Un porumbel călător încărcat cu carduri microSD poate transfera cantități mari de date mai rapid și mai ieftin decât aproape orice altă metodă.
Notă transl.: deși originalul acestui articol a apărut pe site-ul IEEE Spectrum la 1 aprilie, toate faptele enumerate în el sunt destul de demne de încredere.
În februarie despre lansarea primului card flash microSD din lume cu o capacitate de 1 terabyte. El, ca și alte carduri în acest format, este mic, măsoară doar 15 x 11 x 1 mm și cântărește 250 mg. Poate încadra o cantitate incredibilă de date într-un spațiu fizic foarte mic și poate fi achiziționat pentru 550 USD. Ca să înțelegeți, primele carduri microSD de 512 GB au apărut cu doar un an mai devreme, în februarie 2018.
Ne-am obișnuit atât de mult cu viteza progreselor în calcul, încât aceste creșteri ale densității de stocare trec în mare parte neobservate, uneori câștigând un comunicat de presă și o postare sau două pe blog. Ceea ce este mai interesant (și probabil că va avea consecințe mai mari) este cu cât de rapid crește capacitatea noastră de a genera și stoca date în comparație cu capacitatea noastră de a le transmite prin rețele accesibile pentru majoritatea oamenilor.
Această problemă nu este nouă, iar de zeci de ani încoace sunt folosite diverse tipuri de „cunnets” pentru a transporta fizic datele dintr-un loc în altul – pe jos, prin poștă sau prin metode mai exotice. Una dintre metodele de transmitere a datelor care a fost utilizată activ în ultimele mii de ani este porumbeii călugători, care sunt capabili să călătorească sute sau chiar mii de kilometri lungime, să se întoarcă acasă și să utilizeze tehnici de navigație, a căror natură nu a fost încă studiate cu precizie. Se pare că în ceea ce privește debitul (cantitatea de date transferate pe o anumită distanță într-un anumit timp), Peronetul bazat pe porumbei rămâne mai eficient decât rețelele obișnuite.
Din „Standardul de transmisie a datelor IP pentru transportatorii aerieni”
La 1 aprilie 1990, David Weitzman a propus Solicitare de comentarii (RFC) intitulată „", acum cunoscut sub numele de IPoAC. RFC 1149 descrie „o metodă experimentală de încapsulare a datagramelor IP în transportatorii aerieni” și a avut deja câteva actualizări atât în ceea ce privește calitatea serviciului, cât și migrarea către IPv6 (publicat la 1 aprilie 1999 și, respectiv, 1 aprilie 2011).
Trimiterea unui RFC de April Fool's Day este o tradiție care a început în 1978 cu RFC 748, care propunea că trimiterea comenzii IAC DONT RANDOMLY-LOSE către un server Telnet ar împiedica serverul să piardă aleatoriu date. O idee destul de bună, nu-i așa? Și aceasta este una dintre proprietățile RFC al lui April Fool's, explică , care a condus Grupul de lucru de rețea la CERN din 1985 până în 1996, a prezidat IETF din 2005 până în 2007 și acum locuiește în Noua Zeelandă. „Trebuie să fie fezabil din punct de vedere tehnic (adică, nu încalcă legile fizicii) și trebuie să citești cel puțin o pagină înainte de a realiza că este o glumă”, spune el. „Și, firește, trebuie să fie absurd.”
Carpenter, împreună cu colegul său Bob Hinden, au scris ei înșiși RFC-ul lui April Fool, care a descris-o , în 2011. Și chiar și la două decenii după introducerea sa, IPoAC este încă bine cunoscut. „Toată lumea știe despre transportatorii aerieni”, ne-a spus Carpenter. „Eu și Bob vorbeam într-o zi la o întâlnire IETF despre proliferarea IPv6, iar ideea de a-l adăuga la IPoAC a venit foarte firesc.”
, care a definit inițial IPoAC, descrie multe dintre beneficiile noului standard:
Multe servicii diferite pot fi furnizate prin stabilirea priorităților. În plus, există recunoașterea și distrugerea încorporate a viermilor. Deoarece IP nu garantează livrarea pachetelor 100%, pierderea unui operator poate fi tolerată. În timp, transportatorii își revin singuri. Difuzarea este nedefinită și o furtună poate duce la pierderea datelor. Este posibil să faceți încercări persistente de livrare până când transportatorul scade. Traseele de audit sunt generate automat și pot fi adesea găsite în canale de cablu și pe jurnalele [Engleză jurnal înseamnă atât „jurnal” cât și „jurnal pentru scriere” / aprox. traducere].
Actualizarea de calitate (RFC 2549) adaugă câteva detalii importante:
Multicasting, deși acceptat, necesită implementarea unui dispozitiv de clonare. Transportatorii se pot pierde dacă se poziționează pe un copac care este tăiat. Purtătorii sunt distribuiți de-a lungul arborelui moștenire. Transportatorii au un TTL mediu de 15 ani, astfel încât utilizarea lor în extinderea căutărilor de apeluri este limitată.
Struții pot fi văzuți ca purtători alternativi, cu o capacitate mult mai mare de a transfera cantități mari de informații, dar oferind livrare mai lentă și necesitând punți între diferite zone.
Discuții suplimentare despre calitatea serviciului pot fi găsite în .
de la Carpenter, care descrie IPv6 pentru IPoAC, menționează, printre altele, potențiale complicații asociate cu rutarea pachetelor:
Trecerea transportatorilor pe teritoriul transportatorilor asemănători acestora, fără a stabili acorduri privind schimbul de informații peer-to-peer, poate duce la o schimbare bruscă a rutei, la bucla de pachete și la livrarea în afara ordinului. Trecerea transportatorilor prin teritoriul prădătorilor poate duce la pierderi semnificative de pachete. Se recomandă ca acești factori să fie luați în considerare în algoritmul de proiectare a tabelului de rutare. Cei care vor implementa aceste rute, pentru a asigura o livrare fiabilă, ar trebui să ia în considerare rutarea bazată pe politici care să evite zonele în care predomină transportatorii locali și prădători.
Există dovezi că unii transportatori au tendința de a mânca alți transportatori și apoi de a transporta încărcătura utilă consumată. Aceasta poate oferi o nouă metodă pentru tunelarea pachetelor IPv4 în pachete IPv6 sau invers.
Standardul IPoAC a fost propus în 1990, dar mesajele au fost trimise de porumbei călugători de mult mai mult timp: fotografia arată un porumbel voiaj trimis în Elveția, între 1914 și 1918
Este logic să ne așteptăm de la un standard, al cărui concept a fost inventat încă din 1990, ca formatul original pentru transmiterea datelor prin protocolul IPoAC să fie asociat cu tipărirea caracterelor hexazecimale pe hârtie. De atunci, multe s-au schimbat, iar cantitatea de date care se încadrează într-un anumit volum fizic și greutate a crescut incredibil, în timp ce dimensiunea încărcăturii utile a unui porumbel individual a rămas aceeași. Porumbeii sunt capabili să transporte o sarcină utilă care reprezintă un procent semnificativ din greutatea lor corporală - porumbelul călător cântărește aproximativ 500 de grame, iar la începutul secolului al XX-lea puteau transporta camere de 75 de grame pentru recunoaștere pe teritoriul inamic.
Am vorbit cu , un pasionat de curse de porumbei din Maryland, a confirmat că porumbeii pot transporta cu ușurință până la 75 de grame (și poate puțin mai mult) „pe orice distanță pe parcursul zilei”. În același timp, ei pot zbura pe o distanță considerabilă - recordul mondial pentru un porumbel vasător este deținut de o pasăre neînfricata, care a reușit să zboare de la Arras în Franța până la casa sa din Ho Chi Minh City în Vietnam, acoperind o călătorie de 11 km in 500 de zile. Majoritatea porumbeilor călători, desigur, nu sunt capabili să zboare atât de departe. Lungimea tipică a unui curs lung de curse, potrivit lui Lesofsky, este de aproximativ 24 km, iar păsările îl parcurg cu o viteză medie de aproximativ 1000 km/h. La distanțe mai scurte, sprinterii pot atinge viteze de până la 70 km/h.
Punând toate acestea cap la cap, putem calcula că dacă încărcăm un porumbel voiaj până la capacitatea sa maximă de transport de 75 de grame cu carduri microSD de 1 TB, fiecare cântărind 250 mg, atunci porumbelul poate transporta 300 TB de date. Călătorind de la San Francisco la New York (4130 km) cu viteza maximă de sprint, ar atinge viteze de transfer de date de 12 TB/oră sau 28 Gbit/s, ceea ce este cu câteva ordine de mărime mai mare decât majoritatea conexiunilor la internet. În SUA, de exemplu, cele mai mari viteze medii de descărcare sunt observate în Kansas City, unde Google Fiber transferă date la o viteză de 127 Mbps. La această viteză, ar dura 300 de zile pentru a descărca 240 TB - și în acest timp porumbelul nostru ar putea zbura în jurul globului de 25 de ori.
Să spunem că acest exemplu nu pare foarte realist pentru că descrie un fel de super porumbel, așa că să încetinim. Să luăm o viteză de zbor mai medie de 70 km/h și să încărcăm pasărea cu jumătate din sarcina maximă în carduri de memorie terabyte - 37,5 grame. Și totuși, chiar dacă comparăm această metodă cu o conexiune gigabit foarte rapidă, porumbelul câștigă. Un porumbel va putea să ocolească mai mult de jumătate din glob în timpul necesar pentru ca transferul nostru de fișiere să se termine, ceea ce înseamnă că va fi mai rapid să trimiteți date prin porumbel oriunde în lume decât să folosiți Internetul pentru a le transfera.
Desigur, aceasta este o comparație a debitului pur. Nu luăm în considerare timpul și efortul necesar pentru a copia datele pe carduri microSD, a le încărca pe porumbel și a citi datele când pasărea ajunge la destinație. Latențele sunt în mod evident mari, așa că orice altceva decât un transfer unidirecțional ar fi nepractic. Cea mai mare limitare este că porumbelul călător zboară într-o singură direcție și către o singură destinație, deci nu poți alege destinația pentru trimiterea datelor și trebuie să transporti porumbeii de unde vrei să-i trimiți, ceea ce limitează și utilizarea lor practică.
Cu toate acestea, rămâne faptul că, chiar și cu estimări realiste ale sarcinii și vitezei unui porumbel, precum și a conexiunii sale la internet, debitul pur al unui porumbel nu este ușor de învins.
Având în vedere toate acestea, merită menționat faptul că comunicarea cu porumbei a fost testată în lumea reală și face o treabă destul de bună. Grup de utilizatori Bergen Linux din Norvegia în 2001 , trimițând câte un ping cu fiecare porumbel pe o distanță de 5 km:
Ping-ul a fost trimis la aproximativ 12:15 p.m. Am decis să facem un interval de 7,5 minute între pachete, ceea ce în mod ideal ar fi trebuit să aibă ca rezultat câteva pachete care rămân fără răspuns. Cu toate acestea, lucrurile nu au mers chiar așa. Vecinul nostru avea un stol de porumbei zburând deasupra proprietății sale. Iar porumbeii noștri nu au vrut să zboare direct acasă, au vrut mai întâi să zboare cu alți porumbei. Și cine îi poate învinovăți, având în vedere că soarele a ieșit pentru prima dată după câteva zile înnorate?
Cu toate acestea, instinctele lor au învins și am văzut cum, după ce s-au zbătut aproximativ o oră, câțiva porumbei s-au desprins din turmă și s-au îndreptat în direcția bună. Ne-am bucurat. Și chiar au fost porumbeii noștri, pentru că la scurt timp după aceasta am primit un raport din altă locație că un porumbel a aterizat pe acoperiș.
În cele din urmă, a sosit primul porumbel. Pachetul de date a fost scos cu grijă din laba lui, despachetat și scanat. După ce am verificat manual OCR și am remediat câteva erori, pachetul a fost acceptat ca valabil și bucuria noastră a continuat.
Pentru volume cu adevărat mari de date (astfel încât numărul necesar de porumbei devine dificil de deservit), mai trebuie utilizate metode fizice de mișcare. Amazon oferă serviciul – Container de transport maritim de 45 de picioare pe un camion. Un snowmobil poate transporta până la 100 PB (100 TB) de date. Nu se va mișca la fel de repede ca un stol echivalent de câteva sute de porumbei, dar va fi mai ușor de lucrat.
Cei mai mulți oameni par să fie mulțumiți de descărcări extrem de lente și au puțin interes să investească în propriii lor porumbei voiajori. Este adevărat că este nevoie de multă muncă, spune Drew Lesofsky, iar porumbeii înșiși nu se comportă de obicei ca niște pachete de date:
Tehnologia GPS îi ajută din ce în ce mai mult pe pasionații de curse de porumbei și înțelegem mai bine cum zboară porumbeii noștri și de ce unii zboară mai repede decât alții. Cea mai scurtă linie dintre două puncte este o linie dreaptă, dar porumbeii zboară rar în linie dreaptă. Adesea fac zig-zag, zburând aproximativ în direcția dorită și apoi ajustând cursul pe măsură ce se apropie de destinație. Unii dintre ei sunt mai puternici din punct de vedere fizic și zboară mai repede, dar un porumbel care este mai bine orientat, nu are probleme de sănătate și este antrenat fizic poate depăși un porumbel care zboară rapid cu o busolă slabă.
Lesofsky are o mare încredere în porumbei ca purtători de date: „M-aș simți destul de încrezător când trimit informații cu porumbeii mei”, spune el, în timp ce este îngrijorat de corectarea erorilor. „Aș elibera cel puțin trei o dată pentru a mă asigura că, chiar dacă unul dintre ei ar avea o busolă proastă, ceilalți doi ar avea o busolă mai bună și, în cele din urmă, viteza tuturor trei ar fi mai rapidă.”
Problemele cu implementarea IPoAC și fiabilitatea tot mai mare a rețelelor destul de rapide (și adesea fără fir) au însemnat că majoritatea serviciilor care se bazau pe porumbei (și erau mulți dintre ei) au trecut la metode mai tradiționale de transfer de date în ultimele decenii.
Și din cauza tuturor pregătirilor preliminare necesare pentru a crea un sistem de date pentru porumbei, alternative comparabile (cum ar fi dronele cu aripi fixe) pot deveni mai viabile. Cu toate acestea, porumbeii au încă câteva avantaje: se scalează bine, lucrează pentru semințe, sunt mai fiabili, au un sistem foarte complex de evitare a obstacolelor încorporat atât la nivel de software, cât și de hardware și se pot reîncărca singuri.
Cum vor afecta toate acestea viitorul standardului IPoAC? Există un standard, este accesibil tuturor, chiar dacă este puțin absurd. L-am întrebat pe Brian Carpenter dacă pregătește o altă actualizare a standardului și a spus că se gândește dacă porumbeii ar putea transporta qubiți. Dar chiar dacă IPoAC este puțin complex (și puțin stupid) pentru nevoile dvs. de transfer de date cu caracter personal, tot felul de rețele de comunicații non-standard vor rămâne necesare în viitorul previzibil, iar capacitatea noastră de a genera cantități uriașe de date continuă să crească mai rapid. decât capacitatea noastră de a o transmite.
Mulțumim utilizatorului AyrA_ch pentru că i-a indicat informații , și pentru convenabil , care ajută la calcularea cât de departe sunt cu adevărat porumbeii față de alte metode de transmitere a datelor.
Sursa: www.habr.com