Фото: www.quantamagazine.org

Пионер Интернета Винтон Серф, который помог создавать Сеть 40 лет назад, заявил, что он все еще работает над тем, чтобы объединить людей по всему миру и за его пределами. Для межпланетного Интернета будущего разработали и тестируют специальные пакетные протоколы.

Десятилетия назад Серф и Роберт Кан разработали архитектуру и набор протоколов TCP/IP. Для передачи данных по земному Интернету TCP/IP требует полного сквозного пути маршрутизаторов, которые пересылают пакеты информации через медные или оптоволоконные кабели или сотовые сети передачи данных. Из-за отсутствия памяти для хранения при сбое пакеты отбрасываются. Это хорошо работает в среде Земли с низкой задержкой и высокой скоростью подключения. Однако сети в космосе более подвержены сбоям, что требует другого подхода.

«TCP/IP не работает на межпланетных расстояниях», — сказал Серф. — «Поэтому мы разработали набор протоколов, которые подходят для новой среды».

В 2003 году Серф и небольшая группа исследователей представили пакетные протоколы DTN. Они гораздо более устойчивы к сбоям и задержкам. Как и в случае с наземными протоколами, пакеты данных перемещаются от источника к месту назначения через маршрутизаторы. Однако сеть включает узлы, которые могут хранить информацию. Пакет данных, путешествующий с Земли на Юпитер, может, например, пройти через ретранслятор на Марсе, объяснил Серф. Эта функция с промежуточным хранением позволяет пакетам перемещаться к месту назначения по одному шагу за раз, несмотря на большие сбои и задержки.

В последней статье Серфа на эту тему подчеркивается возможность использовать Loon SDN — технологии, способной управлять внеземной сетью, — в архитектуре космической связи следующего поколения НАСА.

Как отмечает один из основателей Интернета, вопрос межпланетной Сети обсуждали еще в 1998 году. Обсуждения шли в Лаборатории реактивного движения НАСА. Исследователи сошлись на том, что Солнечную систему изучали на протяжении десятилетий, но исследования обычно строились на радиосвязи, и это нужно менять.

В настоящее время, по словам Серфа, основная задача даже не в том, чтобы построить межпланетную сеть, а в том, чтобы ввести стандарты как для обычного Интернета и договориться на межгосударственном уровне о помощи в работе над космическим Интернетом.

Серф говорит, что сейчас делаются шаги в направлении создания многоцелевой инфраструктуры — проектируются возможности для межпланетной магистральной сети. По мере того, как космические корабли строятся и запускаются, они несут стандартные протоколы, которые становятся частью межпланетной магистрали. Затем, когда они завершают свою основную научную миссию, их перепрофилируют в качестве узлов в магистральной сети, объясняет он.

В качестве примера Серф приводит тот факт, что в 2004 году марсоходы должны были передавать данные обратно на Землю напрямую через сеть дальнего космоса — три большие 70-метровые антенны в Австралии, Испании и Калифорнии. Однако доступная скорость передачи данных канала составляла 28 килобит в секунду. Тогда один из инженеров применил прототип программного обеспечения для перепрограммирования марсоходов и орбитальных аппаратов за сотни миллионов миль. В итоге получилась схема небольшого сегмента межпланетного Интернета с промежуточным хранением из трех узлов: марсоходов на поверхности Марса, орбитальных аппаратов и сети дальнего космоса на Земле. И она работает по сей день.

Между тем движется работа по усовершенствованию протоколов, и последние уже обеспечивают прямую связь между Землей и Международной космической станцией. Параллельно проводятся тесты. Так, астронавты на МКС смогли управлять робототехникой в Германии. Но расстояние между МКС и Землей не так велико, и проблемы задержек нужно решать.

Серф говорит, что его команда пытается убедить организаторов космических миссий в том, в том, что их протоколы DTN прошли надлежащие испытания.

По его словам, у одного инженера из Швеции возникла идея опробовать протоколы DTN для отслеживания миграции оленей в Лапландии, в непредсказуемой среде. Кроме того, данные протоколы можно использовать на Земле после серьезной катастрофы, когда возможности связи будут минимальны. Серф утверждает, что DTN может применяться в режиме быстрого восстановления, когда ресурсов недостаточно для обеспечения покрытия TCP/IP. Сейчас изучается возможность внедрения DTN в мобильной среде.