Концепция межпланетной Сети

[SpaceR]

Все эти вопросы, которые тут обсуждаются, обмозгованы вдоль и поперек еще в 80-х годах во времена тормозной модемной связи И все эти оптимизации давным давно известны и с успехом применяются в Интернете  Поэтому вряд ли можно придумать что-то значительно лучшее сегодняшнего TCP/IP.

Гм  :?
Я же подробно объяснил, почему не годятся ПРИНЦИПЫ, на которых построен TCP/IP и другие аналогичные протоколы. Имхо, конечно, но можно же по существу что-нибудь сказать?

[ДмитрийК]

Так опишите вкратце суть оптимизаций. В чем мы выиграем и в чем проиграем. А то лично мне не сильно хочется перелопачивать гору документов в надежде найти там гениальную мысль.

А там нет никаких гениальных мыслей. Обычная скучная инженерная работа по поиску компромиссного решения для заданных требований: характеристик каналов связи, ожидаемых типа и объемов траффика, ограничений по мощности, по железу, требований к надежности, безопасности, вопросам управления сетью и пр.
Все эти требования сильно отличаются от любимого всеми нами интернета соответственно и результат будет другой.

Я просто хотел отметить что процесс уже вошел в привычное для всех русло: международный комитет по выработке стандартов объединяющий большинство серьезных игроков. И даже неважно насколько эти протоколы оптимальные (все протоколы в чем-то неоптимальны), главное что они стандартные.

Насколько я понимаю эти протоколы используются для управления и телеметрии на многих комсатах, что позволяет стандартизировать наземный сегмент. А вот пресс-релиз 4х летней давности про то как  NASA-вские роверы общались с ESA-шным Mars Express-ом:
http://mars.jpl.nasa.gov/express/newsroom/pressreleases/20040810a.html

Relays from Mars Show International Interplanetary Networking

Both Mars Express and the rovers use a communications protocol called Proximity-1.  The Consultative Committee for Space Data Systems, an international partnership for standardizing techniques used for handling space data, developed Proximity-1.

[zyxman]

А там нет никаких гениальных мыслей. Обычная скучная инженерная работа по поиску компромиссного решения для заданных требований: характеристик каналов связи, ожидаемых типа и объемов траффика, ограничений по мощности, по железу, требований к надежности, безопасности, вопросам управления сетью и пр.
Все эти требования сильно отличаются от любимого всеми нами интернета соответственно и результат будет другой.

Я просто хотел отметить что процесс уже вошел в привычное для всех русло: международный комитет по выработке стандартов объединяющий большинство серьезных игроков. И даже неважно насколько эти протоколы оптимальные (все протоколы в чем-то неоптимальны), главное что они стандартные.

Как специалист по сетям подтверждаю.

Только добавлю, о недостатках TCP/IP для медленных, ненадежных и с большой задержкой каналов дальней космической связи:
1. очень слабая система проверки целостности пакетов (при реализации TCP/IP было слабое железо и предполагалось что количество ошибок канала меньше 10e-6 и поэтому была использована очень простая технология контрольной суммы, способная обнаружить не более одного сбойного бита в _коротком_ пакете).
2. нет механизмов восстановления информации (все ошибки компенсируются повторной пересылкой пакетов с ошибками)
3. нет механизмов аутентификации, точнее в качестве механизма аутентификации используется 3-шаговое открытие соединения и параметр-число; возможны варианты что пакет от старого соединения, пришедший с большой задержкой, будет воспринят как часть нового соединения.
4. нет сжатия информации (хотя реально сжатие может делать протокол более высокого уровня, так что это даже и не столько недостаток, сколько особенность, упрощающая реализацию).

С учетом гигантского увеличения ресурсов техники, можно ожидать следующие нововведения в протоколах передачи данных для дальней космической связи:
1. электронная подпись (и опционально кодирование) передаваемой информации, за счет чего все передачи (и все части передачи) будут однозначно идентифицироваться
2. проверка целостности информационных пакетов цифровым хэшем и добавление информации для восстановления.
3. отказ от процедуры открытия соединения и переход к передаче файлами.
4. использование промежуточными ретрансляторами п1,2,3 нововведений, для уменьшения задержек при флуктуациях параметров каналов передачи данных.
5. (не совсем касается протокола) массовое использование кешей большого объема

Кстати, более чем уверен, что правильный протокол дальней космической связи должен многое взять от пиринговых сетей (edonkey, kazaa, torrent), фактически это и будет аналогичная система, но с учетом низкоскоростных каналов, гигантских (практически бесконечных) задержек..
например промежуточные ретрансляторы должны быть по возможности проксями пиринговых соединений, работающими на уровне передачи файла (а не передачи пакета).

[zyxman]

Да, еще насчет роутинга (по русски - технологии организации передачи данных из пункта "А" в пункт "Б" через несколько соединений):

тут тоже вопрос непростой - с одной стороны, космическая связь пока не отличается слишком большим количеством дублирующих каналов, чтобы было недостаточно статической настройки графа соединений; с другой стороны космическая связь существенно менее надежна чем земная и задержка тоже существенно влияет, и также есть специфика периодичности качества каналов, и требования к связи будут расти вместе с ростом использования космоса, то есть явно потребуются серьезные исследования и появятся специальные протоколы.

[нейромантик]

Маленький дебильный вопрос от ламера:
Господа, а какм образом можно реализовать сеть компьютеров в Марсанской базы? Подразумеваются личные копьютеры колонистов, компьютеры транспортных средств и баз.
Интересно наличе дружественного интерфейса - голосового и визуального, ремонтопригодность, максимальная долговечность, возможность связи с любым из термналов из любой точки (в том числе с Земли)?

[zyxman]

Маленький дебильный вопрос от ламера:
Господа, а какм образом можно реализовать сеть компьютеров в Марсанской базы? Подразумеваются личные копьютеры колонистов, компьютеры транспортных средств и баз.
Интересно наличе дружественного интерфейса - голосового и визуального, ремонтопригодность, максимальная долговечность, возможность связи с любым из термналов из любой точки (в том числе с Земли)?

Это классический случай mesh сети - сети в которой часть терминалов автоматически организует ретрансляцию данных для прозрачной связи каждого с каждым (то есть личный передатчик колониста даже не должен знать, сколько ретрансляторов между ним и тем кому отправляется информация - ему нужен любой доступный промежуточный ретранслятор).
И как раз этот вопрос на земле не то чтобы сильно хорошо обкатан, но по крайней мере уже есть несколько работающих реализаций.
По-моему это сейчас даже можно сделать с купленным прямо в магазине железом - WiFi телефоны+WiFi роутеры, конечно связь с землей по какому-то известному каналу дальней космической связи.

Главный нюанс - энергетика: понятное дело, что личный передатчик колониста в большинстве случаев не сможет быть ретранслятором (колонист просто не сможет на себе таскать достаточно источников энергии и приличные антенны), а передатчики на транспортных средствах и в строениях базы просто обязаны это делать.

Понятно, что в далеком будущем можно будет построить систему спутниковой связи (типа иридиума, чтобы накрыть и полярные районы), или развернуть аналог земной сотовой сети, возможно даже использовать как основное средство связи..
Но сейчас только так - колонисты прямо общаются друг с другом только в непосредственной близости, если для этого не хватает энергетики (или мешает рельеф местности) - через ретранслятор, находящийся на транспортном средстве или в строении базы, а канал связи с землей уже идет через спутник или через мощный стационарный передатчик базы.

[zyxman]

Еще важный момент -
вероятнее всего будет 3 вида связи:
1. привычная нам интерактивная телефония (видеофония), как вариант телеуправление, вобщем сеансная интерактивная связь, с нормируемой и небольшой задержкой (естественно, будет работать только в пределах одной планеты и только в случае доступности достаточного канала в данный момент в данной точке, например канал может быть занят командиром команды для сеанса связи с базой).
2. всевозможная электронная почта (в том числе голосовая почта, различные данные и некритичная телеметрия, фотографии, аудио и видеозаписи, вобщем любые файлы).
3. ТелеИИ сеансная связь, как надстройка над почтой - например, какой-то ученый, находящийся на земле может закрепить за собой на день определенного робота, открыть сеанс связи, дать команду типа "найди и исследуй рыжие камни в северном направлении", а робот будет сам выполнять действия и присылать новости в рамках этого соединения с видео и данными исследования.
Кстати, через телеИИ наверняка можно будет пользоваться интернетом, например заказывать информацию на поисковиках, читать форумы и тп.

[ОАЯ]

Все эти вопросы, которые тут обсуждаются, обмозгованы вдоль и поперек еще в 80-х годах во времена тормозной модемной связи И все эти оптимизации давным давно известны и с успехом применяются в Интернете  Поэтому вряд ли можно придумать что-то значительно лучшее сегодняшнего TCP/IP.

Гм  :?
Я же подробно объяснил, почему не годятся ПРИНЦИПЫ, на которых построен TCP/IP и другие аналогичные протоколы. Имхо, конечно, но можно же по существу что-нибудь сказать?

SpaceR абс. прав. Когда управление велось из одного ЦУПа, можно было применить уникальные протоколы (или обойтись выдачей команды, не привязанной к ответу). Но с ростом географии точек доступа возникает проблема адаптации старого TCP/IP к сети с очень большими задержками и потерями. Не менять же интернет по всей Земле ради этого.

[zyxman]

Все эти вопросы, которые тут обсуждаются, обмозгованы вдоль и поперек еще в 80-х годах во времена тормозной модемной связи И все эти оптимизации давным давно известны и с успехом применяются в Интернете  Поэтому вряд ли можно придумать что-то значительно лучшее сегодняшнего TCP/IP.

Гм  :?
Я же подробно объяснил, почему не годятся ПРИНЦИПЫ, на которых построен TCP/IP и другие аналогичные протоколы. Имхо, конечно, но можно же по существу что-нибудь сказать?

SpaceR абс. прав. Когда управление велось из одного ЦУПа, можно было применить уникальные протоколы (или обойтись выдачей команды, не привязанной к ответу). Но с ростом географии точек доступа возникает проблема адаптации старого TCP/IP к сети с очень большими задержками и потерями. Не менять же интернет по всей Земле ради этого.

Я ни на секунду не сомневаюсь, что сеть внутри марсианской колонии тоже будет работать на TCP/IP, но вот связь с интернетом Земли будет производиться через специальные шлюзы, для которых и создаются эти новые протоколы.

[SpaceR]

Я ни на секунду не сомневаюсь, что сеть внутри марсианской колонии тоже будет работать на TCP/IP, но вот связь с интернетом Земли будет производиться через специальные шлюзы, для которых и создаются эти новые протоколы.

Я говорил о "дальних" каналах. В общем-то Вы объяснили то же самое уже на уровне специалиста. А касаемо связи в пределах планеты - TCP/IP вполне хорошо справится, даже в случае использования геостационарных ретрансляторов.

[ОАЯ]

Я ни на секунду не сомневаюсь, что сеть внутри марсианской колонии тоже будет работать на TCP/IP, но вот связь с интернетом Земли будет производиться через специальные шлюзы, для которых и создаются эти новые протоколы.

Нет. TCP/IP требует ответа и подтверждения. Время ответа 10 минут....30 минут. Если вообще придет.
UDP не требует подтверждения, но и нет гарантии исполнения команды.
Нужен гибрид UDP и обмена специфическими посланиями в которых будет присутствовать все, что поможет найти адресата и получить от него подтверждение о правильности получения в периоде определенном отправителем (1минута...1 час....15 суток ).

[zyxman]

Я ни на секунду не сомневаюсь, что сеть внутри марсианской колонии тоже будет работать на TCP/IP, но вот связь с интернетом Земли будет производиться через специальные шлюзы, для которых и создаются эти новые протоколы.

Нет. TCP/IP требует ответа и подтверждения. Время ответа 10 минут....30 минут. Если вообще придет.
UDP не требует подтверждения, но и нет гарантии исполнения команды.
Нужен гибрид UDP и обмена специфическими посланиями в которых будет присутствовать все, что поможет найти адресата и получить от него подтверждение о правильности получения в периоде определенном отправителем (1минута...1 час....15 суток ).

Я на прошлой странице дал списочек видов связи, которые будут применяться в будущем для связи с дальним космосом, конкретно для этой задачи будет ТелеИИ.

Проблема ж еще в том, что сам протокол связи, который будет эффективен в таких условиях (я его описал на первой странице), получается очень сложным, и я уверен, что очень мало будет приложений, которые будут использовать его непосредственно, поэтому будут активно применяться прокси-серверы, которые будут имитировать для простых программ нормальный интернет с малой (как для tcp/ip) задержкой.

[нейромантик]

Т.е. сеть будет примерно выглядеть так:
Концевые терминалы - скафандры и носимые средства связи колонистов - телеметрия жжизненноважных функций организма и речевой канал связи по суперUDP, зртельная и текстовая информация по ТСР, техника предназначенная для проведения работ различного назначения - разведовательных, горных и пр. - видео или иная основная их информация по суперUDP, иная телеметрия и дистанционное управление ими по ТСР. Связь поддержвается через геостацонарные спутники, и дублируется через серверы установленные в транспортных средствах и зданиях базы.
Промежуточные серверы + терминалы - транспорт и компьютеры внутри базы.
Серверы-ретрансляторы - спутники в геостационаре и орбитальная станция.
Топологически сеть решается как "динамическая" звезда, где концевые терминалы подключаются к ближайшему целому серверу?

[zyxman]

Т.е. сеть будет примерно выглядеть так:
Концевые терминалы - скафандры и носимые средства связи колонистов - телеметрия жжизненноважных функций организма и речевой канал связи по суперUDP, зртельная и текстовая информация по ТСР, техника предназначенная для проведения работ различного назначения - разведовательных, горных и пр. - видео или иная основная их информация по суперUDP, иная телеметрия и дистанционное управление ими по ТСР.

Нет.
Все кроме критичной телеметрии будет работать по стандартным протоколам вроде TCP  (про критичную телеметрию далее), просто информация будет отсылаться длинными посылками на ближайший ретранслятор, который уже будет дублировать информацию, дописывать серьезную коррекцию ошибок и цифровую подпись (чтобы исключить искажения). В некоторых случаях, вероятно, ретранслятор будет объединен с ИИ и с базой данных и будет непосредственно командовать всеми ближайшими простыми роботами, хотя для человека это будет выглядеть как будто все роботы "интеллектуальны".

Там где нужно хотя-бы видимость интерактивности, но нет возможности обеспечить таковую из-за задержки (или из-за недоступности надежного канала), будет высокоуровневый интерфейс, похожий на современные риалтаймовые стратегии, например роботу-разведчику (типа нынешних роверов) будут задаваться только интересные точки и набор инструментов на данный рабочий день, а он "сам" (или "совещаясь" с сервером базы) будет выбирать оптимальный маршрут, при необходимости заказывать робота-ремонтника или робота-заправщика или дополнительное фотографирование местности; тут-же на экране будет показано, какие точки он уже получил, а какие еще нет, что уже исследовано..
В принципе это все уже есть у американских военных, причем они уже успешно экспериментируют с ИИ в качестве пилота второго самолета в летной паре, при этом командуют голосом (типа, "возьми выше", "прикрой меня")..

Связь поддержвается через геостацонарные спутники, и дублируется через серверы установленные в транспортных средствах и зданиях базы.
Промежуточные серверы + терминалы - транспорт и компьютеры внутри базы.
Серверы-ретрансляторы - спутники в геостационаре и орбитальная станция.

Не только. Явно будут мощные передатчики и прямо на базе и на некоторых транспортах и они смогут связываться с землей непосредственно, без спутника, если будут позволять условия.

Также очень вероятно, что передатчики колонистов будут двухрежимными (по мощности):
в нормальных обстоятельствах, для экономии энергии будут связываться непосредственно между собой на коротком расстоянии и с ближайшим транспортом;
а дальше (и в том числе и со спутником), используя ретранслятор на транспорте;
в крайнем случае передавать какую-то информацию прямо через спутник (прямо до земли носимый передатчик скорей всего не будет "достреливать").

Топологически сеть решается как "динамическая" звезда, где концевые терминалы подключаются к ближайшему целому серверу?

Не звезда а сеть - серверы при возможности будут поддерживать несколько прямых связей с другими серверами.

Кроме таких, обыденных каналов связи, будет еще критическая телеметрия (взлет/посадка/стыковка, какие-то события вроде извержений вулканов), а также VIP события вроде первого шага на марсе и тп - они будут как и сейчас передаваться по выделенному каналу, как и сейчас время события будет подгоняться под удобный момент (чтобы быть в зоне покрытия спутника, в удобное время суток и тп).

Да, это все ближайшее время, пока не развернут планетарную мобильную сеть, например спутниковую (хотя законы физики вообще никто не отменял, и спутниковые терминалы обычно дают намного худшее время автономии чем обычные сотовые телефоны), а также пока не сделают службу спасения.
А пока, свободно гулять по планете смогут только роботы, а люди будут ходить парами (чтобы один помог другому если что), не уходить далее нескольких десятков метров от транспортного средства (чтобы иметь шансы спастись при разгерметизации скафандра), скорей всего людям будет запрещено подходить близко к горам и входить в пещеры..

[SAV]

А в межзвездном масштабе?
Есть такие идеи
Ученые разработали схему галактического Интернета
http://www.podrobnosti.ua/technologies/space/2008/09/11/553768.html

Сейчас это фантастика конечно, но в принципе.
Скорость 180 бит/год!  :shock:
Даже в соседнюю галактику можно при желании передать рекламу пива!  

[zyxman]

А в межзвездном масштабе?
Есть такие идеи
Ученые разработали схему галактического Интернета
http://www.podrobnosti.ua/technologies/space/2008/09/11/553768.html

Сейчас это фантастика конечно, но в принципе.
Скорость 180 бит/год!  :shock:
Даже в соседнюю галактику можно при желании передать рекламу пива!  

Ага, и тут-же налетит толпа туристов

- На самом деле фигня - ИМХО намного эффективнее построить например на луне лазер, размером где-то как современные земные ускорители и соответствующей мощностью, и передавать с достаточно приличной скоростью, хоть на край вселенной.

[SAV]

- На самом деле фигня - ИМХО намного эффективнее построить например на луне лазер, размером где-то как современные земные ускорители и соответствующей мощностью, и передавать с достаточно приличной скоростью, хоть на край вселенной.

Нет тут дело в том, что звезда всенаправленный излучатель. Сделать всенаправленный передатчик даже для на несколько парсек дело мало перспективное, так как требуется офигенная мощность. Модуляция излучения звезды так же потребует мощности не малой, но кто его знает сколько реально? :wink:  Поскольку проект пока полуфантастичекий.

[zyxman]

- На самом деле фигня - ИМХО намного эффективнее построить например на луне лазер, размером где-то как современные земные ускорители и соответствующей мощностью, и передавать с достаточно приличной скоростью, хоть на край вселенной.

Нет тут дело в том, что звезда всенаправленный излучатель. Сделать всенаправленный передатчик даже для на несколько парсек дело мало перспективное, так как требуется офигенная мощность. Модуляция излучения звезды так же потребует мощности не малой, но кто его знает сколько реально? :wink:  Поскольку проект пока полуфантастичекий.

Ну, в принципе, всенаправленный излучатель из звезды явно менее ресурсоемок чем сфера дайсона, модулирующая свет этой звезды.
Но проблема в другом - толку от такой трансляции крайне мало.

Вот, кстати, можем подумать, что именно можно передавать с такой скоростью (отдельно, подумать, для своей цивилизации и отдельно для других) , а также вспомнить известные работы по данному направлению.

[SAV]

Но проблема в другом - толку от такой трансляции крайне мало.

Например так.
Реально можно только обозначить свое присутствие и показать уровень своей цивилизации. Цивилизация может перемещаться на межзвездные расстояния и владеет техникой воздействия на звезду.
Но в отдаленной перспективе могут найтись и другие применения. Цефеиды и сейчас используют, как «маяки» при разного рода астрономических измерениях. Если еще и промодулировать излучение, то это даст некие новые возможности, скажем для обмена особо важной информацией и координации действий удаленных колоний продвинутой цивилизации, которая осваивает галактические просторы.
Поэтому одна из идей в упомянутой в статье состоит в том, чтобы поискать, а не воспользовалась ли какая-нибудь цивилизация такой возможностью?

[АВГ]

Все эти вопросы, которые тут обсуждаются, обмозгованы вдоль и поперек еще в 80-х годах во времена тормозной модемной связи И все эти оптимизации давным давно известны и с успехом применяются в Интернете  Поэтому вряд ли можно придумать что-то значительно лучшее сегодняшнего TCP/IP.

В порядке технического юмора:
RFC1149 - Standard for the transmission of IP datagrams on avia

Network Working Group                                        D. Waitzman
Request for Comments: 1149                                       BBN STC
                                                            1 April 1990

In 1990, David Waitzman wrote RFC 1149, a tongue-in-cheek standard for using pigeons (т.е. голубей) to transfer information using the Internet Protocol (IP).