A Perenet baseada em pombos ainda é a maneira mais rápida de transferir grandes quantidades de informações.

Um pombo-correio carregado com cartões microSD é capaz de transferir grandes quantidades de dados de maneira mais rápida e barata do que quase qualquer outro método.

Nota perev.: embora o original deste artigo tenha aparecido no site do IEEE Spectrum em 1º de abril, todos os fatos listados nele são bastante confiáveis.

Em fevereiro, a SanDisk anunciou o lançamento do primeiro cartão flash microSD de terabyte do mundo. Como outros cartões deste formato, é minúsculo, medindo apenas 15 x 11 x 1 mm e pesando 250 mg. Ele pode caber uma quantidade incrível de dados em um espaço físico muito pequeno e você pode comprá-lo por US $ 550. Para você entender, os primeiros cartões microSD de 512 GB apareceram apenas um ano antes, em fevereiro de 2018.

Estamos tão acostumados com a velocidade do progresso no campo da tecnologia de computadores que esses aumentos na densidade de unidades permanecem praticamente sem supervisão e, às vezes, recebem um comunicado de imprensa e alguns artigos de blog. Mais interessante (e provavelmente levando a conseqüências mais sérias) é a rapidez com que nossa capacidade de gerar e armazenar dados está crescendo em comparação com a capacidade de transferi-los por redes acessíveis à maioria das pessoas.

Esse problema não é novo e, por várias décadas, vários tipos de hitronetes foram usados ​​para transportar dados fisicamente de um lugar para outro - a pé, pelo correio ou por métodos mais exóticos. Um dos métodos de transferência de dados, que tem sido usado ativamente nos últimos mil anos, são os pombos-correio, capazes de viajar centenas ou mesmo milhares de quilômetros, voltar para casa e usar técnicas de navegação, cuja natureza ainda não foi estudada com precisão. Acontece que, em termos de largura de banda (a quantidade de dados transmitidos por uma determinada distância por um certo tempo), o "peronet" baseado em pombos permanece mais eficiente do que as redes típicas.


Do “padrão para transmissão de datagramas IP pelas transportadoras aéreas”

Em 1º de abril de 1990, David Weizmann propôs ao RFC ( Internet Engineering Council - Pedido de Comentários), intitulado “ Padrão de transmissão de datagramas de IP da transportadora aérea ”, agora conhecido como IPoAC. A RFC 1149 descreve o “método experimental de encapsular datagramas IP em transportadoras aéreas” e possui várias atualizações relacionadas à qualidade do serviço e à transição para o IPv6 (publicado em 1º de abril de 1999 e 1º de abril de 2011, respectivamente).

O envio de RFC no dia da mentira de abril é uma tradição iniciada em 1978 com o RFC 748, que sugeria que após o envio do comando IAC DONT RANDOMLY-LOSE ao servidor de telnet, o servidor pararia de perder dados aleatoriamente. Boa ideia, certo? E esse é um dos recursos da RFC do dia da mentira, explica Brian Carpenter , que liderou o grupo de trabalho de redes do CERN de 1985 a 1996, que presidiu a IETF de 2005 a 2007 e agora mora na Nova Zelândia. "Deve ser tecnicamente viável (ou seja, não violar as leis da física), e você deve ler pelo menos uma página antes de perceber que isso é uma piada", diz ele. "E, claro, ele deve ser absurdo."

Carpenter, junto com seu colega Bob Hinden, escreveram eles mesmos os RFCs do April Fools 'Day, que descreviam a atualização do IPoAC para o IPv6 em 2011. E mesmo duas décadas após sua introdução, o IPoAC ainda é bem conhecido. "Todo mundo sabe sobre transportadoras aéreas", disse Carpenter. “Um dia, Bob e eu conversamos em uma reunião da IETF sobre a disseminação do IPv6, e a ideia de adicioná-lo ao IPoAC surgiu muito naturalmente.”

A RFC 1149 , que originalmente definiu o IPoAC, descreve os muitos benefícios do novo padrão:

Muitos serviços diferentes podem ser fornecidos priorizando a hierarquia. Além disso, há um reconhecimento e destruição internos de worms. Como o IP não garante 100% da entrega de pacotes, a perda de operadora pode ser conciliada. Com o tempo, as operadoras se recuperam. A transmissão não está definida e uma tempestade pode levar à perda de dados. É possível fazer tentativas persistentes de entrega antes que a transportadora caia. Os rastreamentos de auditoria são gerados automaticamente; geralmente podem ser encontrados em bandejas de cabos e em logs . log significa "log" e "log para registros" / aprox. perev. ]

A atualização de melhoria da qualidade (RFC 2549) adiciona vários detalhes importantes:

O multicasting, embora suportado, requer a implementação de um dispositivo para clonagem. Os transportadores podem se perder se estiverem localizados em uma árvore cortada. As transportadoras são distribuídas pela árvore de herança. As transportadoras TTL tiveram em média 15 anos, em média, pelo que a sua utilização na expansão de pesquisas em anel é limitada.

As avestruzes podem ser consideradas transportadoras alternativas, possuindo capacidades muito maiores para a transferência de grandes quantidades de informações, mas proporcionando entrega mais lenta e exigindo pontes entre diferentes áreas.

Uma discussão adicional sobre a qualidade do serviço está disponível no Guia Michelin .

Uma atualização do Carpenter descrevendo o IPv6 para IPoAC, entre outras coisas, menciona possíveis dificuldades com o roteamento de pacotes:

A passagem de transportadoras pelo território de transportadoras semelhantes a elas, sem estabelecer acordos sobre troca equitativa de informações, pode levar a uma mudança acentuada de rota, loop de pacotes e entrega fora de ordem. A passagem de transportadoras pelo território de predadores pode levar a uma perda significativa de pacotes. É recomendável que esses fatores sejam considerados no algoritmo de compilação da tabela de roteamento. Aqueles que implementarem essas rotas para garantir a entrega confiável devem considerar o roteamento com base em políticas que ignoram áreas com predominância de transportadoras locais e predadoras.

Há evidências de que algumas transportadoras tendem a comer outras e transportar ainda mais a carga útil consumida. Talvez isso sirva como um novo método para encapsular pacotes IPv4 em pacotes IPv6 ou vice-versa.

O padrão IPoAC foi proposto em 1990, mas as mensagens com pombos-correio foram enviadas por muito mais tempo: a foto mostra o envio de um pombo-correio na Suíça, entre 1914 e 1918

É lógico esperar de um padrão, cujo conceito foi inventado em 1990, que o formato original para transmissão de dados via IPoAC estivesse associado à impressão de caracteres hexadecimais no papel. Desde então, muita coisa mudou, e a quantidade de dados que se encaixa no volume e peso físico determinado aumentou incrivelmente, apesar do fato de a carga útil de um pombo individual permanecer a mesma. Os pombos são capazes de transportar uma carga útil de uma porcentagem significativa de seu peso corporal - o pombo-correio médio pesa cerca de 500 gramas e, no início do século 20, eles podiam carregar câmeras de 75 gramas para reconhecimento no território inimigo.

Conversamos com Drew Lesofsky , um amante das corridas de pombos de Maryland, e ele confirmou que os pombos podem transportar facilmente até 75 gramas (e talvez um pouco mais) "durante o dia a qualquer distância". Ao mesmo tempo, eles podem voar a uma distância considerável - um pássaro destemido detém o recorde mundial do pombo-correio, que conseguiu voar de Arras na França até sua casa na cidade de Ho Chi Minh, no Vietnã, tendo percorrido 11.500 km em 24 dias. A maioria dos pombos-correio, é claro, não é capaz de voar tão longe. Segundo Lesofsky, um comprimento típico de uma longa pista de corrida é de cerca de 1000 km, e os pássaros a superam a uma velocidade média de cerca de 70 km / h. Em distâncias mais curtas, os velocistas podem atingir velocidades de até 177 km / h.

Juntando tudo isso, pode-se calcular que, se carregarmos o pombo-correio até sua capacidade máxima de carga de 75 gramas com cartões microSD de 1 TB, cada um dos quais pesando 250 mg, o pombo poderá transportar 300 TB de dados. Tendo cruzado o caminho de São Francisco para Nova York (4.130 km) na velocidade máxima de corrida, ele teria atingido uma taxa de transferência de dados de 12 Tb / h, ou 28 Gb / s, que é várias ordens de magnitude mais altas que a maioria das conexões à Internet. Nos EUA, por exemplo, a velocidade média de download mais rápida é observada em Kansas City, onde os dados são transmitidos via Google Fiber a uma velocidade de 127 Mbps. A tal velocidade, levaria 240 dias para baixar 300 TB - e durante esse período, nosso pombo conseguiria voar ao redor do mundo 25 vezes.



Suponha que este exemplo não pareça muito realista, porque descreve algum tipo de super-azul, então vamos devagar. Vamos pegar uma velocidade média de vôo de 70 km / h e carregar o pássaro com metade da carga máxima em cartões de memória terabyte - a 37,5 gramas. E ainda assim, mesmo se compararmos esse método com uma conexão gigabit muito rápida, o pombo vence. Um pombo poderá circunavegar mais da metade do globo durante o tempo até a transferência de arquivos terminar, o que significa que será mais rápido enviar dados para um pombo literalmente em qualquer lugar do mundo do que usar a Internet para transferi-los.

Naturalmente, esta é uma comparação de largura de banda pura. Não levamos em conta o tempo e o esforço para copiar dados para cartões microSD, carregá-los em um pombo e ler dados sobre a chegada de um pássaro ao seu destino. Como os atrasos são obviamente altos, qualquer coisa que não seja a transmissão unidirecional será impraticável. A maior limitação é que o pombo-correio voa em apenas uma direção e um destino; portanto, você não pode escolher o objetivo de enviar os dados e também transportar os pombos para onde os enviará, o que também limita seu uso prático. .

No entanto, o fato permanece - mesmo com estimativas realistas da carga útil e velocidade do pombo, bem como da conexão com a Internet, o rendimento líquido do pombo não é fácil de superar.

Diante de tudo isso, vale ressaltar que a transmissão de dados pelos pombos foi verificada no mundo real e eles lidaram bem com isso. Um grupo de usuários do Bergen Linux da Noruega em 2001 implementou com sucesso o IPoAC , enviando um ping com cada pombo a uma distância de 5 km:

O ping foi enviado por volta das 12:15. Decidimos fazer um intervalo de 7,5 minutos entre os pacotes, o que idealmente deveria levar alguns pacotes a permanecerem sem resposta. No entanto, tudo deu errado. No nosso vizinho, um bando de pombos sobrevoou o local. E nossos pombos não queriam voar direto para casa, primeiro queriam voar com outros pombos. E quem pode culpá-los por isso, dado que o sol apareceu pela primeira vez depois de alguns dias nublados?

No entanto, seus instintos venceram, e vimos como, depois de brincar por cerca de uma hora, dois pombos se separaram do bando e seguiram na direção certa. Nós nos regozijamos. E realmente eram nossos pombos, porque logo depois recebemos um relatório de outro ponto em que o pombo pousou no telhado.

Finalmente, o primeiro pombo chegou. O pacote de dados foi cuidadosamente removido de sua pata, desembalado e digitalizado. Depois de verificar manualmente o OCR e corrigir alguns erros, o pacote foi aceito como válido e nossa alegria continuou.

Para quantidades realmente grandes de dados (de modo que o número necessário de pombos se torne difícil de manter), ainda é necessário usar métodos físicos de movimentação. A Amazon oferece o Snowmobile , um contêiner de transporte de caminhão de 45 pés. Um único Snowmobile pode transportar até 100 PB (100.000 TB) de dados. Não se moverá tão rápido quanto o bando equivalente a várias centenas de pombos, mas será mais fácil trabalhar com ele.

Aparentemente, a maioria das pessoas está satisfeita com um download extremamente tranqüilo e não está muito interessada em investir em seus próprios pombos-correio. Isso realmente exige muito trabalho, diz Drew Lesofsky, e os próprios pombos geralmente se comportam, não como pacotes de dados:

A tecnologia GPS está cada vez mais ajudando os entusiastas das corridas de pombos, e temos uma idéia melhor de como nossos pombos voam e por que alguns voam mais rápido que outros. A linha mais curta entre dois pontos será uma linha reta, mas os pombos raramente voam em linha reta. Eles costumam desenhar ziguezagues, voando aproximadamente na direção certa e depois ajustando o curso, aproximando-se do destino. Alguns deles são fisicamente mais fortes e voam mais rápido, mas um pombo mais orientado, sem problemas de saúde e com treinamento físico, pode superar um pombo voador rápido com uma bússola ruim.

Lesofsky confia nos pombos o suficiente como portadores de dados: "Eu enviava informações com confiança com meus pombos", diz ele, enquanto cuida da correção de erros. "Eu emitiria pelo menos três ao mesmo tempo para garantir que, mesmo que um deles tenha uma bússola ruim, os outros dois tenham uma melhor bússola e, no final, a velocidade dos três seja maior."

Problemas com a implementação do IPoAC e o aumento da confiabilidade de redes rápidas o suficiente (e geralmente sem fio) significam que a maioria dos serviços que dependiam de pombos (e havia muitos) passou para os métodos mais tradicionais de transferência de dados nas últimas décadas.

E devido a todos os preparativos preliminares necessários para equipar o sistema de transmissão de dados com pombos, alternativas comparáveis ​​(como drones de asa fixa) podem se tornar mais viáveis. No entanto, os pombos ainda têm algumas vantagens: eles escalam bem, trabalham para sementes, são mais confiáveis, têm um sistema muito sofisticado para evitar obstáculos tanto no nível do software quanto no nível do ferro, e são capazes de se recarregar.

Como tudo isso afetará o futuro do IPoAC? Existe um padrão, está disponível para todos, embora um pouco absurdo. Perguntamos a Brian Carpenter se ele estava preparando as próximas atualizações do padrão e ele disse que estava pensando se os pombos seriam capazes de transferir qubits. Mas mesmo que o IPoAC seja um pouco complicado (e um pouco bobo) para as suas necessidades de transferência de dados, todos os tipos de redes de comunicação não padrão permanecerão necessárias no futuro próximo, e nossa capacidade de gerar grandes quantidades de dados continua a crescer mais rapidamente do que a capacidade de transferi-los.

Agradecemos ao usuário AyrA_ch por apontar as informações com seu post no Reddit e pela conveniente calculadora IPoAC , que ajuda a calcular como os pombos estão realmente à frente de outros métodos de transferência de dados.