Gołąb pocztowy załadowany kartami microSD może przesyłać duże ilości danych szybciej i taniej niż prawie każda inna metoda.
Notatka tłum.: choć oryginał tego artykułu pojawił się na stronie IEEE Spectrum 1 kwietnia, wszystkie fakty w nim zawarte są w pełni wiarygodne.
W lutym o wypuszczeniu na rynek pierwszej na świecie karty flash microSD o pojemności 1 terabajta. Ona, podobnie jak inne karty tego formatu, jest maleńka, mierzy zaledwie 15 x 11 x 1 mm i waży 250 mg. Może zmieścić niesamowitą ilość danych na bardzo małej przestrzeni fizycznej i można go kupić za 550 dolarów. Dla Państwa zrozumienie, pierwsze karty microSD o pojemności 512 GB pojawiły się zaledwie rok wcześniej, w lutym 2018 roku.
Tak przyzwyczailiśmy się do szybkości postępu w informatyce, że ten wzrost gęstości pamięci masowej pozostaje w dużej mierze niezauważony, co czasami skutkuje notatką prasową i jednym lub dwoma postami na blogu. Co bardziej interesujące (i prawdopodobnie będzie miało większe konsekwencje) jest to, o ile szybciej rośnie nasza zdolność do generowania i przechowywania danych w porównaniu z naszą możliwością przesyłania ich w sieciach dostępnych dla większości ludzi.
Problem ten nie jest nowy i od kilkudziesięciu lat do fizycznego transportu danych z miejsca na miejsce wykorzystuje się różnego rodzaju „cunnety” – pieszo, pocztą lub bardziej egzotycznymi metodami. Jedną z aktywnie wykorzystywanych od tysiąca lat metod transmisji danych są gołębie pocztowe, które potrafią pokonywać setki, a nawet tysiące kilometrów, wracać do domu i korzystać z technik nawigacji, których charakter nie został jeszcze poznany. dokładnie przestudiowane. Okazuje się, że pod względem przepustowości (ilości danych przesłanych na daną odległość w danym czasie) Peronet oparty na gołębiach pozostaje wydajniejszy od typowych sieci.
Z „Standardu transmisji datagramów IP dla przewoźników lotniczych”
1 kwietnia 1990 roku David Weitzman oświadczył się Prośba o komentarz (RFC) zatytułowana „", obecnie znany jako IPoAC. Dokument RFC 1149 opisuje „eksperymentalną metodę enkapsulacji datagramów IP w przewoźnikach lotniczych” i doczekał się już kilku aktualizacji dotyczących zarówno jakości usług, jak i migracji do protokołu IPv6 (opublikowanych odpowiednio 1 kwietnia 1999 r. i 1 kwietnia 2011 r.).
Wysyłanie RFC w Prima Aprilis to tradycja zapoczątkowana w 1978 roku przez dokument RFC 748, który sugerował, że wysłanie polecenia IAC DONT RANDOMLY-LOSE do serwera telnet zapobiegnie przypadkowej utracie danych przez serwer. Całkiem rozsądny pomysł, prawda? Wyjaśnia, że jest to jedna z właściwości RFC Prima Aprilis , który kierował Grupą Roboczą ds. Sieci w CERN od 1985 do 1996, przewodniczył IETF od 2005 do 2007, a obecnie mieszka w Nowej Zelandii. „To musi być technicznie wykonalne (tj. nie łamać praw fizyki) i trzeba przeczytać przynajmniej jedną stronę, zanim zorientujesz się, że to żart” – mówi. „I oczywiście musi to być absurdalne”.
Carpenter wraz ze swoim kolegą Bobem Hindenem sami napisali RFC prima aprilis, w którym opisali , w 2011. Nawet dwie dekady po wprowadzeniu IPoAC jest nadal dobrze znany. „Wszyscy wiedzą o przewoźnikach lotniczych” – powiedział nam Carpenter. „Bob i ja rozmawialiśmy pewnego dnia na spotkaniu IETF o rozprzestrzenianiu się protokołu IPv6 i pomysł dodania go do IPoAC przyszedł bardzo naturalnie”.
, który pierwotnie zdefiniował IPoAC, opisuje wiele zalet nowego standardu:
Dzięki ustalaniu priorytetów można zapewnić wiele różnych usług. Dodatkowo wbudowane jest rozpoznawanie i niszczenie robaków. Ponieważ protokół IP nie gwarantuje 100% dostarczenia pakietów, można tolerować utratę operatora. Z biegiem czasu przewoźnicy odzyskują siły samodzielnie. Transmisja jest niezdefiniowana, a burza może spowodować utratę danych. Możliwe jest podejmowanie ciągłych prób doręczenia do momentu odejścia przewoźnika. Ścieżki audytu są generowane automatycznie i często można je znaleźć w korytkach kablowych i dziennikach [język angielski log oznacza zarówno „log”, jak i „log do zapisu” / ok. tłumaczenie].
Aktualizacja dotycząca jakości (RFC 2549) dodaje kilka ważnych szczegółów:
Multicasting, choć obsługiwany, wymaga implementacji urządzenia do klonowania. Przewoźnicy mogą się zgubić, jeśli ustawią się na ścinanym drzewie. Nośniki są rozmieszczone wzdłuż drzewa dziedziczenia. Przewoźnicy mają średni TTL wynoszący 15 lat, więc ich wykorzystanie w rozszerzających się poszukiwaniach pierścieniowych jest ograniczone.
Strusie można postrzegać jako alternatywnych przewoźników, charakteryzujących się znacznie większą zdolnością do przesyłania dużych ilości informacji, ale zapewniających wolniejszą dostawę i wymagających mostów pomiędzy różnymi obszarami.
Dodatkowe omówienie jakości usług można znaleźć w .
z Carpenter, opisując IPv6 dla IPoAC, wspomina między innymi o potencjalnych komplikacjach związanych z routingiem pakietów:
Przejazd przewoźników przez terytorium podobnych do nich przewoźników, bez zawierania porozumień w sprawie wymiany informacji typu peer-to-peer, może prowadzić do gwałtownej zmiany trasy, zapętlenia paczek i dostawy poza kolejnością. Przejazd przewoźników przez terytorium drapieżników może prowadzić do znacznych strat przesyłek. Zaleca się uwzględnienie tych czynników w algorytmie projektowania tablicy routingu. Ci, którzy będą wdrażać te trasy, aby zapewnić niezawodną dostawę, powinni rozważyć wyznaczanie tras w oparciu o politykę omijającą obszary, na których dominują przewoźnicy lokalni i drapieżni.
Istnieją dowody na to, że niektórzy przewoźnicy mają tendencję do zjadania innych przewoźników, a następnie transportu zjedzonego ładunku. Może to zapewnić nową metodę tunelowania pakietów IPv4 do pakietów IPv6 i odwrotnie.
Standard IPoAC został zaproponowany w 1990 r., ale wiadomości były wysyłane za pomocą gołębi pocztowych znacznie dłużej: zdjęcie przedstawia gołębia pocztowego wysyłanego do Szwajcarii w latach 1914–1918
Logiczne jest oczekiwanie od standardu, którego koncepcja została wymyślona w 1990 roku, że oryginalny format przesyłania danych za pośrednictwem protokołu IPoAC wiązał się z drukowaniem znaków szesnastkowych na papierze. Od tego czasu wiele się zmieniło, a ilość danych mieszczących się w danej objętości fizycznej i wadze niesamowicie wzrosła, podczas gdy wielkość ładunku pojedynczego gołębia pozostała taka sama. Gołębie są w stanie unieść ładunek stanowiący znaczny procent ich masy ciała - przeciętny gołąb pocztowy waży około 500 gramów, a na początku XX wieku mógł przenosić 75 gramowe kamery do rozpoznania terytorium wroga.
Rozmawialiśmy z , entuzjasta wyścigów gołębi z Maryland, potwierdził, że gołębie mogą z łatwością unieść do 75 gramów (a może trochę więcej) „na dowolną odległość w ciągu dnia”. Jednocześnie potrafią latać na znaczne odległości – rekord świata w gołębi pocztowych należy do jednego nieustraszonego ptaka, któremu udało się przelecieć z Arras we Francji do swojego domu w Ho Chi Minh City w Wietnamie, pokonując podróż 11 500 km w 24 dni. Większość gołębi pocztowych nie jest oczywiście w stanie polecieć tak daleko. Według Lesofsky'ego typowa długość długiego toru wyścigowego wynosi około 1000 km, a ptaki pokonują go ze średnią prędkością około 70 km/h. Na krótszych dystansach sprinterzy mogą osiągnąć prędkość do 177 km/h.
Łącząc to wszystko, możemy obliczyć, że jeśli załadujemy gołębia pocztowego do jego maksymalnej ładowności 75 gramów kartami microSD o pojemności 1 TB, z których każda waży 250 mg, to gołąb będzie w stanie przenieść 300 TB danych. Podróżując z San Francisco do Nowego Jorku (4130 km) z maksymalną prędkością sprintu, osiągnąłby prędkość przesyłania danych na poziomie 12 TB/h, czyli 28 Gbit/s, czyli o kilka rzędów wielkości więcej niż w przypadku większości połączeń internetowych. Przykładowo w USA największe średnie prędkości pobierania danych obserwuje się w Kansas City, gdzie Google Fibre przesyła dane z prędkością 127 Mbps. Przy tej prędkości pobranie 300 TB zajęłoby 240 dni – a w tym czasie nasz gołąb byłby w stanie oblecieć kulę ziemską 25 razy.
Powiedzmy, że ten przykład nie wygląda zbyt realistycznie, ponieważ opisuje jakiegoś supergołębia, więc zwolnijmy. Przyjmijmy bardziej średnią prędkość lotu 70 km/h i załadujmy ptaka o połowę mniej niż maksymalne obciążenie terabajtowych kart pamięci – 37,5 grama. A mimo to, nawet jeśli porównamy tę metodę z bardzo szybkim łączem gigabitowym, gołąb wygrywa. Gołąb będzie w stanie okrążyć ponad połowę globu w czasie potrzebnym na zakończenie naszego transferu plików, co oznacza, że szybciej będzie wysłać dane gołębiem dosłownie w dowolne miejsce na świecie, niż korzystać do ich przesłania za pomocą Internetu.
Jest to oczywiście porównanie czystej przepustowości. Nie bierzemy pod uwagę czasu i wysiłku potrzebnego na skopiowanie danych na karty microSD, załadowanie ich na gołębia i odczytanie danych, gdy ptak dotrze do celu. Opóźnienia są oczywiście duże, więc cokolwiek innego niż transfer w jedną stronę byłoby niepraktyczne. Największym ograniczeniem jest to, że gołąb pocztowy leci tylko w jednym kierunku i do jednego miejsca docelowego, więc nie możesz wybrać miejsca docelowego wysyłania danych, a także musisz przetransportować gołębie tam, skąd chcesz je wysłać, co również ogranicza ich praktyczne zastosowanie.
Jednakże faktem pozostaje, że nawet przy realistycznych szacunkach dotyczących udźwigu i prędkości gołębia, a także jego połączenia internetowego, czysta przepustowość gołębia nie jest łatwa do pobicia.
Mając to wszystko na uwadze warto wspomnieć, że komunikacja z gołębiami została przetestowana w realnym świecie i radzi sobie całkiem nieźle. Grupa użytkowników Bergen Linux z Norwegii w 2001 roku , wysyłając po jednym pingu na każdego gołębia na dystansie 5 km:
Sygnał ping został wysłany około godziny 12:15. Zdecydowaliśmy się na odstęp między pakietami wynoszący 7,5 minuty, co w idealnym przypadku powinno spowodować, że kilka pakietów pozostanie bez odpowiedzi. Jednak sprawy nie potoczyły się w tę stronę. Nasz sąsiad miał stado gołębi przelatujących nad jego posiadłością. A nasze gołębie nie chciały lecieć od razu do domu, chciały najpierw polecieć z innymi gołębiami. I kto może ich winić, skoro po kilku pochmurnych dniach po raz pierwszy wyszło słońce?
Jednak ich instynkt zwyciężył i widzieliśmy, jak po około godzinie zabawy kilka gołębi oderwało się od stada i skierowało się we właściwym kierunku. Cieszyliśmy się. I rzeczywiście były to nasze gołębie, bo niedługo potem otrzymaliśmy zgłoszenie z innej lokalizacji, że na dachu wylądował gołąb.
W końcu przyleciał pierwszy gołąb. Pakiet danych został ostrożnie wyjęty z jego łapy, rozpakowany i zeskanowany. Po ręcznym sprawdzeniu OCR i naprawieniu kilku błędów, paczka została zaakceptowana jako ważna, a nasza radość nie ustała.
W przypadku naprawdę dużych ilości danych (takich, że wymagana liczba gołębi staje się trudna do obsługi) nadal należy stosować fizyczne metody przemieszczania się. Amazon oferuje tę usługę – Kontener transportowy o długości 45 stóp na ciężarówce. Jeden skuter śnieżny może przewieźć do 100 PB (100 000 TB) danych. Nie będzie się poruszał tak szybko, jak stado kilkuset gołębi, ale łatwiej będzie z nim pracować.
Większość ludzi wydaje się być usatysfakcjonowana wyjątkowo spokojnym pobieraniem plików i nie jest zainteresowana inwestowaniem we własne gołębie pocztowe. To prawda, że wymaga to dużo pracy, mówi Drew Lesofsky, a same gołębie zwykle nie zachowują się jak pakiety danych:
Technologia GPS w coraz większym stopniu pomaga entuzjastom wyścigów gołębi, dzięki czemu lepiej rozumiemy, w jaki sposób latają nasze gołębie i dlaczego niektóre latają szybciej niż inne. Najkrótsza linia między dwoma punktami to linia prosta, ale gołębie rzadko latają w linii prostej. Często poruszają się zygzakiem, lecąc mniej więcej w pożądanym kierunku, a następnie dostosowując kurs w miarę zbliżania się do celu. Niektóre z nich są silniejsze fizycznie i latają szybciej, ale gołąb, który jest lepiej zorientowany, nie ma problemów zdrowotnych i jest wyszkolony fizycznie, może prześcignąć szybko lecącego gołębia ze słabym kompasem.
Lesofsky ma spore zaufanie do gołębi jako nośników danych: „Czułbym się całkiem pewnie, wysyłając informacje moimi gołębiami” – mówi, jednocześnie martwiąc się o korekcję błędów. „Wypuszczałbym co najmniej trzy na raz, aby mieć pewność, że nawet gdyby jeden z nich miał zły kompas, pozostali dwaj mieliby lepszy kompas i ostatecznie prędkość wszystkich trzech byłaby większa”.
Problemy z wdrożeniem IPoAC i rosnąca niezawodność w miarę szybkich (i często bezprzewodowych) sieci spowodowały, że większość usług opartych na gołębiach (a było ich wiele) przeszło w ciągu ostatnich kilku dekad na bardziej tradycyjne metody przesyłania danych.
Ze względu na wszystkie wstępne przygotowania wymagane do utworzenia systemu danych o gołębiach, porównywalne alternatywy (takie jak drony stałopłatowe) mogą stać się bardziej opłacalne. Jednak gołębie nadal mają pewne zalety: dobrze się skalują, pracują na nasiona, są bardziej niezawodne, mają wbudowany bardzo złożony system unikania przeszkód zarówno na poziomie oprogramowania, jak i sprzętu, a także mogą się same naładować.
Jak to wszystko wpłynie na przyszłość standardu IPoAC? Jest standard, jest dostępny dla każdego, nawet jeśli jest trochę absurdalny. Zapytaliśmy Briana Carpentera, czy przygotowuje kolejną aktualizację standardu, a on odpowiedział, że zastanawia się, czy gołębie mogą przenosić kubity. Ale nawet jeśli IPoAC jest trochę skomplikowany (i trochę głupi) dla Twoich potrzeb związanych z przesyłaniem danych osobowych, w dającej się przewidzieć przyszłości wszelkiego rodzaju niestandardowe sieci komunikacyjne pozostaną niezbędne, a nasza zdolność do generowania ogromnych ilości danych wciąż rośnie szybciej niż nasza zdolność do jej przekazania.
Dziękujemy użytkownikowi AyrA_ch za wskazanie mu informacji i dla wygody , co pomaga obliczyć, jak daleko w rzeczywistości są gołębie w porównaniu do innych metod transmisji danych.
Źródło: www.habr.com