Najważniejsze wiadomości - Opracowywanie bardziej inteligentnego internetu
Internet tworzony przez przedmioty - samochody, urządzenia oraz czujniki podłączone do sprzętu codziennego użytku - jest obecnie znacznie większy, niż internet tworzony przez ludzi oraz wzajemnie ze sobą powiązane strony www. Już przed rokiem 2008 liczba przedmiotów podłączonych do internetu przekroczyła liczbę ludności na Ziemi. Eksperci przewidują, że w przyszłości liczba "podłączonych urządzeń" będzie nadal rosła. Przykładowo, holenderska firma typu 'start-up' o nazwie Sparked, opracowuje bezprzewodowe czujniki podłączone do internetu, pozwalające monitorować bydło. Obecnie szacuje się, że na świecie hoduje się około 1,3 miliarda sztuk bydła, zatem wdrożenie powyższej technologii będzie się wiązać z kolosalną liczbą nowych połączeń! Również w przemyśle motoryzacyjnym wykorzystuje się ogromną ilość czujników. Inteligentne samochody, które są obecnie projektowane, będą wyposażone w czujniki lokalizacji, przyspieszenia, kierunku oraz odległości, które będą wymieniać informacje z pobliskimi pojazdami oraz z infrastrukturą drogową. "Internet szybko się rozwija i wykorzystywany jest przez wiele urządzeń nowego typu, często pojawiających się na rynku równocześnie. Obecnie powyższy trend się nasila", tłumaczy Philip Eardley, koordynator techniczny zakrojonego na szeroką skalę, finansowanego przez UE projektu o nazwie Trilogy, w ramach którego, jak mówią jego uczestnicy, "Internet jest przeprojektowywany", a także opracowywane są nowe technologie, mające na celu wspieranie internetu przyszłości. "Nasze prace polegały na przeanalizowaniu możliwości zarządzania tą wspólną siecią, w obliczu konkurujących ze sobą wymagań. Pragnęliśmy odkryć metodę najlepszego zarządzania pojemnością sieci", mówi Eardley. Technologie internetu przyszłości stanowią jeden z kluczowych elementów strategii Unii Europejskiej w zakresie badań naukowych. Na testowanie nowych technologii przeznaczono stosowne środki finansowe, które umożliwią rozwój i adaptację sieci wraz z upływem czasu - Internet jest bowiem czymś znacznie bardziej złożonym niż, jak pierwotnie planowano, zwykłym systemem komunikacyjnym; obecnie Internet stanowi kręgosłup nowoczesnego społeczeństwa. Celem inicjatyw z zakresu internetu przyszłości jest zagwarantowanie stabilności tego kręgosłupa w obliczu stale wzrastających wymagań. Powyższe działania są kluczowe, dlatego w projekcie Trilogy wzięły udział jedne z najzdolniejszych osób z całego świata. Liderem i koordynatorem konsorcjum projektowego była brytyjska grupa BT Innovate & Design, którą wspierał NEC Europe, Roke Manor Research oraz University College London - wszystkie zlokalizowane w Zjednoczonym Królestwie. Konsorcjum projektowe obejmowało ponadto wiodące grupy badawcze, takie jak fińska Nokia, niemieckie Eurescom oraz Deutsche Telekom, Université Catholique de Louvain w Belgii, Universidad Carlos III w Madrycie, w Hiszpanii, Athens University of Economics and Business w Grecji oraz Stanford Law School w USA. Ambicją uczestników projektu Trilogy było zbadanie problemów dotyczących obecnych standardów internetowych, zwłaszcza protokołu sterowania transmisją ('Transmission control protocol' - TCP). Vint Cerf oraz Bob Kahn opracowali protokół TCP już w 1974 roku. Protokół ten jest zaskakująco wydajny i dobrze się sprawdził podczas gwałtownego rozwoju internetu. Jednak możliwe jest jego dalsze ulepszenie, które stanowiło centralny element prac prowadzonych w ramach projektu Trilogy. Odnajdywanie równowagi W przypadku technologii internetowych niezbędne jest odnalezienie delikatnej równowagi: zbyt mała kontrola może doprowadzić do awarii sieci i chaosu; zbyt duża kontrola może zdławić innowację. Osoby opracowujące protokoły internetowe muszą być pewne, że proponowane przez nie innowacje nie utkwią w martwym punkcie. Jedną z innowacji opracowanych przez uczestników projektu Trilogy jest wielościeżkowy TCP ('Multipath TCP' - MPTCP): protokół, który umożliwia jednoczesne używanie wielu ścieżek przesyłu danych w ramach standardowego połączenia TCP. MPTCP pozwala zwiększyć odporność sieci, gdyż w przypadku awarii jednej ze ścieżek połączenie pozostaje sprawne. Protokół ten pozwala ponadto zwiększyć wydajność sieci, poprzez grupowanie zasobów; dane przesyłane są jednocześnie za pośrednictwem kilku ścieżek, a nadawca może szybko dostosowywać się do zmieniającego się obciążenia, wysyłając więcej danych ścieżkami o mniejszym natężeniu ruchu. Wdrożenie MPTCP mogłoby przynieść duże korzyści w przypadku użytkowników mobilnych, gdyż protokół ten dostosowuje się do aktualnej lokalizacji odbiorcy, niezależnie od wykorzystywanych sieci. Przykładowo możliwe jest rozpoczęcie pobierania filmu za pośrednictwem połączenia 3G lub 4G, a następnie wykorzystanie możliwości oferowanych przez sieć WiFi, gdy użytkownik znajdzie się w jej zasięgu. "MPTCP gwarantuje zarówno bardziej wydajne wykorzystanie dostępnej przepustowości, jak i zwiększoną odporność, gdyż dane przesyłane są do celu za pośrednictwem szeregu tras", tłumaczy Eardley. Uczestnicy projektu Trilogy, pracując nad MPTCP, stworzyli także algorytm sterowania przeciążeniami, który pozwala równoważyć ruch przesyłany za pośrednictwem poszczególnych ścieżek, ograniczając ilość danych przesyłanych przeciążonymi trasami, a zwiększając ilość danych przesyłanych za pośrednictwem tras, które nie są w danej chwili wykorzystywane. Rozładowywanie przeciążeń Przeciążenia stanowią jedno z kluczowych wyzwań współczesnego internetu, w związku z czym uczestnicy projektu Trilogy, oprócz prowadzonych przez nich prac nad MPTCP, opracowali także specjalny protokół, mający na celu stawienie czoła problemom przeciążeń. "Ryzyko wystąpienia przeciążeń" ('Congestion exposure' - CONEX) to nowy protokół, który umożliwia wszystkim urządzeniom IP obecnym na danej trasie uzyskać informacje na temat całkowitego poziomu przeciążeń. Protokół CONEX stanowi wsparcie dla operatorów, gdyż zapewnia bardziej szczegółowe informacje, które są wykorzystywane przez mechanizmy zarządzania przepustowością. Informacje na temat przeciążeń są przydatne również dla użytkowników; stosowany przez nich system operacyjny może, dzięki dodatkowym informacjom, optymalizować całościową jakość usług - na przykład w okresie dużych przeciążeń system może chwilowo zatrzymać pobieranie plików, a jednocześnie podtrzymywać połączenie wideokonferencyjne, tym samym optymalizując wykorzystanie dostępnych zasobów. Istotnym zagadnieniem badawczym były ponadto mechanizmy umożliwiające stawianie czoła innym wyzwaniom, takim jak weryfikacja adresu źródłowego oraz migracja od protokołu IPv4 do IPv6, która stanowi ważny krok w kontekście internetu przyszłości, gdyż obecnie zaczyna brakować adresów IPv4. Problem ma swoje źródło u zarania internetu, gdy opracowano protokół uniwersalnej adresacji, pozwalający dowolnemu komputerowi uzyskać tożsamość w internecie. Protokół IP stworzono w 1971 roku, natomiast jego czwartą wersję (v4) wdrożono w roku 1983. Nikt wówczas nie przewidział docelowej popularności internetu. Dopiero w 1989 roku Tim Berners-Lee wynalazł sieć www W chwili powstania protokół IPv4 był bardzo zaawansowanym standardem, oferującym ponad 4 miliardy adresów, kodowanych na 32 bitach. W chwili obecnej 128 bitowy protokół IPv6 oferuje znacznie większą liczbę adresów, natomiast narzędzia opracowane w ramach projektu Trilogy ułatwią migrację do nowej wersji protokołu IP. Uczestnicy projektu Trilogy położyli szczególny nacisk na zdefiniowanie i opracowanie standardów, a zespół projektowy aktywnie uczestniczył w pracach IETF ('Internet Engineering Task Force'), konsorcjum odpowiedzialnego za standaryzowanie technologii internetowych. Prace prowadzone przez uczestników projektu Trilogy doprowadziły do powstania dwóch nowych grup roboczych w ramach IETF, zwanych MPTCP oraz CONEX. "Zaproponowaliśmy około 50 różnorakich projektów, z których kilka jest obecnie w fazie oczekiwania na komentarze ('Request for comments' - RFCs), a kolejne są przygotowywane. Ponadto opublikowaliśmy ponad 60 artykułów", zauważa Eardley. RFC to standard lub dokument zawierający wytyczne, który został uzgodniony w sposób formalny przez IETF. Uczestnicy projektu Trilogy szczegółowo przeanalizowali możliwości wdrożenia opracowanych przez siebie protokołów, w celu umożliwienia wykorzystania ich w sposób inkrementalny. "Stworzyliśmy implementację protokołu Multipath TCP dla systemu operacyjnego Linuks i mamy nadzieję, że stanie się ona częścią jądra Linuksa", mówi Eardley. Z doświadczenia wiemy, że aby nowe technologie internetowe zostały powszechnie przyjęte, wystarczy aby kilka wiodących grup potwierdziło ich zalety. Projekt Trilogy uzyskał wsparcie finansowe na badania naukowe w wysokości 5,82 milionów euro (całkowity budżet projektu wyniósł 9,82 milionów euro) w ramach podprogramu "Sieć przyszłości" ('The network of the future'), będącego częścią Siódmego Programu Ramowego UE (7PR). Użyteczne odnośniki: - "Przeprojektowywanie internetu. Klepsydrowy model architektury sterowania internetem, wspierający nadzór komercyjny, społeczny i techniczny" - 'Re-Architecting the internet. An hourglass control architecture for the internet, supporting extremes of commercial, social and technical control' - informacje na temat projektu Trilogy w bazie danych CORDIS Odnośne publikacje: - "Komisja Europejska ustala cele w zakresie wdrożenia protokołu IPv6" - 'Commision sets targets for IPv6 deployment' - "Europejczycy upraszczają komunikację za pośrednictwem urządzeń inteligentnych" - 'Europeans making smart device communications even easier' - "Gwarantowanie wydajności internetu" - 'Making sure the internet delivers' - "Przezroczyste sieci" - 'See-through networks' - "Sieć wszystkiego" - 'The Network of Everything'