जिस दिन भविष्य के मार्टियन उपनिवेशवादी एक ब्राउज़र खोल सकते हैं और
एक शार्क के कमरे में एक शार्क सूट में एक
बिल्ली को देख सकते हैं, जो कमरे
में एक रोबोट वैक्यूम क्लीनर से टकरा रही है , उन्हें कोई और नहीं बल्कि विंट सर्फ के द्वारा धन्यवाद दिया जाना चाहिए।
Google के मुख्य इंटरनेट प्रचारक के रूप में, सर्फ ने नेटवर्किंग के भविष्य को दर्शाते हुए पर्याप्त समय बिताया। और उसके पास ऐसा करने का हर अधिकार है - आखिरकार, वह सर्फ था, बॉब कहन के साथ, जो टीसीपी / आईपी के विकास के लिए जिम्मेदार था। लेकिन,
इस ग्रह पर इंटरनेट के पिता के रूप में अपनी भूमिका से संतुष्ट नहीं हैं, सर्फ ने अपने दिमाग की उपज को अंतरिक्ष में प्राप्त करने पर वर्षों बिताए।
नासा और जेपीएल के साथ मिलकर काम करते हुए, सर्फ ने एक नया प्रोटोकॉल स्टैक विकसित करने में मदद की, जिसका उपयोग अंतरिक्ष में किया जा सकता है - जिसमें, प्रकाश की गति की सीमाओं को देखते हुए, साथ ही कक्षीय यांत्रिकी की जटिलता, नेटवर्क ऑपरेशन बहुत मुश्किल हो जाता है।
हमने
[wired.com, लगभग।] अंतरिक्ष अन्वेषण में इस इंटरप्लेनेटरी इंटरनेट की भूमिका के बारे में सर्फ के साथ बात की, जो समस्याएं आज भी मौजूद हैं, साथ ही साथ वह इस तकनीक के भविष्य को कैसे देखता है।
वायर्ड: इस तथ्य के बावजूद कि विचार स्वयं है, सिद्धांत रूप में, नया नहीं है, अधिकांश लोगों के लिए इंटरप्लेनेटरी इंटरनेट की अवधारणा नई है। अंतरिक्ष नेटवर्क का निर्माण कैसे किया जा सकता है?
विंट सेर्फ़: वास्तव में, यह विचार नए से बहुत दूर है - यह परियोजना 1998 में वापस शुरू हुई। और यह बड़े पैमाने पर शुरू हुआ क्योंकि 1997 में आधुनिक इंटरनेट के 25 साल मनाए गए थे। मैंने सोचा - मैं ऐसा क्या करूँगा कि यह 25 साल बाद भी उपयोगी था? और, जेपीएल में सहयोगियों के साथ परामर्श करने के बाद, हम इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि उस समय दुनिया की अंतरिक्ष एजेंसियों की तुलना में हमें और अधिक उन्नत नेटवर्किंग तकनीकों की आवश्यकता थी।
उस समय तक (और, स्पष्ट रूप से, इस दिन तक), अंतरिक्ष में सभी संचार एक बिंदु से बिंदु कनेक्शन के माध्यम से एक रेडियो चैनल से गुजरे थे। हम अंतरिक्ष में संचार के लिए एक प्रोटोकॉल के रूप में टीसीपी / आईपी का उपयोग करने के बारे में सोचना शुरू कर दिया - यह हमें लग रहा था कि चूंकि यह पृथ्वी पर अच्छी तरह से काम करता है, यह मंगल पर अच्छी तरह से काम कर सकता है। लेकिन मुख्य सवाल यह था कि "क्या यह ग्रहों के
बीच संचार के लिए काम करेगा?" और, जैसा कि यह निकला, जवाब नहीं था।
इसके दो कारण हैं। सबसे पहले, अंतर दूरी के संबंध में प्रकाश की गति, काफी छोटी है। पृथ्वी से मंगल ग्रह पर जाने के लिए, संकेत 3 बजकर 20 मिनट से लेता है। वापसी यात्रा में उतना ही लगेगा। इसके अलावा, हमें ग्रह के घूर्णन को भी ध्यान में रखना चाहिए। यदि आप सतह पर किसी चीज के साथ संबंध स्थापित करने का प्रयास करते हैं, तो ग्रह के मुड़ने के बाद, आप इस अवसर को खो देंगे, और आपको तब तक इंतजार करना होगा जब तक कि यह पूर्ण क्रांति न कर दे। तो, हमारे पास सिग्नल की एक बड़ी देरी है, और इसकी रुकावट है, और टीसीपी ऐसी स्थितियों में काम नहीं करता है, चलो कहते हैं, बहुत अच्छी तरह से।
टीसीपी / आईपी पर निर्भर एक धारणा यह है कि प्रत्येक राउटर में डेटा स्टोर करने के लिए पर्याप्त मेमोरी नहीं हो सकती है। इसलिए यदि एक पैकेट दिखाई देता है जिसे आपके मौजूदा मार्ग पर भेजने की आवश्यकता है, लेकिन आपके पास पर्याप्त मेमोरी नहीं है, तो यह पैकेट बस छूट जाएगा।
हमने बंडल नामक एक नया प्रोटोकॉल स्टैक विकसित किया। यह तकनीक कुछ हद तक पारंपरिक इंटरनेट पैकेजों की याद दिलाती है। पैकेट काफी बड़े हो सकते हैं, और एक इकाई के रूप में, सीधे भेजे जाते हैं। ट्रांसमिशन के लिए, हम "स्टोर और फॉरवर्ड" मोड का उपयोग करते हैं - प्रत्येक नोड्स जानकारी को लंबे समय तक संग्रहीत कर सकते हैं और तब तक प्रतीक्षा कर सकते हैं जब तक कि इसे आगे स्थानांतरित करने का अवसर न हो।
वायर्ड: अंतरिक्ष में संचार करने के लिए पारंपरिक इंटरनेट की तुलना में कितना अधिक कठिन है?
Cerf: सबसे अप्रिय क्षणों में से एक अपने वर्तमान रूप में डोमेन नाम प्रणाली का उपयोग करने में असमर्थता है। इसे एक उदाहरण से समझाता हूं। कल्पना करें कि आप मंगल ग्रह पर हैं और पृथ्वी पर एक साइट तक पहुंचने के लिए HTTP कनेक्शन खोलना चाहते हैं। आपके पास एक URL है, लेकिन कनेक्शन खोलने के लिए, आपको एक आईपी पते की आवश्यकता है।
स्वाभाविक रूप से, आपको अपने URL से वांछित आईपी प्राप्त करना होगा। तो, आप मंगल ग्रह पर हैं, और आपको जो डोमेन नाम चाहिए वह पृथ्वी पर है। आप DNS लुकअप कर रहे हैं। लेकिन आपको उत्तर प्राप्त करने के लिए, आपको कम से कम 40 मिनट प्रतीक्षा करने की आवश्यकता है, और अधिकतम के रूप में - यह आमतौर पर ज्ञात नहीं है कि पैकेट नुकसान की संख्या के आधार पर, ग्रह के रोटेशन के आधार पर लक्ष्य की उपलब्धता, आदि। ठीक है, तो यह पता चल सकता है कि आपके द्वारा प्राप्त किया गया उत्तर गलत है, क्योंकि उस समय के दौरान जो उत्तर आप तक पहुंचा था, नोड को दूसरे आईपी में ले जाया जा सकता है। और यह सबसे खराब स्थिति नहीं है। यदि आप बृहस्पति पर कहीं बैठते हैं, तो यह सब सामान्य रूप से आपको कई घंटे लग सकते हैं।
इसलिए, हमें इस तरह की योजना से छुटकारा पाने की आवश्यकता है, और जिसे हम विलंबित बंधन कहते हैं, उस पर आगे बढ़ते हैं। पहले आप उस ग्रह को निर्धारित करें जिसकी आपको आवश्यकता है, फिर इस ग्रह पर ट्रैफ़िक को पुनर्निर्देशित करें, और उसके बाद ही एक खोज करें
यदि आप इन स्थितियों में नेटवर्क का प्रबंधन करने की आवश्यकता के बारे में सोचते हैं, तो अन्य समस्याएं दिखाई देती हैं - पृथ्वी पर नेटवर्क में जो हम उपयोग करते हैं, वह यहां काम नहीं करेगा। उदाहरण के लिए, एसएनएमपी नामक एक प्रोटोकॉल है - सरल नेटवर्क प्रबंधन प्रोटोकॉल - यह इस विचार पर आधारित है कि आप एक पैकेट भेज सकते हैं और कुछ मिलीसेकंड के भीतर प्रतिक्रिया प्राप्त कर सकते हैं, अच्छी तरह से, या कम से कम कुछ सौ मिलीसेकंड। यदि आप जानते हैं कि पिंग क्या है, तो आपको यह समझना चाहिए कि क्या दांव पर है - क्योंकि किसी चीज़ को पिंग करने से, आप जितनी जल्दी हो सके एक उत्तर की उम्मीद करते हैं। यदि आप इसे कुछ मिनटों के भीतर प्राप्त नहीं करते हैं, तो यह समझ में आता है कि कुछ गलत हो रहा है, और शायद आप जिस नोड का अनुरोध कर रहे हैं वह उपलब्ध नहीं है। लेकिन अंतरिक्ष में, सिग्नल
को लक्ष्य तक पहुंचने के
लिए बहुत समय
की आवश्यकता होती है, न कि वापस जाने का। यह नेटवर्क प्रबंधन को और अधिक जटिल कार्य बनाता है।
अंत में, हमें सुरक्षा का भी ध्यान रखना चाहिए था। बेशक, कारण स्पष्ट हैं - हम वास्तव में अखबार की सुर्खियों को देखना पसंद नहीं करेंगे जैसे "एक 15 वर्षीय किशोरी ने नेटवर्क के मार्टियन खंड को नियंत्रित किया।" इससे बचने के लिए, हमने कई उपाय किए - हमने मजबूत प्रमाणीकरण, तीन-तरफ़ा हैंडशेक, क्रिप्ट कुंजी का उपयोग आदि को जोड़ा।
वायर्ड: यह देखते हुए कि संचार विशाल दूरी पर होगा, पूरे नेटवर्क को बस विशाल होना चाहिए, है ना?
Cerf: ठीक है, विशुद्ध रूप से शारीरिक रूप से - दूरियों के संदर्भ में - यह वास्तव में एक बहुत बड़ा नेटवर्क है। हालाँकि, नोड्स की संख्या बहुत कम है। फिलहाल, ये मुख्य रूप से पृथ्वी पर उपकरण हैं, उदाहरण के लिए, JPL नियंत्रण के तहत DSN स्टेशन। उनके पास बड़े 70-मीटर एंटेना और 35 मीटर के व्यास के साथ छोटे एंटेना हैं, जो पॉइंट-टू-पॉइंट कनेक्शन स्थापित करने में सक्षम हैं। यह सब, बदले में, TDRSS प्रणाली (टी-ड्रिस पढ़ें) का हिस्सा है, जिसका उपयोग नासा द्वारा बड़ी संख्या में निकट-पृथ्वी संचार के लिए किया जाता है। आईएसएस पर कई नोड्स भी हैं जो हमारे प्रोटोकॉल स्टैक का समर्थन करते हैं।
मंगल के कृत्रिम उपग्रह इस सॉफ़्टवेयर के एक प्रोटोटाइप का उपयोग करते हैं, और मंगल से लगभग सभी जानकारी ठीक उसी तरह से हमारे पास आती है जैसे मैंने बताया था। आत्मा, अवसर और जिज्ञासा रोवर्स भी इन प्रोटोकॉल का उपयोग करते हैं। यहां तक कि फीनिक्स लैंडर ने डिस्कनेक्ट होने से पहले उनका इस्तेमाल किया।
[आप इस बारे में अधिक पढ़ सकते हैं कि मंगल के साथ संचार कैसे किया जाता है, और इस पोस्ट में डीएसएन स्टेशनों के संचालन के बारे में, - लगभग। ट्रांस।]अंत में, सूरज के चारों ओर कक्षा में स्थित ईपीएक्सएक्सआई नामक एक उपकरण भी है, जिसका उपयोग प्रोटोकॉल के संचालन का परीक्षण करने के लिए भी किया गया था।
हम आशा करते हैं कि भविष्य में - यह मानते हुए कि हमारे प्रोटोकॉल को CCSDS द्वारा प्रमाणित किया जाएगा, अंतरिक्ष संचार मानक समिति - प्रत्येक अंतरिक्ष यान, चाहे वह किस देश को डिजाइन और लॉन्च किया गया हो, हमारे प्रोटोकॉल का उपयोग करेगा। और यह बदले में, इसका मतलब यह होगा कि इनमें से प्रत्येक उपकरण, अपने मुख्य मिशन को पूरा करने के बाद, नेटवर्क में रिले नोड के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
वायर्ड: और अगला विस्तार चरण क्या होगा?
Cerf: सबसे पहले, हम यह सब मानकीकृत करना चाहते हैं। इसके अलावा, प्रोटोकॉल के सभी भागों का परीक्षण अभी तक नहीं किया गया है, उदाहरण के लिए, हमारे प्रमाणीकरण प्रणाली। दूसरे, हमें यह समझने की आवश्यकता है कि हम कठिन परिस्थितियों में नेटवर्क को कितनी अच्छी तरह नियंत्रित कर सकते हैं।
तीसरा, हमें वास्तविक समय के इंटरैक्शन के बारे में सोचने की जरूरत है, जैसे कि वीडियो और ऑडियो प्रसारण। हमें यह समझने की ज़रूरत है कि वास्तविक-समय की इंटरैक्टिव चैट से किसी चीज़ पर स्विच करने के लिए सबसे अच्छा क्या है जो ईमेल का आदान-प्रदान करना अधिक पसंद करेगा, जिससे आप ऑडियो और वीडियो संलग्न कर सकते हैं।
डेटा पैकेट की डिलीवरी कुछ हद तक ई-मेल डिलीवरी की याद दिलाती है। यदि आपके ईमेल में कोई समस्या है, तो यह आमतौर पर नाराजगी होगी, और यदि यह लंबे समय तक जारी रहता है, तो इसे टाइमआउट द्वारा अस्वीकार कर दिया जाएगा। हमारे प्रोटोकॉल में समान व्यवहार है, इसलिए यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि उत्तर काफी लंबा हो सकता है, और इसके वितरण का समय मामले से भिन्न हो सकता है।
वायर्ड: हम अक्सर इस बारे में बात करते हैं कि अंतरिक्ष के लिए विकसित तकनीकों को पृथ्वी पर कैसे लागू किया जा सकता है। क्या आप जिन तकनीकों के बारे में बात करते हैं, वे हमारे ग्रह पर उपयोग की जा सकती हैं?
Cerf: बिल्कुल। उदाहरण के लिए, DARPA ने सामरिक सैन्य संचार के लिए इन अत्यधिक लचीला प्रोटोकॉल का परीक्षण करने के लिए धन आवंटित किया है। ये परीक्षण बहुत सफल रहे - डेटा ट्रांसफर के संदर्भ में प्रतिकूल परिस्थितियों में, हम टीसीपी / आईपी का उपयोग करने की तुलना में 3-5 गुना अधिक जानकारी स्थानांतरित करने में कामयाब रहे।
यह इस तथ्य के कारण आंशिक रूप से हासिल किया गया है कि नेटवर्क नोड स्वयं प्रेषित डेटा को संग्रहीत कर सकता है। इसलिए अगर कुछ गलत हुआ है, तो हमें एक छोर से दूसरे छोर तक स्थानांतरण करने की आवश्यकता नहीं है - बस इसे अंतिम नोड्स में से एक से करें। यह दृष्टिकोण बहुत प्रभावी रहा है। खैर, ज़ाहिर है, यह मुख्य रूप से स्मृति के मजबूत सस्ते होने के कारण संभव हो गया।
यूरोपीय आयोग की भागीदारी के साथ एक और दिलचस्प परियोजना थी - स्वीडन के उत्तर में, लैपलैंड में, सामी नामक एक व्यक्ति रहता है। इस राष्ट्र के प्रतिनिधि 8,000 से अधिक वर्षों से बारहसिंगा प्रजनन कर रहे हैं। इसलिए, यूरोपीय आयोग ने एक अनुसंधान परियोजना को वित्त पोषित किया जिसमें हमने सभी इलाक़ों के लैपटॉप पर अपने प्रोटोकॉल का उपयोग किया। उनकी मदद से, स्वीडन के उत्तरी भाग में गांवों में वाईफाई अंक स्थापित करना संभव था। मोटे तौर पर, सभी इलाके वाहन एक तरह के खच्चर के रूप में गाँव से गाँव तक सूचना पहुँचाते हैं।
वायर्ड: इसमें Mocup नाम का एक प्रयोग भी था, जिसमें ISS के साथ पृथ्वी पर रोबोट को नियंत्रित करना शामिल था। क्या ये प्रोटोकॉल वहां भी इस्तेमाल किए गए थे?
Cerf: बिल्कुल। इस प्रयोग से हम सभी बहुत प्रोत्साहित हुए, क्योंकि इससे पता चला कि भले ही हमारे प्रोटोकॉल लंबी दूरी पर और अनिश्चितकालीन देरी के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए थे, अच्छी संचार स्थितियों के तहत उन्हें वास्तविक समय में डेटा संचारित करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।
मुझे ऐसा लगता है कि सम्पूर्ण संचार क्षेत्र को इन विकासों से लाभ होगा। उदाहरण के लिए, इन प्रोटोकॉल को मोबाइल फोन में लागू करने पर, हमें आज की तुलना में अधिक स्थिर संचार मंच मिलेगा।
वायर्ड: अर्थात्, भले ही घर पर फोन ने नेटवर्क को बहुत खराब तरीके से पकड़ा हो, तो क्या मैं अभी भी अपने माता-पिता को कॉल कर पाऊंगा?
Cerf: बल्कि, आप अपना संदेश रिकॉर्ड कर सकते हैं, और वे अंततः इसे प्राप्त करेंगे। यह निश्चित रूप से, वास्तविक समय में नहीं होगा - यदि नेटवर्क के साथ समस्याएं लंबे समय तक चलती हैं, तो संदेश बाद में आएगा। लेकिन किसी भी मामले में, यह निश्चित रूप से वितरित किया जाएगा।