Опыт конечных пользователей и известные примеры использования надежного межпланетного интернета

Недавно узнав о Межпланетном Интернете , разрабатываемом Лабораторией реактивного движения НАСА и вдохновленный романом Кима Стэнли Робинсона « 2312 », я начал задаваться вопросом о реальной реальности плотной информационной сети, охватывающей всю Солнечную систему.

Вопрос

  • Для чего обычный пользователь будет использовать такую ​​сеть?
  • Насколько надежно это будет работать?
  • Какова будет ожидаемая пропускная способность?
  • Будет ли его использование непомерно дорогим?
  • И каково было бы на самом деле использовать такую ​​систему?

Соображения

Во-первых, там будет сетевая инфраструктура. Ретрансляционные кластеры находятся на различных орбитах вокруг планет и Солнца, некоторые даже вокруг карликовых планет или астероидов.

Во-вторых, методы передачи будут такими, какие нам известны в настоящее время: лазер и радио (и датамулы, где это необходимо).

В-третьих, будет значительная диаспора человечества по всей Солнечной системе. Хотя путешествия относительно дешевы, они не обязательно удобны.

РЕДАКТИРОВАТЬ (14.08.2016), намеки на пропускную способность: НАСА протестировало широкополосный лазер Луна-Земля в 2013 году, достигнув хороших 622 Мбит/с на маленьком маломощном устройстве. В 2017 году они тестируют более совершенную установку: «LCRD сможет передавать 1,25 Гбит/с закодированного трафика или 2,88 Гбит/с некодированных данных с использованием лазерного оборудования длиной всего четыре дюйма, потребляющего значительно меньше энергии, чем система радиосвязи. ." Ссылка на статью. Захватывающие времена!

Более интересной, чем пропускная способность, будет задержка. Быстрый поиск показывает, что передача сигнала занимает от 5 до 20 минут. Запрос какой-либо статьи в Википедии занял бы как минимум вдвое больше времени (без кэшированных значений), поэтому быстрый просмотр ссылки занял бы вечность. Это может подтолкнуть провайдера IaaS, который автоматически реплицирует ваш Контент на разных планетах, чтобы позволить всем в Солнечной системе доступ к вашим услугам приемлемым образом.
Шифрование было бы важно, потому что нет возможности физически защитить соединение между двумя небесными телами. Однако современные протоколы требуют многократных круговых обходов для установления зашифрованного соединения, что недопустимо из-за времени задержки. Потребуются разные протоколы.
Да, это интересные моменты. Они также упоминаются в статье Википедии о Межпланетном Интернете. Меня больше интересует реальная роль межпланетного интернета как средства обмена информацией и то, как это связано с реальными профилями использования и пользовательским опытом. Не могли бы вы уточнить это?
Привет, водрилус. Это полностью ваш выбор, когда и какой ответ принять, но, поскольку вы здесь новичок, я хочу отметить, что обычно рекомендуется подождать хотя бы день или два, прежде чем принять ответ. Ответы о построении мира, как правило, довольно длинные и подробные, и на их написание может уйти некоторое время; кроме того, разные люди активны на сайте в разное время суток. Ожидание по крайней мере в течение дня, прежде чем принять ответ, повышает шансы на получение ответов, которые рассматривают вопрос с разных точек зрения или являются более подробными.
Спасибо, я, должно быть, был немного нетерпелив из-за того, что кто-то другой думает о вещах, о которых думаю я сам. @lokimidgard, без обид, но я пока удаляю состояние принятия . Надеюсь, это кошерно?
@Philipp Текущие протоколы будут работать нормально, потому что эти несколько циклов могут произойти до выбора данных. Для установки зашифрованных ссылок потребуется несколько часов, но затем их можно будет использовать напрямую без задержки.

Ответы (3)

На самом деле существует сеть со свойствами, подобными тем, которые можно было бы увидеть в межпланетной версии Интернета. Мы можем использовать его для сравнения.

Называется Фидонет .

FidoNet использует архитектуру с промежуточным хранением, чтобы справиться с высокой стоимостью передачи на большие расстояния и пакетной обработкой сообщений и запросов. Он имеет очень иерархическую структуру адресов, где адреса узлов кодируют информацию о местоположении каждого узла. Связь между узлами исторически осуществлялась по коммутируемым модемным каналам связи, но также использовались каналы Интернета.

Три основные услуги, предоставляемые FidoNet, — это нетмейл, эхопочта и запросы файлов (частоты).

Netmail — это, в основном, индивидуальная связь, аналогичная электронной почте в Интернете. Это то, на чем построены все другие услуги, предоставляемые через FidoNet, подобно тому, как все в Интернете построено на основе IP.

Echomail — это общение «один ко многим», в принципе похожее на Usenet или более поздние веб-форумы или сайты вопросов и ответов.

Freqs обычно представляет собой коммуникацию между человеком и системой с целью получения файлов, предоставляемых удаленной системой. Он часто, но не исключительно, использовался для распространения программного обеспечения, когда каждая система не должна была иметь все локально доступное. В то время, когда значительная емкость хранилища требовала огромных затрат, это помогло снизить первоначальные затраты на настройку узла, но превратило эти затраты в текущие расходы на передачу файлов, запрашиваемых пользователями. Из-за этих текущих расходов чрезмерная частота часто считалась неуважением.

Поскольку в FidoNet использовались методы хранения и переадресации и часто многократные переходы, время доставки в часы или дни не было редкостью. Поскольку модемные соединения были нормой во времена славы FidoNet, вместо того, чтобы связывать телефонную линию (и препятствовать тому, чтобы другие могли связаться с узлом, на котором вы находились), чтение и запись сообщений в автономном режиме, а затем подключение для пакетной передачи чего-либо нового было общий. Существовало несколько специализированных программных пакетов, которые предоставляли хороший, относительно удобный пользовательский интерфейс для управления сетевой почтой, эхопочтой и частотами. Системы часто обменивались сообщениями ночью, так как ожидалось не только меньшее использование, но и стоимость.

FidoNet также разрешал «аварийную почту», которая обычно предназначалась для высокоприоритетного трафика. Crashmail был идентичен netmail, но запрашивал любую систему, через которую он проходил, чтобы передать трафик как можно быстрее. Необоснованное использование аварийной почты считалось чрезвычайно грубым, поскольку оно влекло за собой дополнительные расходы для каждого системного администратора на пути доставки сообщений, но оно имело законное применение. Некоторые системы запрещали аварийную почту, рассматривая ее как обычную нетмейл.

Посмотрите, как это может быть похоже на реальное функционирование межпланетного Интернета?

  • Ссылки прерывистые. Развертывание достаточного количества узлов, чтобы всегда гарантировать прямой путь от одной конечной точки к другой, вероятно, будет непомерно дорогим, и узлы будут время от времени отключаться от сети по целому ряду причин, а узлы иногда будут заняты обработкой (возможно, более высокой) приоритет) трафика к или от другого узла. Архитектура с промежуточным хранением уменьшает влияние такой прерывистости на конечного пользователя; конечный пользователь просто увидит, что доставка сообщения заняла немного больше времени, и если они посмотрят данные трассировки (аналогичные Received:заголовкам электронной почты), они могут увидеть, что данные пошли по неожиданному пути к месту назначения или даже были перенаправлены. в пути.
  • Скорость задержки распространения света значительна. На Земле даже задержка распространения в одну секунду — это много времени; для межпланетного Интернета требуется одна секунда, чтобы добраться с Земли до земной Луны, не говоря уже об отправке подтверждения обратно. Любая форма интерактивного использования будет чрезмерно медленной, поэтому имеет смысл пакетная обработка, скорее всего, на основе сообщений.

Объедините эти две вещи, и мы получим сеть, основанную на идее принятия какого-то «сообщения» или «пакета», принятия на себя ответственности за его доставку и организации его возможной доставки на базовую станцию ​​рядом с получателем.(где «рядом» может означать «на той же планете»), откуда он будет маршрутизироваться способом, более подходящим для планетарного трафика. Находясь на межпланетном уровне, трафик может затем направляться различными методами или ссылками, в зависимости от его приоритета и того, какие ссылки в настоящее время находятся в сети и доступны. Соответственно, с пользователей могут взиматься разные тарифы за трафик с разным приоритетом, а некоторые классы сверхвысокого приоритета могут быть ограничены определенными пользователями сети или даже самой сети. Соответственно, трафик с самым низким приоритетом может просто доставляться на транспортном космическом корабле со всеми вытекающими отсюда последствиями с точки зрения времени доставки.

Под капотом сильная криптография и расширенные алгоритмы сжатия и исправления ошибок, скорее всего, будут использоваться для обнаружения и исправления повреждения данных, уменьшения объема данных, которые необходимо передать, обеспечения конфиденциальности данных от перехватчиков и обеспечения того, чтобы правильный пользователь должным образом оплачивается их собственный трафик, а не чей-либо еще, среди других возможных применений. Помните, что на любом расстоянии, напоминающем межпланетное расстояние, пропускная способность имеет большое значение (наземное соединение с моим домом может в значительной степени насытить это примерно гигабитом в секунду, о котором вы упомянули, что НАСА играет с LCRD в следующем году, если я просто поговорю со своим интернет-провайдером и платят за большую пропускную способность в восходящем направлении), а повторные передачи очень дороги для сети, поэтому есть стимулы максимально сократить и то, и другое.

Таким образом, мы можем ответить на ваши вопросы.

Для чего обычный пользователь будет использовать такую ​​сеть?

Коммуникации, ориентированные на пакеты или сообщения. Доставка чего-либо для любого использования в режиме реального времени занимает слишком много времени, поэтому, как только вы покидаете планетарную сеть своей планеты (которая может включать луны и космические корабли на орбите этой планеты), вы отказываетесь от немедленного ответа.

Таким образом, для межпланетного трафика пользовательский опыт будет больше похож на отправку бумажной почты, или публикацию на веб-форуме, или отправку электронной почты и ожидание ответа, чем обмен мгновенными сообщениями или видео. чат. Если доступна достаточная пропускная способность, то, безусловно, можно отправлять изображения, аудио или видео туда и обратно, но прямое взаимодействие с человеком или системой на другом конце соединения, как правило, нецелесообразно просто из-за присущей физической дистанции задержки. вовлечены, не говоря уже о тех, которые потенциально могут быть введены из-за отсутствия полного прямого пути между двумя конечными точками в то время.

Насколько надежно это будет работать?

Сеть с промежуточным хранением может быть очень надежной (почти произвольно надежной), особенно если отдельные узлы и переходы по каналам связи достаточно надежны, а переходы достаточно короткие, чтобы немедленное подтверждение от следующего узла было разумным. Поскольку любой узел будет хранить сообщение, по крайней мере, до тех пор, пока он не получит подтверждение от следующего узла по пути, что сообщение было успешно получено и прошло все соответствующие проверки, сообщение всегда может быть передано повторно, возможно, через другой узел или путь. если возникнет необходимость. Заимствование из одного подхода к смягчению проблемы двух генералов, высокоприоритетный трафик может отправляться по нескольким путям одновременно, чтобы повысить шансы на то, что одна из копий пройдет быстро, если узел на пути станет недоступен, пока сообщение находится в пути. Узлы, вероятно, будут сделаны достаточно автономными, чтобы они могли сами определять наиболее подходящий «следующий» (ближе к конечному пункту назначения) узел для отправки данных, что позволило бы сети изящно обрабатывать узлы, становящиеся недоступными, пока данные находятся в состоянии. транзит.

Какова будет ожидаемая пропускная способность?

Невозможно сказать. В конечном итоге ограничивающим фактором, вероятно, станет теорема Шеннона-Хартли , дающая максимальную теоретическую скорость передачи информации канала связи с заданной полосой пропускания и заданным отношением сигнал/шум. Мы можем улучшить отношение сигнал/шум, увеличив мощность передатчика, но это потребует затрат энергии. Это одно из мест, где могут использоваться различные классы трафика; сообщение с высоким приоритетом может потребовать использования некоторой резервной емкости батареи для увеличения выходной мощности передатчика, чтобы помочь обеспечить его успешную доставку, за счет снижения возможности сделать это снова в ближайшем будущем (пока батареи не будут перезаряжены от любого основного устройства). источник электроэнергии, такой как солнечные батареи или РИТЭГи , которые использует узел).

Будет ли его использование непомерно дорогим?

Не обязательно, но это во многом зависит от вашего определения «непомерно». Как я уже говорил, разные приоритеты трафика могут тарифицироваться по разным тарифам, и пользователь будет выбирать уровень приоритета трафика, соответствующий отправляемому сообщению или запросу, который он делает. Подавляющее большинство трафика, скорее всего, будет использовать какую-либо «массовую» классификацию, которая в основном означает максимальные усилия и передачу всякий раз, когда сеть в противном случае простаивала бы, без каких-либо гарантий реального времени доставки. Классы с более высоким приоритетом будут использоваться для любого трафика, который требует какой-либо формы ускоренной доставки, вроде того, как вы можете выбирать между приоритетной почтой и экономичной почтой при отправке почтового пакета кому-либо.

Основные затраты на что-то подобное будут связаны с развертыванием большого количества узлов, которые потребуются для обеспечения разумных задержек. Эти затраты должны быть каким -то образом возмещены , и вполне вероятно, что сборы с пользователей и сборы за передачу данных будут основной частью возмещения затрат на создание сети. Поскольку в вашем мире «путешествия относительно дешевы», но «не обязательно удобны», стоимость создания сети может быть ниже, чем в нашем мире, и конечная стоимость использования сети конечным пользователем должна, в идеальный мир, отражают более низкие затраты для сетевого оператора. Будут постоянные затраты на замену узлов, которые станут непригодными для использования по разным причинам, но при предварительном планировании эти затраты могут быть распределены по времени.

Каково было бы на самом деле использовать такую ​​систему?

Вы бы рассмотрели все довольно тщательно. Не только потому, что даже в лучшем случае доставка может легко занять несколько часов (и, скорее всего, не будет гарантированного способа отозвать или изменить сообщение после его отправки), но также и потому, что вы теряете большую часть доступной обратной связи. с сегодняшним земным Интернетом, где время прохождения трафика туда и обратно измеряется долями секунды.

Использование межпланетной сети, вероятно, будет больше похоже на электронную почту, FidoNet или даже заказ по почте, чем на небрежное серфинг в Интернете, просматривая все, что вам кажется интересным. Планетное локальное хранилище и подготовка «пакетов» будут абсолютным требованием, чтобы сделать работу конечного пользователя разумной.

См. также: Usenet, группы новостей, которые (первоначально) использовали протокол промежуточного хранения, что приводило к задержке от нескольких часов до нескольких дней. У людей все еще были групповые беседы, но было немало дублирования.
В этом интервью Винта Серфа о Межпланетном Интернете упоминаются аналогичные протоколы, которые в настоящее время используются (или тестируются?) саамскими оленеводами в Северной Швеции .

Для чего обычный пользователь будет использовать такую ​​сеть?

Ну, мы говорим о межпланетном Интернете , поэтому пользователь будет (захотят) использовать его для того, что мы используем сегодня.

  • Коммуникация
  • Информация
  • Развлекательная программа

Насколько надежно это будет работать?

Я бы предположил, что сеть будет очень надежной (на более высоком уровне). Вопрос не в том, придет ли сообщение, а когда. Однако помехи могли задержать сообщение на часы (или дни?).

Какова будет ожидаемая пропускная способность?

Я думаю, что мы можем построить сеть с достаточной пропускной способностью, но я не нашел информации об этом. Итак, остальная часть моего ответа предполагает, что у нас достаточно пропускной способности.

Будет ли его использование непомерно дорогим?

Я думаю, что сеть будет довольно дорогой. Однако не обязательно для конечного пользователя. Общесистемный Интернет может субсидироваться правительством и поставщиком контента, которые хотят продавать контент пользователям. Вот что происходит сегодня в не столь густонаселенных регионах, чтобы там был быстрый интернет.

И каково было бы на самом деле использовать такую ​​систему?

Если пользователь получит доступ к планетарным (его текущему местоположению) ресурсам, разницы с сегодняшним днем ​​не будет. Однако как только он на самом деле воспользуется межпланетной сетью, что-то, скорее всего, резко изменится.

Развлекательная программа

Любая онлайн-игра с взаимодействием в реальном времени не будет работать. У вас все еще может быть что-то вроде гонок с призраками других игроков, простые таблицы лидеров или игра в шахматы. Как в то время, когда вы играли в шахматы по почте (не по электронной почте).

Мгновенное видео не было бы таким мгновенным, если бы оно нигде не кэшировалось. Крупные игроки могли бы хранить копии всего контента в разных центрах обработки данных по всей системе. Однако, если вы хотите использовать сервис, который этого не предоставляет, вопрос будет не в том, «что нам смотреть (сейчас)», а в том, «что нам смотреть завтра». Таким образом, вы будете запрашивать контент и смотреть его, когда он появится. Если у вас есть подписка на серию, они начнут присылать вам копию для просмотра в автономном режиме, как только она будет выпущена (возможно, все еще с защитой DRM).

Информация

Новости будут как сегодня. Вы все равно будете уведомлены, но это займет больше времени. Это может привести к возврату к традиционным средствам массовой информации. Если вам нужно подождать несколько часов, чтобы получить вашу информацию, возможно, вы можете подождать еще час, чтобы получить проверенную информацию.

Серфинг в Интернете от ссылки к ссылке не будет работать. Может быть индикатор того, сколько времени потребуется для загрузки ссылки. Является ли это локальным ресурсом или он уже закеширован. Часто используемые стороны будут (как и сегодня) кэшироваться. Но хорошее кэширование станет гораздо важнее. Серфинг часто приводит к тому, что я хочу прочитать это и это позже. На техническом сайте запрос веб-сайта будет доставлять не только сайт, но и другие сайты домена и другой связанный контент напрямую.

Коммуникация

Мы бы не использовали мессенджеры так часто. Прямого общения не будет. Мы вернемся к электронной почте или чему-то подобному. Может быть, мы будем писать больше и длиннее писем, как в те времена, когда не было телефона. Общение на сайтах должно измениться на (чтобы было еще как-то полноценно пользоваться).

Форумы должны будут лучше структурировать общение. Вам нужно знать, какой пост связан с каким другим, чтобы следить за обсуждением. Некоторые веб-сайты будут использоваться только локально, потому что обсуждения проходят слишком быстро, чтобы в них мог участвовать любой человек издалека. Другие сайты могут использовать какой-то механизм, чтобы противостоять этому, показывая сообщения только после определенного времени, когда они были опубликованы (когда пользователь нажал кнопку «Отправить», а не сервер получил сообщение).


Я бы предположил растущую популярность провайдера IaaS, который будет копировать ваш контент через систему Howl. Даже небольшие блоги, которые в настоящее время размещаются в частных средах, возможно, захотят перейти к более крупным провайдерам. Возможно, мы также увидим больше доменов верхнего уровня, указывающих местоположение, таких как .us.earth или .mars, .pluto и .sun.

Базовые протоколы Интернета должны радикально измениться, поскольку приложение, которое использует конечный пользователь, должно измениться, чтобы предоставить ему достаточно информации о том, что произойдет, если он щелкнет эту ссылку. Никто не хочет переходить по ссылке в твиттере и сидеть там часами, пока сайт не загрузится.

Я думаю, что логарифмическое дистанционное общение будет больше похоже на старые времена, когда еще не было телефона. Не будет никаких не местных новостей с прямой трансляцией с места, где что-то происходит. Никто не может задавать вопросы журналистам на месте. Скорее всего, информация все же будет опубликована, как только она станет доступной. Но livetcker больше не будет жить.

Это охватывает почти все основы, поэтому я принимаю это. IP-протокол (избыточный язык... тьфу) не может справиться с межпланетной задержкой из-за смещения IP-адресов, поэтому доменные имена должны быть разрешены по-другому. Эффекты кэшированного интернета очень интересны. Время от времени нам придется обходиться старыми видео о кошках. (Язык тоже нуждается в некоторой доработке, но я думаю, вы тоже не носитель языка.)
почему IP-адреса меняются? нет причин, по которым они должны. это слой выше, который нуждается в переработке.
О, я, должно быть, был вне его. Я как-то подумал о поиске DNS, который на самом деле является частью прикладного уровня. В любом случае, то, что Серф говорит в этом (длинном) интервью, не работает: ссылка

Кажется неизбежным, что сеть и ее контент будут разделены, если смотреть из любого заданного места, по пропускной способности и задержке. Например, предположим, что вы на Марсе. MarsNet доступен с той задержкой, которую мы наблюдаем на Земле в настоящее время. Фобос и Деймос достаточно близки, чтобы быть частью MarsNet.

Но я хочу чего-то, чего нет в MarsNet. Куда мне смотреть дальше? EarthWeb правдоподобен, но Земля находится на расстоянии от 3 до 25 световых минут в каждом направлении (что позволяет немного ретранслировать вокруг Солнца для высокоскоростных соединений), и никто не хочет так долго ждать интерактивный поисковый запрос.

Таким образом, на Марсе будет кэш EarthWeb, а на Земле MarsNet, и они будут постоянно обновляться. Индексы поисковых систем должны иметь высокий приоритет для обновлений, чтобы вы могли довольно легко узнать, что что-то существует, даже если вам придется ждать, пока оно появится, что более приемлемо.

И марсианская копия EarthWeb будет отправлена ​​к поселениям астероидов, которые ближе к нему, чем к Земле, и к лунам и троянам Юпитера, когда это будет более короткий прыжок, и так далее. Обычный способ выполнения поиска будет «Локальная сеть плюс локальные кеши», и детали адресации и кэширования потребуют некоторой работы, но часть из них уже решена archive.org.

Хороший ответ. Я не осознавал, что часть процесса кэширования на самом деле уже частично решена. Это все еще немного узко, учитывая широкий спектр использования текущего (наземного) Интернета. Я мог бы не согласиться с тем, что Фобос и Деймос достаточно близки, чтобы сформировать достаточно однородную среду передачи для планетарного протокола (но я не эксперт). Возможно, было бы более эффективно иметь выделенный протокол MarsNet и промежуточный протокол между ним и протоколом Phobos/DeimosNet.
Расстояние между Марсом и его спутниками намного меньше, чем расстояние между Землей и его спутником (наша Луна находится на расстоянии чуть больше одной световой секунды). Поскольку большая часть того, что люди ищут, находится на месте, большинство людей в Марснете не будут слишком беспокоиться о том, что продается на Кадзидзи на Земле. Поиск и загрузка фильмов и т. д. будут немного похожи на подписку на журнал, вы получите обновление, когда кеш Земли будет обновлен последним контентом.