En brevduva med lasten microSD-kort kan överföra stora datamÀngder snabbare och billigare Àn nÀstan nÄgon annan metod.
Obs. övers.: Ăven om originalartikeln publicerades pĂ„ IEEE Spectrum den 1 april, Ă€r alla fakta som nĂ€mns helt tillförlitliga.
I februari lanseringen av vÀrldens första microSD-kort med en kapacitet pÄ 1 terabyte. Precis som andra kort av denna typ Àr det litet, med mÄtten 15 x 11 x 1 mm, och vÀger 250 mg. Det kan rymma en otrolig mÀngd data pÄ en mycket liten fysisk yta och kan köpas för 550 dollar. För att sÀtta det i perspektiv, de första microSD-korten pÄ 512 GB dök upp bara ett Är tidigare, i februari 2018.
Vi Àr sÄ vana vid hastigheten av framstegen inom datateknik att dessa ökningar av lagringsdensitet nÀstan gÄr obemÀrkt förbi, och fÄr ibland en pressmeddelande och ett par blogginlÀgg. Mer intressant (och som sannolikt kommer att fÄ mer allvarliga konsekvenser) Àr hur mycket snabbare vÄr kapacitet att generera och lagra data vÀxer jÀmfört med vÄra möjligheter att överföra dem genom nÀtverk som Àr tillgÀngliga för de flesta.
Detta problem Ă€r inte nytt, och under flera decennier har olika typer av "smartnĂ€t" anvĂ€nts för fysisk transport av data frĂ„n en plats till en annan â till fots, via post eller med mer exotiska metoder. Ett sĂ€tt att överföra data som aktivt har anvĂ€nts under de senaste tusen Ă„ren Ă€r brevduvor, som kan flyga hundratals eller till och med tusentals kilometer och Ă„tervĂ€nda hem, och anvĂ€nder navigeringstekniker vars natur fortfarande inte Ă€r helt förstĂ„dd. Det visar sig att i termer av bandbredd (mĂ€ngden data som överförs en viss strĂ€cka under en viss tid), kvarstĂ„r "peronett" baserat pĂ„ duvor mer effektivt Ă€n typiska nĂ€tverk.
FrÄn "standarden för överföring av IP-datagram via lufttransport"
Den 1 april 1990 föreslog David Weitzman Request for Comment (RFC) med titeln "«, numera kÀnt som IPoAC. RFC 1149 beskriver "ett experimentellt sÀtt att kapsla in IP-datagram i luftfartsbÀrare" och har redan fÄtt flera uppdateringar rörande bÄde tjÀnstekvalitet och övergÄng till IPv6 (publicerade den 1 april 1999 och den 1 april 2011 respektive).
Att skicka RFC pÄ skÀmt-dagen Àr en tradition som började 1978 med RFC 748, dÀr det föreslogs att nÀr man skickade kommandot IAC DONT RANDOMLY-LOSE till telnet-servern sÄ skulle servern sluta förlora data slumpmÀssigt. Ganska bra idé, eller hur? Och detta Àr en av de egenskaper som kÀnnetecknar aprilmÄnadens RFC, förklarar , som ledde arbetsgruppen för nÀtverk vid CERN frÄn 1985 till 1996, ordförande för IETF frÄn 2005 till 2007, och numera bosatt i Nya Zeeland. "Det mÄste vara tekniskt genomförbart (d.v.s. inte bryta mot fysikens lagar), och du bör lÀsa minst en sida innan du förstÄr att det Àr ett skÀmt," sÀger han. "Och, naturligtvis, mÄste det vara absurt."
Carpenter, tillsammans med sin kollega Bob Hinden, skrev sjÀlva aprilmÄnadens RFC, dÀr de beskrev , 2011. Och Àven tvÄ decennier efter sin introduktion Àr IPoAC fortfarande vÀlkÀnt. "Alla vet om lufttransportörer," sa Carpenter till oss. "En gÄng diskuterade vi med Bob pÄ ett IETF-möte om spridningen av IPv6, och idén att lÀgga till det till IPoAC kom upp ganska naturligt."
, som ursprungligen definierade IPoAC, beskriver flera fördelar med den nya standarden:
MÄnga olika tjÀnster kan tillhandahÄllas genom prioritering av klippning. Dessutom finns det inbyggd igenkÀnning och eliminering av maskar. Eftersom IP inte garanterar 100% paketleverans kan förlust av transportören accepteras. Med tiden ÄterhÀmtar sig transportörerna sjÀlva. Broadcasting Àr inte definierat, och en storm kan leda till dataförlust. Det finns möjlighet att göra ihÀrdiga leveransförsök tills transportören faller. RevisionsspÄr genereras automatiskt och kan ofta hittas i kabelkanaler och pÄ loggar [eng. log betyder bÄde "stock" och "journal för anteckningar" / anm. övers.].
Uppdateringen gÀllande kvalitetsförbÀttring (RFC 2549) lÀgger till flera viktiga detaljer:
Multicast stöds, men krÀver en enhet för kloning. FörsÀndare kan förlora sig sjÀlva om de placeras pÄ ett avkapat trÀd. FörsÀndare fördelas över arvstrÀdet. Den genomsnittliga TTL:n för försÀndare Àr 15 Är, vilket begrÀnsar deras anvÀndning för sökningar i den expanderande ringen.
Strutsar kan ses som alternativa försÀndare med betydligt större kapacitet för överföring av stora mÀngder information, men de erbjuder lÄngsammare leverans och krÀver broar mellan olika omrÄden.
En ytterligare diskussion om servicenivÄ kan ses i .
av Carpenter, som beskriver IPv6 för IPoAC och nÀmner potentiella svÄrigheter med paketrouting:
NÀr försÀndare passerar genom territorium som liknar deras, utan att etablera avtal om ömsesidigt informationsutbyte, kan det leda till plötsliga ruttbyten, paketloopar och felaktig leverans. Att försÀndare passerar genom rovdjurens territorier kan orsaka betydande packetförluster. Det rekommenderas att beakta dessa faktorer i algoritmen för routingtabeller. Den som implementerar dessa rutter för att sÀkerstÀlla tillförlitlig leverans bör övervÀga policybaserad routing som undviker omrÄden dÀr lokala och rovdjurförsÀndare dominerar.
Det finns bevis för att vissa försÀndare har en tendens att Àta andra försÀndare och dÀrefter leverera den uppÀtna nyttolasten. Detta kan möjliggöra en ny metod för att tunellera IPv4-paket inom IPv6-paket, eller vice versa.
IPoAC-standarden föreslogs 1990, men meddelanden med brevduvor skickades mycket lÀngre: bilden visar en brevduva som skickas i Schweiz mellan 1914 och 1918.
Det Ă€r logiskt att förvĂ€nta sig att standarden, vars koncept skapades redan 1990, hade ett ursprungligt format för överföring av data via IPoAC-protokollet kopplat till utskrift av hexadecimala tecken pĂ„ papper. Mycket har förĂ€ndrats sedan dess, och mĂ€ngden data som fĂ„r plats inom angivna fysiska volym och vikt har ökat enormt, trots att vikten pĂ„ den nyttolast som enskilda duvor bĂ€r förblivit densamma. Duvor kan bĂ€ra nyttolaster som utgör en betydande procentandel av deras kroppsvikt â en genomsnittlig tamduva vĂ€ger cirka 500 g, och i början av 1900-talet kunde de bĂ€ra 75-grammiga kameror för spionage pĂ„ fiendens territorium.
Vi pratade med , en entusiaster av duvkapplöpningar frÄn Maryland, och han bekrÀftade att duvor utan problem kan bÀra upp till 75 gram (eller möjligtvis lite mer) "under en dag pÄ valfritt avstÄnd". De kan flyga en betydande strÀcka - vÀrldsrekordet för en tamduva innehas av en orÀdd fÄgel som lyckades flyga frÄn Arras i Frankrike hem till Ho Chi Minh i Vietnam, en strÀcka pÄ 11 500 km pÄ 24 dagar. De flesta tamduvor kan naturligtvis inte flyga sÄ lÄngt. Den typiska lÀngden pÄ en lÄngdistansrutt i tÀvlingar, enligt Lesofsky, Àr omkring 1000 km, och fÄglarna flyger den med en genomsnittlig hastighet pÄ cirka 70 km/h. PÄ kortare avstÄnd Àr sprinters kapabla att nÄ hastigheter pÄ upp till 177 km/h.
Sammanfattningsvis, om vi laddar en tamduva till dess maximala lastkapacitet pĂ„ 75 gram med microSD-kort pĂ„ 1 Tb, dĂ€r varje kort vĂ€ger 250 mg, skulle duvan kunna bĂ€ra 300 Tb data. Om den flög strĂ€ckan frĂ„n San Francisco till New York (4130 km) med maximal sprinthastighet, skulle den nĂ„ en datapreninghastighet pĂ„ 12 Tb/timme eller 28 Gbit/s, vilket Ă€r betydligt högre Ă€n de flesta internetanslutningar. I USA, till exempel, observeras den snabbaste genomsnittliga nedladdningshastigheten i Kansas City, dĂ€r Google Fiber överför data med en hastighet pĂ„ 127 Mbit/s. Vid denna hastighet skulle det ta 240 dagar att ladda ner 300 Tb â under den tiden skulle vĂ„r duva kunna flyga runt jorden 25 gĂ„nger.
Anta att det hĂ€r exemplet inte verkar sĂ€rskilt realistiskt, eftersom det handlar om en superduva, sĂ„ lĂ„t oss sĂ€nka tempot. LĂ„t oss ta en mer genomsnittlig flyghastighet pĂ„ 70 km/h och lasta duvan med hĂ€lften av den maximala lasten i terabyte-minneskort â 37,5 gram. ĂndĂ„, Ă€ven om vi jĂ€mför detta med en mycket snabb gigabitanslutning, vinner duvan. Duvan kommer att kunna flyga runt mer Ă€n hĂ€lften av jordklotet under den tid vĂ„r filöverföring slutförs, vilket innebĂ€r att det skulle gĂ„ snabbare att skicka data med en duva bokstavligen till vilken plats som helst pĂ„ jorden Ă€n att anvĂ€nda internet för att överföra dem.
SjÀlvklart handlar denna jÀmförelse om ren bandbredd. Vi tar inte hÀnsyn till tid och anstrÀngning för att kopiera data till microSD-kort, att lasta dem pÄ duvan och att lÀsa datan nÀr fÄgeln nÄr destinationen. Fördröjningarna Àr uppenbarligen höga, sÄ nÄgot annat Àn enkelriktad överföring skulle vara opraktiskt. Den största begrÀnsningen Àr att postduvan endast flyger i en riktning och till en destination, sÄ du kan inte vÀlja mÄlet för dataskickningen, och du mÄste ocksÄ transportera duvorna dit du tÀnker skicka dem vilket ocksÄ begrÀnsar deras praktiska anvÀndning.
Men faktum kvarstĂ„r â Ă€ven med realistiska uppskattningar av nyttolast och flyghastighet för duvan, samt internetanslutningen, Ă€r det svĂ„rt att övertrĂ€ffa duvans rena bandbredd.
Med allt detta sagt, Àr det vÀrt att nÀmna att datatransfer med duvor testades i den verkliga vÀrlden, och de klarade sig ganska bra. En grupp anvÀndare frÄn Bergen Linux i Norge Är 2001 , och skickade en ping med varje duva över en strÀcka av 5 km:
Pingen skickades ungefÀr klockan 12:15. Vi beslutade att ha ett intervall pÄ 7,5 minuter mellan paketen, vilket i teorin skulle innebÀra att ett par paket skulle förbli obesvarade. Men allt gick inte riktigt som planerat. En flock duvor flög över vÄr granne. Och vÄra duvor ville inte flyga raka vÀgen hem, de ville först flyga runt med de andra duvorna. Och vem kan klandra dem för det, med tanke pÄ att solen sken för första gÄngen efter ett par molniga dagar?
Men deras instinkter segrade, och vi sÄg hur ett par duvor, efter att ha lekt i ungefÀr en timme, skildes frÄn flocken och flög i rÀtt riktning. Vi jublade. Och det var verkligen vÄra duvor, eftersom vi snart efter detta fick en rapport frÄn en annan punkt om att en duva landade pÄ taket.
Till slut anlÀnde den första duvan. Datapaketet togs försiktigt bort frÄn dess ben, packades upp och skannades. Efter en manuell kontroll av OCR och rÀttande av nÄgra fel godkÀndes paketet som giltigt, och vÄrt jubel fortsatte.
För verkligt stora datamĂ€ngder (sĂ„ stora att det blir svĂ„rt att hantera det nödvĂ€ndiga antalet duvor) mĂ„ste man fortfarande anvĂ€nda fysiska metoder för transport. Amazon erbjuder en tjĂ€nst â en 45-fots transportbehĂ„llare pĂ„ en lastbil. En Snowmobile kan transportera upp till 100 PB (100 000 TB) data. Den kommer inte att röra sig lika snabbt som en motsvarande flock av nĂ„gra hundra duvor, men det Ă€r lĂ€ttare att arbeta med den.
Största delen av mÀnniskor verkar vara nöjda med den extremt lÄngsamma uppladdningen och de Àr inte sÀrskilt intresserade av att investera i egna postduvor. Det krÀver verkligen mycket arbete, sÀger Drew Lesofski, och duvor beter sig vanligtvis inte som datapaket:
GPS-teknologin hjÀlper allt mer postduvans Àlskare, och vi fÄr en bÀttre förstÄelse för hur vÄra duvor flyger och varför vissa flyger snabbare Àn andra. Den kortaste linjen mellan tvÄ punkter Àr en rak linje, men duvor flyger sÀllan i en rak linje. De gör ofta zickzack, flyger ungefÀr i rÀtt riktning och justerar sedan kursen nÀr de nÀrmar sig destinationen. Vissa av dem Àr fysiskt starkare och flyger snabbare, men en duva som Àr bÀttre pÄ att orientera sig, har inga hÀlsoproblem och Àr fysiskt trÀnad kan övertrÀffa en snabbt flygande duva med dÄlig kompass.
Lesofski litar nog pÄ duvor som datatransportörer: "Jag skulle helt sÀkert skicka information med mina duvor", sÀger han, samtidigt som han tÀnker pÄ felkorrigering. "Jag skulle slÀppa ut minst tre samtidigt för att sÀkerstÀlla att Àven om en har en dÄlig kompass, sÄ har de tvÄ andra bÀttre, och i slutÀndan blir hastigheten för alla tre högre."
Problemen med implementeringen av IPoAC och ökad pÄlitlighet hos tillrÀckligt snabba (och ofta trÄdlösa) nÀtverk innebÀr att en stor del av tjÀnster som förlitade sig pÄ duvor (och det var mÄnga) under de senaste decennierna har gÄtt över till mer traditionella metoder för datatransmission.
Och pÄ grund av allt förberedelsearbete behövs för att stÀlla in ett datatransmissionssystem med duvor, kan jÀmförbara alternativ (som drönare med fasta vingar) bli mer genomförbara. Men trots allt har duvor fortfarande vissa fördelar: de Àr skalbara, arbetar för nÀstan ingenting, Àr mer pÄlitliga, de har ett mycket komplext system för att undvika hinder bÄde pÄ mjukvarunivÄ och pÄ hÄrdvarunivÄ, och de kan ladda sig sjÀlva.
Hur kommer allt detta att pÄverka framtiden för standarden IPoAC? Det finns en standard, den Àr tillgÀnglig för alla, om Àn lite absurd. Vi frÄgade Brian Carpenter om han förbereder nÄgra uppdateringar av standarden, och han berÀttade att han övervÀger om duvor skulle kunna transportera kubiter. Men Àven om IPoAC Àr lite komplicerat (och lite löjligt) för dina specifika datatransmissionsbehov, kommer olika nÀtverk för alternativ kommunikation förbli nödvÀndiga pÄ kort sikt, och vÄr förmÄga att generera enorma mÀngder data fortsÀtter att vÀxa snabbare Àn vÄra möjligheter att överföra dem.
Tack till anvÀndaren AyrA_ch för att ha pekat ut information med sin , och för den anvÀndbara , som hjÀlper till att berÀkna hur mycket snabbare duvor verkligen Àr Àn andra metoder för datatransmission.
KĂ€lla: habr.com
