Метавселенная. Создание пространственного интернета - Мэтью Болл
К опыту, основанному на дополненной реальности, предъявляются особенно жесткие требования по задержке, поскольку он основан на движениях головы и глаз. Если вы носите очки, вы можете считать само собой разумеющимся, что ваши глаза мгновенно подстраиваются под окружающую обстановку, когда вы поворачиваетесь, и получают частицы света с частотой 0,00001 мс. Но представьте, как бы вы себя чувствовали, если бы задержка в получении новой информации составляла 10-100 мс.
Задержка - самое большое сетевое препятствие на пути к Metaverse. Отчасти это связано с тем, что сегодня лишь немногие сервисы и приложения нуждаются в сверхнизкой задержке, что, в свою очередь, усложняет задачу любого сетевого оператора или технологической компании, ориентированной на доставку в режиме реального времени. Хорошая новость заключается в том, что по мере роста Metaverse инвестиции в интернет-инфраструктуру с низкой задержкой будут увеличиваться. Однако борьба за преодоление задержек не только бьет по карману, но и противоречит законам физики. По словам генерального директора одного из ведущих издателей видеоигр, имеющего опыт создания игр для облачной доставки: "Мы находимся в постоянной борьбе со скоростью света. Но скорость света была и будет непобедимой". Подумайте, как сложно отправить даже один байт из Нью-Йорка в Токио или Мумбаи со сверхнизкой задержкой. На расстоянии 11 000-12 500 км этот путь занимает 40-45 мс. Физика Вселенной лишь на 10-20 % превосходит целевой минимум для соревновательных видеоигр. Не похоже, что мы проигрываем законам физики. Но на практике мы далеко не всегда укладываемся в эти 40-45 мс. Средняя задержка пакета, отправленного из центра обработки данных Amazon на северо-востоке США (обслуживающего Нью-Йорк) в центр обработки данных на юго-востоке Азиатско-Тихоокеанского региона (Мумбаи и Токио), составляет 230 мс.
Существует множество причин такой задержки. Одна из них - кварцевое стекло. Многие полагают, что данные, передаваемые по оптоволоконным кабелям, движутся со скоростью света, но они одновременно и правы, и ошибаются. Световые лучи действительно движутся со скоростью света, которая, как известно любому студенту, является константой, но они не движутся по прямой линии, даже если сам кабель проложен по прямой линии. Это происходит потому, что все стеклянные волокна, в отличие от вакуума в космосе, преломляют свет. Поэтому путь данного луча приближается к узкому зигзагу, прыгающему между краями данного волокна. В результате трасса удлиняется почти на 31 %. Таким образом, мы получаем 58 или 65 мс.
Кроме того, большинство интернет-кабелей прокладываются не по принципу "ворон летит" - они должны учитывать международные права, географические препятствия и анализ затрат и выгод. В результате многие страны и крупные города не имеют прямого соединения. У Нью-Йорка есть прямой подводный кабель во Францию, но нет в Португалию. Транспорт из Соединенных Штатов может напрямую доходить до Токио, но чтобы добраться до Индии, нужно перепрыгнуть с одного подводного кабеля на другой на азиатском или океаническом континенте. Можно проложить один кабель из США в Индию, но для этого придется пройти через Таиланд или вокруг него, что добавит сотни или даже тысячи миль, и это решит проблему передачи данных только с берега на берег.
Возможно, удивительно, что улучшить внутреннюю интернет-инфраструктуру сложнее, чем международную. Прокладывать (или заменять) кабели означает работать в окружении обширной транспортной инфраструктуры (автострады и железные дороги), различных населенных пунктов (каждый со своими политическими процессами, избирателями и стимулами), а также охраняемых парков и земель. Проложить кабель над подводной горой в международных водах проще, чем над частно-государственным горным хребтом.
Изображение 1. Подводные кабели Карта почти 500 подводных кабелей и 1250 посадочных станций, обеспечивающих работу глобального интернета. Телегеография
Словосочетание "интернет-магистраль" может навести на мысль о тщательно спланированной и частично объединенной сети кабелей. На самом деле интернет-магистраль - это свободная федерация частных сетей. Эти сети никогда не создавались для того, чтобы быть эффективными в масштабах страны. Скорее, они служат локальным целям. Например, компания-оператор частной сети может проложить оптоволоконную линию между двумя пригородами или даже двумя офисными парками. Учитывая затраты на получение разрешений и эффективность использования существующих возможностей, вместо того чтобы соединять пару городов на расстоянии полета вороны, кабель часто прокладывался в местах строительства других объектов инфраструктуры.
Когда данные отправляются между двумя городами, например Нью-Йорком и Сан-Франциско или Лос-Анджелесом и Сан-Франциско, они могут передаваться по нескольким различным сетям (каждый сегмент называется хопом). Ни одна из этих сетей не была разработана таким образом, чтобы минимизировать расстояние или время прохождения между этими двумя точками. Соответственно, данный пакет может пройти значительно большее расстояние, чем буквальное географическое расстояние между пользователем и сервером.
Эта проблема усугубляется протоколом Border Gateway Protocol (BGP), одним из основных протоколов прикладного уровня TCP/IP. Как вы уже читали в главе 3, BGP служит своего рода авиадиспетчером для данных, передаваемых "по Интернету", помогая каждой сети определить, через какую другую сеть следует направить данные. Однако он делает это, не зная, что именно отправляется, в каком направлении и с каким значением. Таким образом, он "помогает", применяя довольно стандартную методологию, которая в основном определяет приоритет стоимости.
Набор правил BGP отражает изначальный асинхронный дизайн сети Интернет. Его цель - обеспечить успешную и недорогую передачу всех данных. Но в результате многие маршруты оказываются гораздо длиннее, чем нужно, и непоследовательны. Два игрока, находящиеся в одном здании на Манхэттене, могут участвовать в одном и том же матче Fortnite, управляемом сервером Fortnite в Вирджинии, при этом пакеты могут сначала направляться через Огайо, а значит, добираться до места назначения на 50 % дольше. Данные могут быть отправлены обратно одному из игроков по еще более длинному сетевому пути, проходящему через Чикаго. И любое из этих соединений может оказаться разорванным или страдать от повторяющихся приступов 150-минутной задержки - все это для того, чтобы отдать приоритет трафику, который не нужно было доставлять в реальном времени, например, электронному письму.
Все эти факторы вместе взятые объясняют, почему средний пакет данных из Нью-Йорка в Токио летит в четыре раза дольше, чем частица света, из Нью-Йорка в Мумбаи -
