Un porumbel poștal care transportă carduri microSD poate transmite cantități mari de date mai rapid și mai ieftin decât aproape orice altă metodă.
Nota traducătorului: deși originalul acestui articol a apărut pe site-ul IEEE Spectrum pe 1 aprilie, toate faptele menționate sunt complet veridice.
În februarie lansarea primei carduri Flash din lume în format microSD, cu o capacitate de 1 terabyte. Aceasta, la fel ca și celelalte carduri din acest format, este minusculă, având dimensiunile de doar 15 x 11 x 1 mm și cântărind 250 mg. Poate stoca o cantitate incredibilă de date într-un spațiu fizic foarte mic și poate fi achiziționată pentru 550 $. Ca să înțelegeți, primele carduri microSD de 512 GB au apărut cu doar un an înainte, în februarie 2018.
Ne-am obișnuit atât de mult cu viteza progresului în domeniul tehnologiei computaționale, încât aceste creșteri ale densității stocării rămân practic neobservate și uneori sunt menționate doar într-un comunicat de presă și câteva articole de blog. Mai interesant (și probabil va avea consecințe mai serioase) este cât de mult mai repede cresc capacitățile noastre de a genera și stoca date în comparație cu posibilitățile noastre de a le transmite prin rețele disponibile majorității oamenilor.
Această problemă nu este nouă și de câteva decenii diferite tipuri de «hitearneturi» au fost utilizate pentru transportul fizic al datelor dintr-un loc în altul - pe jos, prin poștă sau prin metode mai exotice. Una dintre metodele de transmitere a datelor, folosită activ în ultimii o mie de ani, este porumbelul poștal, care poate parcurge distanțe de sute sau chiar mii de kilometri, întorcându-se acasă și folosindu-se de tehnici de navigație a căror natură nu a fost studiată complet. Se dovedește că, în termeni de capacitate de transmisie (cantitatea de date transmise pe o distanță dată într-un timp dat), «peronetul» bazat pe porumbei rămâne mai eficient decât rețelele tipice.
Din „standardul de transmitere IP a datagramei prin transport aerian”
Pe 1 aprilie 1990, David Weitzman a propus Request for Comment (RFC) intitulat „«cunoscut acum ca IPoAC. RFC 1149 descrie „o metodă experimentală de încapsulare a datagramelor IP în transportatori aerieni” și are deja câteva actualizări, referitoare la calitatea serviciului și tranziția la IPv6 (publicate pe 1 aprilie 1999 și 1 aprilie 2011, respectiv).
Trimiterea RFC în Ziua Păcălelilor – o tradiție care a început în 1978 cu RFC 748, în care se propunea ca, după ce se trimite comanda IAC DONT RANDOMLY-LOSE către serverul telnet, serverul să înceteze să piardă date aleatoriu. O idee destul de sănătoasă, nu-i așa? Și aceasta este una dintre caracteristicile RFC-urilor de 1 aprilie, explică , care a condus grupul de lucru pe rețele la CERN între 1985 și 1996, a condus IETF între 2005 și 2007, și acum locuiește în Noua Zeelandă. „Trebuie să fie tehnic realizabil (adică, să nu încalce legile fizicii), și trebuie să citești cel puțin o pagină înainte de a-ți da seama că este o glumă”, spune el. – „Și, desigur, trebuie să fie absurd”.
Carpenter, împreună cu colegul său Bob Hinden, au scris ei înșiși RFC-uri de 1 aprilie, în care descriau , în 2011. Și chiar și după două decenii de la apariția sa, IPoAC este încă bine cunoscut. „Toată lumea știe despre transportatorii aerieni”, ne-a spus Carpenter. – „Odată, eu și Bob discutam la o întâlnire IETF despre extinderea IPv6, și ideea de a-l adăuga la IPoAC a apărut foarte natural”.
, care definiția inițială a IPoAC, descrie numeroasele avantaje ale noului standard:
O mulțime de servicii diferite pot fi furnizate prin prioritzarea ciugulerii. De asemenea, există recunoaștere și distrugere încorporate a viermilor. Deoarece IP nu garantează livrarea 100% a pachetelor, pierdere transportatorului poate fi acceptată. Cu timpul, transportatorii se recuperează singuri. Difuzarea nu este definită, iar furtuna poate duce la pierderi de date. Există opțiunea de a face încercări persistente de livrare, până la căderea transportatorului. Urmărirea auditivă este generată automat, adesea fiind găsită în canalele de cablu și pe bușteni [în engleză, log înseamnă atât „buștean” cât și „jurnal de înregistrări” / n.t.].
Actualizarea datorită îmbunătățirii calității (RFC 2549) adaugă câteva detalii importante:
Broadcasting is supported, but it requires the implementation of a cloning device. Carriers may get lost if they position themselves on a felled tree. Carriers are distributed across the inheritance tree. On average, the TTL of carriers is 15 years, so their usage in searches across the expanding ring is limited.
Ostriches can be seen as alternative carriers with far greater capabilities for transmitting large volumes of information, but they provide slower delivery and require bridges between different areas.
Further discussion on service quality can be found in .
by Carpenter, which describes IPv6 for IPoAC and mentions potential complexities related to packet routing among other things:
The passage of carriers through territories similar to other carriers, without establishing agreements for equitable information exchange, may lead to abrupt route changes, packet looping, and out-of-order delivery. The passage of carriers through predator territories may result in significant packet loss. It is recommended to consider these factors in the routing table formulation algorithm. Those implementing these routes, in order to ensure reliable delivery, should consider policy-based routing that avoids areas dominated by local and predatory carriers.
There is evidence that some carriers have a tendency to consume other carriers and further transport the consumed payload. This could potentially 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 the sending of a carrier pigeon in Switzerland, between 1914 and 1918.
Este logic să ne așteptăm de la un standard, al cărui concept a fost creat încă din 1990, că formatul inițial pentru transmiterea datelor prin protocolul IPoAC a fost legat de imprimarea simbolurilor hexazecimale pe hârtie. De atunci, multe s-au schimbat și volumul de date care se încadrează în limitele fizice de volum și greutate a crescut incredibil, chiar dacă greutatea utilă a unui singur porumbel a rămas aceeași. Porumbeii pot transporta o greutate utilă care reprezintă un procent semnificativ din masa lor corporală – un porumbel poștal mediu cântărește în jur de 500 g și, la începutul secolului XX, puteau transporta camere foto de 75 de grame pentru recunoaștere pe teritoriul inamic.
Am discutat cu , un pasionat de curse de porumbei din Maryland, iar el a confirmat că porumbeii pot transporta cu ușurință până la 75 de grame (sau poate chiar un pic mai mult) „pe parcursul zilei pe orice distanță”. În plus, ei pot parcurge distanțe semnificative – recordul mondial pentru un porumbel poștal este deținut de o pasăre neînfricată care a reușit să zboare din Arras, Franța, acasă, în Ho Chi Minh, Vietnam, parcurgând o distanță de 11.500 km în 24 de zile. Desigur, majoritatea porumbeilor poștali nu sunt capabili să zboare atât de departe. Lungimea tipică a unei curse pe o distanță îndelungată, conform spuselor lui Lesofsky, este de aproximativ 1000 km, iar păsările o trec cu o viteză medie de aproximativ 70 km/h. Pe distanțe mai scurte, sprinterii pot atinge viteze de până la 177 km/h.
Punând toate acestea împreună, putem calcula că, dacă încărcăm un porumbel poștal la capacitatea sa maximă de 75 de grame cu carduri microSD de 1 TB, fiecare cântărind 250 mg, porumbelul ar putea transporta 300 TB de date. Parcurgând distanța de la San Francisco la New York (4130 km) la viteza maximă de sprint, el ar ajunge la o viteză de transfer a datelor de 12 TB/oră, sau 28 Gbps, ceea ce este cu câteva ordine de mărime mai mare decât majoritatea conexiunilor de internet. De exemplu, în SUA, cea mai rapidă viteză medie de încărcare se înregistrează în Kansas City, unde prin Google Fiber datele sunt transferate cu viteza de 127 Mbps. La această viteză, încărcarea a 300 TB ar dura 240 de zile – iar în acest timp, porumbelul nostru ar putea să circumnavigheze globul de 25 de ori.
Să presupunem că acest exemplu nu pare foarte realist, deoarece descrie o porumbiță supraumplută, așa că haideți să reducem viteza. Să luăm o viteză medie de zbor de 70 km/h, încărcând pasărea cu jumătate din greutatea maximă a cardurilor de memorie de un terabyte – respectiv 37,5 grame. Și totuși, chiar dacă comparăm această metodă cu o conexiune foarte rapidă de un gigabit, porumbelul câștigă. Porumbelul poate să ocolească mai mult de jumătate din globul pământesc în timpul în care transferul nostru de fișiere se termină, deci datele vor ajunge mai repede prin poșta porumbelului în orice colț al lumii decât dacă am folosi internetul pentru a le trimite.
Bineînțeles, aceasta este o comparație a lățimii de bandă brute. Nu luăm în considerare timpul și eforturile necesare pentru a copia datele pe cardurile microSD, a le încărca pe porumbel și a citi datele la sosirea pasării la destinație. Întârzierea este evident ridicată, astfel încât orice altceva decât un transfer într-o singură direcție ar fi nepractic. Cea mai mare limitare este că porumbelul zboară doar într-o direcție și spre o singură destinație, astfel că nu poți alege ținta trimiterii datelor, iar va trebui să transporti porumbeii de acolo de unde plănuiești să-i trimiți, ceea ce le limitează utilitatea practică.
Totuși, faptul rămâne un fapt – chiar și cu estimările realiste ale greutății utile și vitezei porumbelului, precum și ale conexiunii la internet, lățimea de bandă brută a porumbelului este greu de depășit.
Având în vedere toate acestea, merită menționat că transferul de date prin porumbei a fost testat în viața reală, și s-a descurcat destul de bine. Un grup de utilizatori Bergen Linux din Norvegia în 2001 , trimițând câte un ping cu fiecare porumbel pe o distanță de 5 km:
Pingul a fost trimis în jurul orei 12:15. Am decis să facem un interval de 7,5 minute între pachete, ceea ce teoretic ar fi dus la faptul că o pereche de pachete ar rămâne fără răspuns. Totuși, lucrurile nu au decurs exact așa. Deasupra terenului nostru zburau o turmă de porumbei. Iar porumbeii noștri nu au vrut să zboare direct acasă, ci au vrut mai întâi să zboare cu ceilalți porumbei. Și cine i-ar putea învinovăți pentru asta, având în vedere că soarele a ieșit pentru prima dată după câteva zile mohorâte?
Totuși, instinctele lor au învins și am văzut cum, după ce s-au jucat aproximativ o oră, o pereche de porumbei s-a desprins de turmă și s-a îndreptat în direcția corectă. Ne-am bucurat. Și acestea erau cu adevărat porumbeii noștri, deoarece curând după aceea am primit un raport din altă locație că porumbelul a aterizat pe acoperiș.
În sfârșit, a sosit primul porumbel. Pachetul de date a fost cu grijă îndepărtat de pe piciorul său, desfăcut și scanat. După o verificare manuală OCR și corectarea câtorva erori, pachetul a fost acceptat ca fiind valid, iar bucuria noastră a continuat.
Pentru volume de date cu adevărat mari (încât numărul necesar de porumbei devine greu de gestionat), trebuie să folosim în continuare metode fizice de transport. Amazon oferă un serviciu – un container de transport de 45 de picioare pe camion. Un Snowmobile poate transporta până la 100 PB (100.000 TB) de date. Nu va merge atât de repede ca o turmă echivalentă de câteva sute de porumbei, dar va fi mai ușor de utilizat.
Se pare că cea mai mare parte a oamenilor este mulțumită de descărcările extrem de lente și sunt puțin interesați să investească în porumbeii lor poștali. Asta necesită într-adevăr mult efort, spune Drew Lesofski, iar porumbeii în sine se comportă de obicei diferit de pachetele de date:
Tehnologia GPS ajută din ce în ce mai mult iubitorii de curse cu porumbei și obținem o imagine mai bună despre cum zboară porumbeii noștri și de ce unii zboară mai repede decât alții. Cea mai scurtă linie între două puncte este o linie dreaptă, dar porumbeii rareori zboară pe o linie dreaptă. Ei desenează adesea zigzaguri, zburând aproximativ în direcția corectă și apoi ajustând cursul, apropiindu-se de punctul de destinație. Unii dintre ei sunt fizic mai puternici și zboară mai repede, însă un porumbel care se orientează mai bine, nu are probleme de sănătate și este în formă fizică poate întrece un porumbel care zboară repede dar are un busol prost.
Lesofski are suficientă încredere în porumbei ca transportatori de date: „Aș trimite cu încredere informații prin porumbeii mei”, spune el, având grijă de corectarea erorilor. „Aș elibera cel puțin trei simultan, pentru a garanta că, chiar dacă unul dintre ei are un busol prost, ceilalți doi îl vor avea mai bun, iar în cele din urmă viteza tuturor trei va fi mai mare.”
Problemele legate de implementarea IPoAC și creșterea fiabilității rețelelor rapide (și adesea wireless) înseamnă că majoritatea serviciilor care se bazau pe porumbei (iar acestea au fost multe) s-au schimbat în ultimele decenii către metode mai tradiționale de transmitere a datelor.
Și din cauza tuturor pregătirilor necesare pentru a organiza sistemul de transmitere a datelor cu porumbei, alternativele comparabile (precum dronele cu aripi fixe) pot deveni mai viabile. Cu toate acestea, porumbeii au încă unele avantaje: se scalează bine, funcționează pe semințe, sunt mai fiabili, au un sistem complex de evitare a obstacolelor, atât la nivel software, cât și hardware, și se pot reîncărca singuri.
Cum va influența asta viitorul standardului IPoAC? Standardul există, este disponibil pentru toată lumea, deși este puțin absurd. L-am întrebat pe Brian Carpenter dacă pregătește vreo actualizare pentru standard, iar el a spus că se gândește dacă porumbeii ar putea transporta cubituri. Dar chiar dacă IPoAC este puțin complicat (și puțin ridicol) pentru nevoile dvs. de transmitere a datelor, rețelele neconvenționale de comunicare vor rămâne necesare în viitorul previzibil, iar capacitatea noastră de a genera cantități uriașe de date continuă să crească mai repede decât capacitățile noastre de a le transmite.
Mulțumim utilizatorului AyrA_ch pentru că ne-a oferit informația prin , și pentru utilul , care ajută la calcularea cât de mult depășesc într-adevăr porumbeii alte metode de transmitere a datelor.
Sursa: habr.com
