Tech  / Artykuł

Nowy sposób kodowania pakietów może przyspieszyć Internet nawet dziesięciokrotnie

Niewiele można pewnego powiedzieć na temat przyszłości Internetu, oprócz stwierdzenia, że na pewno będziemy potrzebowali łączy o coraz większej przepustowości. Rosnąca popularność serwisów wideo w sieci, o lepszej jakości, ogromna liczba urządzeń mobilnych, cały czas podłączonych do Internetu oraz nadchodząca era Internet Of Things - to wszystko powoduje, że niedługo staniemy przed alternatywą.

Albo przebudujemy Internet albo nam się do reszty zatka

Pracują nad tym nie tylko specjaliści od sprzętu, próbujący stworzyć coraz wydajniejsze urządzenia. Również naukowcy zajmujący się teorią informacji próbują usprawnić istniejące protokoły sieciowe. Badacze z duńskiego Uniwersytetu w Aalborg, współpracując z naukowcami z MIT oraz kalifornijską Politechniką opublikowali niedawno prezentację podsumowującą wyniki badań nad zmianą metody zarządzania pakietami w węzłach sieciowych. Jaki wynik? Zwiększenie przepustowości sieciowej nawet dziesięciokrotne!

random-linear-network-coding-2
Rysunek pochodzi z prezentacji prof. Franza Fitzeka

Jak tego dokonali? Przez optymalizację przesyłania pakietów w protokołach TCP/IP

W tej chwili logika węzła sieciowego w Internecie jest bardzo prosta - by nie rzec prymitywna. Była ona wystarczająca, gdy powstawały protokoły będące podwaliną internetu - czyli w początku lat siedemdziesiątych. Można ją dosłownie streścić w kilku zdaniach. Każdy pakiet otrzymany przez węzeł sieciowy, powinien być jak najszybciej przekazany następnemu węzłowi. Pakiety przesyłane są zawsze w tej samej kolejności w jakiej były otrzymane. Jeśli pakiet został zgubiony z jakiegoś powodu, uznajemy to za objaw problemów sieciowych i prędkość transmisji jest zmniejszona. Jednak teraz potrzebujemy czegoś trochę bardziej skomplikowanego. Tym bardziej, że technologia poszła do przodu i węzły sieciowe mają teraz większe moce obliczeniowe.

Kodowanie pakietów zaproponowane przez specjalistów z Danii i Ameryki polega na czymś innym.

Węzeł sieciowy może elastycznie wykorzystywać dostępne łącza, dowolnie zmieniać trasę pakietu, oraz przesyłać je w dowolnej kolejności.

Zastosowano bardzo nowatorską metodę przesyłania pakietów, tak aby uniezależnić się od kolejności. W uproszczeniu, każdy pakiet jest widziany jako liczba. Zestaw pakietów jest zakodowanych jako... układ równań liniowych. Odtworzenie całego zestawu odbywa się po otrzymaniu wystarczającej liczby danych do rozwiązania układu równań - niezależnie od kolejności ich napływania. Pakiety zyskały również dodatkową cechę - są w pewnym stopniu wymienne między sobą, co pozwoli zmniejszyć zależność od problemów sieciowych. Dzięki zaś umożliwieniu docierania poszczególnych pakietów różnymi ścieżkami sieciowymi - zwiększa się bezpieczeństwo, bo trudniej jest podsłuchującemu zebrać komplet pakietów w jednym miejscu. Profesor Franz Fitzek, prezentujący rozwiązanie, wypowiedział znamienne słowa, które dają do myślenia:

Myślę że ta technologia powinna zostać zintegrowana w większości produktów sieciowych. Jedyne co może powstrzymać rozwój, to jej opatentowanie. Wszystkie poprzednie algorytmy tego typu są w rękach jakiejś konkretnej firmy. Nasze podejście to upowszechnić nasz sposób kodowania tak szeroko, jak to tylko możliwe.

Coś w tym jest. Internet na pewno nie byłby tak popularny, gdyby leżące u jego podstaw standardy, protokoły oraz technologie były opatentowane. TCP/IP, HTTP, HTML i tak dalej, zyskały popularność dzięki swojej otwartości. Czy nie czas powrócić do takiego podejścia?

---

Grafika główna pochodzi z serwisu Shutterstock

przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst


przeczytaj następny tekst