חובב מירוצי יונים ממרילנד, אישר שיונים יכולות לשאת בקלות עד 75 גרם (ואולי קצת יותר) "על כל מרחק לאורך היום". יחד עם זאת, הם יכולים לעוף למרחק ניכר - שיא ​​העולם ליונת דויה מוחזק על ידי ציפור אחת חסרת פחד, שהצליחה לטוס מאראס בצרפת לביתה בהו צ'י מין סיטי בווייטנאם, כשהיא מכסה מסע של 11 ק"מ ב-500 ימים. רוב יונות האיתות, כמובן, אינן מסוגלות לעוף כל כך רחוק. אורכו הטיפוסי של מסלול מרוצים ארוך, לדברי לסופסקי, הוא כ-24 ק"מ, והציפורים מכסות אותו במהירות ממוצעת של כ-1000 קמ"ש. במרחקים קצרים יותר, הספרינטרים יכולים להגיע למהירויות של עד 70 קמ"ש.

אם נחבר את כל זה ביחד, נוכל לחשב שאם נעמיס יונת דואר עד ליכולת הנשיאה המקסימלית שלה של 75 גרם עם כרטיסי microSD של 1 TB, שכל אחד מהם שוקל 250 מ"ג, אז היונה יכולה לשאת 300 TB של נתונים. נסיעה מסן פרנסיסקו לניו יורק (4130 ק"מ) במהירות ספרינט גבוהה, היא תשיג מהירות העברת נתונים של 12 TB/שעה, או 28 Gbit/s, שהם כמה סדרי גודל גבוהים מרוב חיבורי האינטרנט. בארה"ב, למשל, מהירויות ההורדה הממוצעות המהירות ביותר נצפות בקנזס סיטי, שם Google Fiber מעביר נתונים במהירות של 127 Mbps. במהירות זו, ייקח 300 ימים להוריד 240 TB - ובמהלך הזמן הזה היונה שלנו תוכל לעוף מסביב לגלובוס 25 פעמים.

נניח שהדוגמה הזו לא נראית ממש מציאותית כי היא מתארת ​​איזושהי יונת על, אז בואו נאט את הקצב. בואו ניקח מהירות טיסה ממוצעת יותר של 70 קמ"ש, ונעמיס על הציפור חצי מהעומס המרבי בכרטיסי זיכרון של טרה-בייט - 37,5 גרם. ועדיין, גם אם נשווה את השיטה הזו לחיבור גיגה-ביט מהיר מאוד, היונה מנצחת. יונה תוכל להקיף יותר מחצי כדור הארץ בזמן שלוקח לסיום העברת הקבצים שלנו, מה שאומר שיהיה מהיר יותר לשלוח נתונים על ידי יונה ממש בכל מקום בעולם מאשר להשתמש באינטרנט כדי להעביר אותם.

מטבע הדברים, זוהי השוואה של תפוקה טהורה. אנחנו לא לוקחים בחשבון את הזמן והמאמץ הנדרשים כדי להעתיק נתונים לכרטיסי microSD, לטעון אותם על היונה ולקרוא את הנתונים כשהציפור מגיעה ליעדה. ברור שההשהייה גבוהה, כך שכל דבר מלבד העברה בכיוון אחד לא יהיה מעשי. המגבלה הכי גדולה היא שיונת הדויה עפה רק בכיוון אחד וליעד אחד, כך שלא ניתן לבחור את היעד לשליחת הנתונים, וגם צריך להעביר את היונים לאן שרוצים לשלוח אותן, מה שגם מגביל השימוש המעשי שלהם.

עם זאת, נותרה העובדה שאפילו עם הערכות מציאותיות לגבי המטען והמהירות של יונה, כמו גם החיבור לאינטרנט, לא קל לנצח את התפוקה הטהורה של יונה.

עם כל זה בחשבון, כדאי להזכיר שתקשורת יונים נוסתה בעולם האמיתי, והיא עושה עבודה די טובה. קבוצת משתמשים ברגן לינוקס מנורבגיה בשנת 2001 יישם בהצלחה את IPoAC, שליחת פינג אחד עם כל יונה למרחק של 5 ק"מ:

הפינג נשלח בערך בשעה 12:15. החלטנו לעשות מרווח של 7,5 דקות בין חבילות, שבאופן אידיאלי היה צריך להביא לכך שכמה מנות נותרו ללא מענה. עם זאת, הדברים לא ממש התנהלו כך. לשכנו שלנו עפה להקת יונים מעל רכושו. והיונים שלנו לא רצו לטוס ישר הביתה, הן רצו קודם כל לעוף עם יונים אחרות. ומי יכול להאשים אותם, בהתחשב בכך שהשמש יצאה בפעם הראשונה אחרי כמה ימים מעוננים?

אולם האינסטינקטים שלהם ניצחו, וראינו כיצד לאחר השתובבות של כשעה התנתקו זוג יונים מהעדר ופנו לכיוון הנכון. שמחנו. ואכן אלו היו היונים שלנו, כי זמן קצר לאחר מכן קיבלנו דיווח ממקום אחר שיונה נחתה על הגג.

לבסוף הגיעה היונה הראשונה. חבילת הנתונים הוסרה בזהירות מכפתו, פורקה ונסרקה. לאחר בדיקה ידנית של ה-OCR ותיקון כמה שגיאות, החבילה התקבלה כתקינה והשמחה שלנו נמשכה.

עבור כמויות נתונים גדולים באמת (כגון שמספר היונים הדרוש הופך להיות קשה לשירות), עדיין יש להשתמש בשיטות תנועה פיזיות. אמזון מציעה את השירות אופנוע שלג – מיכל משלוח 45 רגל על ​​משאית. אופנוע שלג אחד יכול לשאת עד 100 PB (100 TB) של נתונים. הוא לא יזוז מהר כמו להקה שווה של כמה מאות יונים, אבל יהיה קל יותר לעבוד איתו.

נראה שרוב האנשים מסתפקים בהורדות נינוחות ביותר, ויש להם מעט עניין בהשקעה ביונים דואר משלהם. זה נכון שזה דורש הרבה עבודה, אומר דרו לסופסקי, והיונים עצמן בדרך כלל לא מתנהגות כמו חבילות נתונים:

טכנולוגיית ה-GPS מסייעת יותר ויותר לחובבי מירוצי יונים ואנו מבינים טוב יותר כיצד היונים שלנו עפות ומדוע חלקן עפות מהר יותר מאחרות. הקו הקצר ביותר בין שתי נקודות הוא קו ישר, אך יונים כמעט ואינן עפות בקו ישר. לעתים קרובות הם מזגזגים, טסים בערך בכיוון הרצוי ואז מכוונים את המסלול כשהם מתקרבים ליעדם. חלקם חזקים יותר פיזית ועפים מהר יותר, אבל יונה שמכוונת יותר, אין לה בעיות בריאותיות ומאומנת פיזית יכולה לדרוס יונה שעפה מהר עם מצפן גרוע.

לסופסקי יש מידה לא מבוטלת של אמון ביונים כנשאיות נתונים: "הייתי מרגיש די בטוח לשלוח מידע עם היונים שלי", הוא אומר, תוך שהוא מודאג מתיקון שגיאות. "הייתי משחרר לפחות שלושה בכל פעם כדי להבטיח שגם אם לאחד מהם יהיה מצפן גרוע, לשני האחרים יהיה מצפן טוב יותר, ובסופו של דבר המהירות של שלושתם תהיה מהירה יותר."

בעיות ביישום IPoAC והאמינות הגוברת של רשתות מהירות למדי (ולעתים קרובות אלחוטיות) גרמו לכך שרוב השירותים שנשענו על יונים (והיו רבים מהם) עברו לשיטות העברת נתונים מסורתיות יותר במהלך העשורים האחרונים.

ובגלל כל ההכנות המקדימות הנדרשות להקמת מערכת נתוני יונים, חלופות דומות (כמו מל"טים עם כנפיים קבועות) עשויות להפוך לבעלות קיימא יותר. עם זאת, ליונים עדיין יש כמה יתרונות: הן מתרחבות היטב, עובדות למען זרעים, אמינות יותר, יש להן מערכת הימנעות ממכשולים מורכבת מאוד מובנית בהן הן ברמת התוכנה והן ברמת החומרה, והן יכולות להטעין את עצמן.

איך כל זה ישפיע על עתיד תקן ה-IPoAC? יש תקן, הוא נגיש לכולם, גם אם הוא קצת אבסורדי. שאלנו את בריאן קרפנטר אם הוא מכין עדכון נוסף לתקן, והוא אמר שהוא חושב אם יונים יכולות לשאת קיוביטים. אבל גם אם IPoAC קצת מורכב (וקצת טיפש) לצרכי העברת הנתונים האישיים שלך, כל מיני רשתות תקשורת לא סטנדרטיות יישארו נחוצות לעתיד הנראה לעין, והיכולת שלנו לייצר כמויות אדירות של נתונים ממשיכה לצמוח מהר יותר. יותר מהיכולת שלנו להעביר את זה.

תודה למשתמש AyrA_ch שהצביע על מידע שלו פוסט ב-Reddit, ולנוחות מחשבון IPoAC, שעוזר לחשב עד כמה היונים באמת נמצאות קדימה משיטות העברת נתונים אחרות.

מקור: www.habr.com