Experiencia del usuario final y casos de uso destacados de Internet interplanetario sólido

Habiendo aprendido recientemente sobre la Internet Interplanetaria en desarrollo por el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, e inspirado por la novela 2312 de Kim Stanley Robinson , comencé a preguntarme sobre la realidad real de una densa red de información que abarca todo el Sistema Solar.

Pregunta

  • ¿Para qué usaría un usuario típico una red de este tipo?
  • ¿Con qué fiabilidad funcionaría?
  • ¿Cuáles serían los anchos de banda esperados?
  • ¿Usarlo sería exorbitantemente caro?
  • ¿Y cómo se sentiría realmente usar un sistema así?

Consideraciones

En primer lugar, la infraestructura de la red estaría allí. Los cúmulos de retransmisión se encuentran en varias órbitas alrededor de los planetas y el Sol, algunos incluso alrededor de planetas enanos o asteroides.

En segundo lugar, los métodos de transmisión serían los que conocemos actualmente: láser y radio (y mulas de datos, cuando sea necesario).

Tercero, habría una diáspora significativa de la raza humana por todo el Sistema Solar. Aunque viajar es relativamente barato, no es necesariamente conveniente.

EDITAR (14.8.2016), sugerencias de ancho de banda: la NASA probó un láser de banda ancha Luna-Tierra en 2013 y logró unos buenos 622 Mbps con un dispositivo insignificante y de baja potencia. Están probando una configuración más avanzada en 2017: "El LCRD será capaz de transferir 1,25 Gbps de tráfico codificado o 2,88 Gbps de datos no codificados utilizando un equipo láser de solo cuatro pulgadas de largo y que utiliza considerablemente menos energía que un sistema de comunicaciones por radio. ." Enlace al artículo. ¡Tiempos emocionantes!

Más interesante que el ancho de banda, sería la latencia. Una búsqueda rápida muestra que la transmisión de una señal tarda entre 5 y 20 minutos. Solicitar un artículo de Wikipedia tomaría al menos el doble de tiempo (sin valores almacenados en caché), por lo que un vistazo rápido a un enlace llevaría una eternidad. Esto podría empujar al proveedor de IaaS que replicará automáticamente su contenido en diferentes planetas para permitir que todos en el sistema solar accedan a su servicio de manera aceptable.
El cifrado sería importante, porque no hay forma de proteger físicamente una conexión entre dos cuerpos celestes. Sin embargo, los protocolos actuales requieren múltiples viajes de ida y vuelta para establecer una conexión cifrada, lo cual es prohibitivo debido a los tiempos de latencia. Se necesitarían diferentes protocolos.
Sí, esos son puntos interesantes. También se mencionan en el artículo de Wikipedia sobre Internet interplanetario. Estoy más interesado en el papel real de la Internet interplanetaria como medio de intercambio de información y cómo se relaciona con los perfiles de uso reales y las experiencias de los usuarios. ¿Podría dar más detalles sobre eso?
Hola vodrilus. Es totalmente tu elección si aceptar una respuesta, cuándo o qué respuesta, pero dado que eres nuevo aquí, quiero señalar que, por lo general, es una buena idea esperar al menos uno o dos días antes de aceptar una respuesta. Las respuestas sobre Worldbuilding tienden a ser bastante largas y detalladas, y pueden llevar algún tiempo escribirlas; además, diferentes personas están activas en el sitio durante diferentes momentos del día. Esperar al menos un día antes de aceptar una respuesta mejora las posibilidades de obtener respuestas que aborden la pregunta desde diferentes perspectivas o sean más profundas.
Gracias, debo haber estado un poco impaciente debido a la emoción de que alguien más piense en cosas que yo mismo pienso. @lokimidgard, sin ofender, pero estoy eliminando el estado aceptado por el momento. ¿Espero que esto sea kosher?
@Philipp Los protocolos actuales funcionarían bien porque esos varios viajes de ida y vuelta pueden ocurrir antes de que se elijan los datos. Los enlaces cifrados tardarían varias horas en configurarse, pero luego podrían usarse directamente sin demora.

Respuestas (3)

En realidad, existe una red con propiedades similares a las que probablemente se verían en una versión interplanetaria de Internet. Podemos usarlo para comparar.

Se llama FidoNet .

FidoNet utiliza una arquitectura de almacenamiento y reenvío para hacer frente al alto costo de las transferencias de larga distancia y el procesamiento por lotes de mensajes y solicitudes. Tiene una estructura de direcciones altamente jerárquica donde las direcciones de los nodos codifican información sobre la ubicación de cada nodo. Históricamente, la comunicación entre nodos se ha realizado a través de enlaces de módem de acceso telefónico, pero también se han utilizado enlaces de Internet.

Los tres servicios principales proporcionados por FidoNet son netmail, echomail y solicitudes de archivos (freqs).

Netmail es principalmente comunicación uno a uno, similar en principio al correo electrónico de Internet. Es sobre lo que se construyen todos los demás servicios proporcionados a través de FidoNet, de manera similar a cómo todo en Internet se construye sobre IP.

Echomail es una comunicación de uno a muchos, similar en principio a Usenet o foros web posteriores o sitios de preguntas y respuestas.

Freqs suele ser una comunicación de persona a sistema, con el propósito de obtener archivos disponibles a través de un sistema remoto. A menudo, pero no exclusivamente, se usaba para la distribución de software, donde cada sistema no tenía que tener todo disponible localmente. En un momento en que la capacidad de almacenamiento significativa tenía un costo considerable, esto ayudó a reducir el costo inicial de configurar un nodo, pero transfirió ese costo a un costo continuo de transferencia de archivos solicitados por los usuarios. Debido a estos costos continuos, la frecuentación excesiva se consideraba una falta de respeto.

Debido a que FidoNet usaba técnicas de almacenamiento y reenvío y, a menudo, múltiples saltos, los tiempos de entrega de horas o días no eran infrecuentes. Debido a que los enlaces de acceso telefónico eran la norma durante los días de gloria de FidoNet, en lugar de bloquear la línea telefónica (y evitar que otros accedieran al nodo en el que estaba), leer y escribir mensajes fuera de línea y luego conectarse para hacer una transferencia por lotes de cualquier cosa nueva era común. Había varios paquetes de software especializados que proporcionaban interfaces de usuario agradables y relativamente fáciles de usar para administrar netmail, echomail y freqs. Los sistemas a menudo intercambiaban mensajes durante la noche, ya que no solo se esperaba que el uso fuera más bajo, sino que el costo también era más bajo.

FidoNet también permitió "crashmail", que generalmente se reservaba para tráfico de alta prioridad. Crashmail era idéntico a netmail, pero solicitaba a cualquier sistema por el que pasaba que pasara el tráfico lo más rápido posible. El uso injustificado de crashmail se consideraba extremadamente descortés, porque generaba un costo adicional para cada administrador del sistema a lo largo de la ruta de entrega del mensaje, pero tenía usos legítimos. Algunos sistemas no permitían el correo de bloqueo y lo trataban como un correo de red normal.

¿Ve cómo esto podría ser similar a cómo podría funcionar de manera realista una Internet interplanetaria?

  • Los enlaces son intermitentes. La implementación de suficientes nodos para garantizar siempre una ruta directa de un punto final a otro probablemente será prohibitivamente costosa, y los nodos se desconectarán de vez en cuando por una multitud de razones, y los nodos a veces estarán ocupados manejando (posiblemente más alto). prioridad) el tráfico hacia o desde un nodo diferente. El diseño en torno a una arquitectura de almacenamiento y reenvío reduce el impacto de dicha intermitencia en el usuario final; el usuario final simplemente verá que el mensaje tardó un poco más en entregarse, y si miran los datos de rastreo (similares a los Received:encabezados de los correos electrónicos) pueden ver que los datos tomaron una ruta inesperada hacia su destino o incluso fueron redirigidos mientras está en tránsito.
  • El retraso en la velocidad de propagación de la luz es considerable. En la Tierra, incluso un retraso de propagación de un segundo es mucho tiempo; para una Internet interplanetaria, se necesita un segundo para llegar de la Tierra a la luna de la Tierra, y mucho menos enviar un acuse de recibo. Cualquier forma de uso interactivo será prohibitivamente lenta, por lo que el procesamiento por lotes, probablemente basado en mensajes, tiene sentido.

Combine estos dos y obtendremos una red basada en la idea de tomar algún tipo de "mensaje" o "paquete", aceptar la responsabilidad de su entrega y organizar su eventual entrega a una estación base cerca del destinatario.(donde "cerca" podría significar "en el mismo planeta"), desde donde se enrutaría de una manera más adecuada para el tráfico local del planeta. Mientras sea interplanetario, el tráfico podría ser enrutado por una variedad de métodos o enlaces, dependiendo de su prioridad y qué enlaces están actualmente en línea y disponibles. En consecuencia, a los usuarios se les pueden cobrar diferentes tarifas por tráfico de diferente prioridad, y algunas clases de prioridad ultra alta pueden estar restringidas a ciertos usuarios de la red o incluso a la propia red. En consecuencia, el tráfico de prioridad más baja podría simplemente subirse a una nave espacial de transporte, con todo lo que eso significa en términos de tiempos de entrega.

Bajo el capó, es muy probable que se utilice criptografía sólida y algoritmos avanzados de compresión y corrección de errores para detectar y corregir la corrupción de datos, reducir la cantidad de datos que deben transmitirse, garantizar la privacidad de los datos contra los intrusos y garantizar que el usuario correcto se factura adecuadamente por tráfico propio y no ajeno, entre otros posibles usos. Recuerde que en cualquier cosa que se asemeje a las distancias interplanetarias, el ancho de banda tiene una gran importancia (la conexión terrestre a mi hogar podría saturar bastante ese gigabit por segundo que mencionó que la NASA está jugando con el LCRD para el próximo año, si simplemente hablara con mi ISP y se paga por más ancho de banda ascendente), y las retransmisiones son muy costosas para la red, por lo que existen incentivos para reducir ambas tanto como sea posible.

Así podemos responder a sus preguntas.

¿Para qué usaría un usuario típico una red de este tipo?

Comunicaciones orientadas a mensajes o lotes. Lleva demasiado tiempo entregar algo para cualquier uso en tiempo real, por lo que una vez que abandona la red planetaria de su propio planeta (que posiblemente incluya las lunas y las naves espaciales en órbita de ese planeta), deja de recibir una respuesta inmediata.

Por lo tanto, para el tráfico interplanetario, la experiencia del usuario será más similar a enviar correo en papel, publicar en un foro web o enviar un correo electrónico y esperar una respuesta, que el ir y venir de la mensajería instantánea o el video. charlar. Si se dispone de un ancho de banda adecuado, ciertamente es posible enviar imágenes, audio o video de un lado a otro, pero la interacción directa con la persona o el sistema en el otro extremo del enlace generalmente no será práctico simplemente debido a la latencia inherente de las distancias físicas. involucrados, por no hablar de los potencialmente introducidos por no existir un camino directo y completo entre los dos puntos finales en ese momento.

¿Con qué fiabilidad funcionaría?

Una red de almacenamiento y reenvío puede ser muy confiable (casi arbitrariamente confiable), especialmente si los nodos individuales y los saltos de enlace son lo suficientemente confiables y los saltos son lo suficientemente cortos como para que la confirmación inmediata del siguiente nodo sea razonable. Debido a que cualquier nodo retendrá el mensaje al menos hasta que reciba la confirmación del siguiente nodo en el camino de que el mensaje se recibió con éxito y pasó todas las comprobaciones pertinentes, siempre se puede retransmitir un mensaje, posiblemente a través de un nodo o ruta diferente. si surgiera la necesidad. Tomando prestado de un enfoque para mitigar el problema de los dos generales, el tráfico de alta prioridad se puede enviar a través de múltiples rutas simultáneamente, para mejorar las posibilidades de que una de las copias pase rápidamente en caso de que un nodo en el camino no esté disponible mientras el mensaje está en camino. Es probable que los nodos sean lo suficientemente autónomos como para que puedan determinar por sí mismos el "siguiente" (más cercano al destino final) más apropiado para enviar los datos, lo que permitiría que la red maneje correctamente los nodos que no están disponibles mientras los datos están en tránsito.

¿Cuáles serían los anchos de banda esperados?

Imposible de decir. En última instancia, el factor limitante será probablemente el teorema de Shannon-Hartley , que da la tasa de información teórica máxima de un canal de comunicaciones de un ancho de banda dado y una relación señal/ruido dada. Podemos mejorar la relación S/N aumentando la potencia del transmisor, pero eso cuesta energía. Este es uno de los lugares donde se pueden emplear diferentes clases de tráfico; un mensaje de alta prioridad puede justificar el uso de alguna capacidad de batería de reserva para aumentar la potencia de salida del transmisor, para ayudar a garantizar su entrega exitosa, a costa de una capacidad reducida para hacerlo nuevamente en el futuro inmediato (hasta que las baterías se hayan recargado desde cualquier fuente primaria). fuente de electricidad, como paneles solares o RTG , que utiliza el nodo).

¿Usarlo sería exorbitantemente caro?

No necesariamente, pero eso depende mucho de tu definición de "exorbitante". Como ya he dicho, diferentes prioridades de tráfico podrían cobrarse a diferentes tarifas, y el usuario seleccionaría el nivel de prioridad de tráfico apropiado para el mensaje que está enviando o la solicitud que está realizando. La gran mayoría del tráfico probablemente usaría una clasificación "en masa" de algún tipo, lo que básicamente significa mejor esfuerzo y transmisión cuando la red estaría inactiva, sin garantías reales de tiempo de entrega. Las clases de prioridad más alta se usarían para cualquier tráfico que requiera algún tipo de entrega acelerada, como cuando puede elegir entre correo prioritario y correo económico al enviar un paquete postal a alguien.

El mayor costo de algo como esto será inicial, en la implementación de la gran cantidad de nodos que se requerirán para proporcionar latencias razonables. Ese costo deberá recuperarse de alguna manera , y es probable que las tarifas de los usuarios y las tarifas de transferencia de datos sean una parte importante de cómo se recupera el costo de establecer la red. Debido a que en su mundo "viajar es relativamente barato" pero "no necesariamente conveniente", el costo de establecer la red podría ser más bajo de lo que sería en nuestro mundo, y el costo final para el usuario final por usar la red debería, en un mundo ideal, reflejan ese menor costo para el operador de red. Habrá costos continuos para reemplazar los nodos que se vuelven inutilizables por varias razones, pero con un poco de planificación por adelantado, esos costos se pueden distribuir a lo largo del tiempo.

¿Cómo se sentiría realmente usar un sistema así?

Estarías considerando todo con bastante cuidado. No solo porque, incluso en el mejor de los casos, la entrega puede demorar horas (y es probable que no haya una forma garantizada de recuperar o cambiar un mensaje una vez que lo haya enviado), sino también porque perderá gran parte de las idas y venidas disponibles. con la Internet terrestre actual, donde los tiempos de ida y vuelta del tráfico se miden en fracciones de segundo.

El uso de una red interplanetaria probablemente se parecerá más al correo electrónico, o FidoNet, o incluso al pedido por correo, que a navegar casualmente por la web, mirando lo que encuentre que parezca interesante. El almacenamiento local del planeta y la preparación del "paquete" serán un requisito absoluto para que la experiencia del usuario final sea razonable.

Consulte también: Usenet, grupos de noticias que (originalmente) usaban un protocolo de almacenamiento y reenvío que generaba una latencia de horas a días. La gente todavía tenía conversaciones grupales, pero había bastante duplicación.
Hay una mención de protocolos similares que están siendo utilizados actualmente (¿o probados?) por pastores de renos saami en el norte de Suecia en esta entrevista de Vint Cerf sobre Internet interplanetaria .

¿Para qué usaría un usuario típico una red de este tipo?

Bueno, estamos hablando de Internet interplanetario , por lo que el usuario (querrá) usarlo para lo que lo usamos hoy.

  • Comunicación
  • Información
  • Entretenimiento

¿Con qué fiabilidad funcionaría?

Asumiría que la red sería muy confiable (en la capa superior). La pregunta no sería si llega el mensaje, sino cuándo. Sin embargo, la interferencia podría retrasar un mensaje durante horas (¿o días?).

¿Cuáles serían los anchos de banda esperados?

Creo que podemos construir una red que tenga suficiente ancho de banda, pero no encontré información al respecto. Entonces, el resto de mi respuesta asume que tenemos suficiente ancho de banda.

¿Usarlo sería exorbitantemente caro?

Creo que la red sería bastante cara. Sin embargo, no es necesario para el usuario final. Un Internet de todo el sistema podría ser subsidiado por el gobierno y el proveedor de contenido que quiera vender su contenido a los usuarios. Eso es lo que sucede hoy en regiones no tan densamente pobladas para tener internet rápido allí.

¿Y cómo se sentiría realmente usar un sistema así?

Si el usuario accede a recursos planetarios (su ubicación actual), no habrá diferencia con respecto a hoy. Tan pronto como realmente use la red interplanetaria, sin embargo, es probable que algunas cosas cambien drásticamente.

Entretenimiento

Cualquier juego en línea que tenga interacción en tiempo real no funcionará. Todavía podrías tener algo como competir contra los fantasmas de otros jugadores, tablas de clasificación simples o jugar algo como el ajedrez. Como en la época en que jugabas al ajedrez por correo (no E-Mail).

Instant Video no sería tan instantáneo mientras no se almacene en caché en ningún lado. Los grandes jugadores tal vez podrían tener una copia de todo el contenido en diferentes centros de datos alrededor del sistema. Sin embargo, si desea utilizar un servicio que no proporciona esto, la pregunta no sería "qué deberíamos ver (ahora)", sino "qué deberíamos ver mañana". Así que solicitará el contenido y lo verá cuando llegue. Si tiene un abo para la serie, comenzarán a enviarle una copia para ver sin conexión tan pronto como se publique (tal vez aún protegido por DRM).

Información

Las noticias serán como hoy. Seguirá siendo notificado pero tomará más tiempo. Esto podría resultar en una tendencia de regreso a los medios tradicionales. Si necesita esperar varias horas para obtener su información, tal vez pueda esperar una hora más para obtener información verificada.

Navegar por Internet de enlace a enlace no funcionará. Podría haber un indicador de cuánto tiempo llevaría cargar un enlace. ¿Es un recurso local o ya está en caché? Los lados a los que se accede con frecuencia se almacenarán en caché (como ya ocurre hoy). Pero un buen almacenamiento en caché será mucho más importante. Navegar a menudo resultará en Quiero leer esto y aquello más tarde. En el sitio técnico que solicita un sitio web no solo entregaría el sitio sino también otros sitios del dominio y otros contenidos vinculados directamente.

Comunicación

No usaríamos tanto a los mensajeros. No habrá ninguna comunicación directa. Volveremos a E-Mail, o algo similar. Tal vez escribiríamos más cartas y más largas, como en la época en que no había teléfono. La comunicación en los sitios web debe cambiar a (para que de alguna manera todavía se use por completo).

Los foros necesitarán estructurar mejor la comunicación. Necesita saber qué publicación se relaciona con qué otra para poder seguir la discusión. Algunos sitios web solo se usarán localmente porque las discusiones son demasiado rápidas para permitir que cualquier persona desde lejos participe. Otros sitios podrían usar algún mecanismo para contrarrestar esto al mostrar publicaciones solo después de un tiempo específico en el que se publicaron (cuando el usuario presionó enviar, no el servidor recibió la publicación).


Asumiría una creciente popularidad del proveedor de IaaS que replicará su contenido en el sistema de aullido. Incluso los blogs pequeños que actualmente están alojados en entornos privados pueden querer migrar a proveedores más grandes. Quizás también veamos más dominios de nivel superior que indiquen la ubicación, como .us.earth o .mars, .pluto y .sun.

Los protocolos subyacentes de Internet deben cambiar drásticamente, ya que la aplicación que utiliza el usuario final debe cambiar para brindarle suficiente información sobre lo que sucederá si hace clic en este enlace. Nadie quiere hacer clic en un enlace en Twitter y sentarse allí durante horas hasta que se carga el sitio.

Creo que la comunicación a distancia se sentirá más como en los viejos tiempos antes del teléfono. No habrá noticias no locales con transmisión en vivo desde el lugar donde sucede algo. Nadie puede hacer preguntas a los periodistas en el lugar. Lo más probable es que la información se siga publicando tan pronto como esté disponible. Pero el livetcker ya no estaría en vivo.

Esto cubre casi todas las bases, así que estoy aceptando este. El protocolo IP (idioma redundante... ugh) no puede manejar el retraso interplanetario debido al cambio de direcciones IP, por lo que los nombres de dominio tendrían que resolverse de manera diferente. Los efectos de Internet en caché son muy interesantes. Tendremos que conformarnos con viejos videos de gatos de vez en cuando. (El idioma también podría usar algo de trabajo, pero supongo que tampoco eres nativo).
¿Por qué cambiarían las direcciones IP? no hay razón para que deban hacerlo. es la capa superior la que necesita ser reelaborada.
Oh, debo haber estado fuera de eso. De alguna manera pensé en la búsqueda de DNS, que en realidad es parte de la capa de aplicación. Eso es lo que Cerf dice que no funciona en esta (larga) entrevista, de todos modos: enlace

Parece inevitable que la red y su contenido se dividan, vistos desde cualquier lugar, por ancho de banda y latencia. Por ejemplo, suponga que está en Marte. Se puede acceder a MarsNet con el tipo de latencia que experimentamos en la Tierra en la actualidad. Phobos y Deimos están lo suficientemente cerca como para ser parte de MarsNet.

Pero quiero algo que no esté en MarsNet. ¿Dónde miro a continuación? EarthWeb es plausible, pero la Tierra está entre 3 y 25 minutos luz de distancia en cada dirección (lo que permite un poco de retransmisión alrededor del Sol para conexiones de gran ancho de banda) y nadie quiere esperar tanto tiempo para una solicitud de búsqueda interactiva.

Así que habrá un caché de EarthWeb en Marte y de MarsNet en la Tierra, y se actualizarán continuamente. Los índices de los motores de búsqueda deben tener alta prioridad para las actualizaciones, de modo que pueda descubrir que algo existe con bastante facilidad, incluso si tiene que esperar a que llegue, lo cual es más aceptable.

Y la copia de EarthWeb de Marte se enviará a asentamientos de asteroides que están más cerca de él que de la Tierra, ya las lunas y troyanos de Júpiter, cuando sea un salto más corto, y así sucesivamente. La forma habitual de hacer una búsqueda será "Web local más cachés locales" y los detalles del direccionamiento y el almacenamiento en caché requerirán algo de trabajo, pero archive.org ya resolvió algunos de ellos.

Buena respuesta. No me di cuenta de que parte del proceso de almacenamiento en caché ya está parcialmente resuelto. Esto todavía es un poco limitado, considerando la amplia gama de usos de la Internet (terrestre) actual. Podría no estar de acuerdo con que Phobos y Deimos estén lo suficientemente cerca como para formar un entorno de transmisión lo suficientemente homogéneo para un protocolo planetario (pero no soy un experto). Podría ser más eficiente tener un protocolo MarsNet dedicado y un protocolo intermedio entre este y Phobos/DeimosNet.
La distancia entre Marte y sus lunas es mucho menor que la distancia entre la Tierra y su luna (nuestra luna está algo más de un segundo luz de distancia). Dado que la mayoría de lo que la gente busca es local, la mayoría de las personas en Marsnet no estarán demasiado preocupadas por lo que está a la venta en Kajiji en la Tierra. La investigación y las descargas de películas, etc., serán un poco como una suscripción a una revista, obtendrá una actualización cuando el caché de Earth se actualice con el contenido más reciente.