首張黑洞照片的拍攝成功，被認(rèn)為是天文學(xué)史上的里程碑事件。在這條大新聞背后，有一個(gè)容易忽略的信息，就是研究人員為了匯集由分布在全球的八臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡所采集的 4 PB 數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)換成 MP3 格式需播放 8000 年才能聽(tīng)完），將數(shù)據(jù)拷貝到硬盤(pán)上，通過(guò)快遞硬盤(pán)來(lái)交換數(shù)據(jù)，這竟然成為了比網(wǎng)絡(luò)傳輸更快的方式。

其實(shí)，這不是一個(gè)新問(wèn)題。幾十年來(lái)，不同種類(lèi)的“ sneakernets ”一直都存在，這個(gè)詞指的是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸大數(shù)據(jù)的速度還不如一個(gè)硬盤(pán)來(lái)得實(shí)在。這些方式包括步行、郵遞，以及更奇特的方式——例如帶有傳奇色彩的信鴿。

美國(guó)電子和電氣工程師協(xié)會(huì)（IEEE）近日為此做了一項(xiàng)有趣的計(jì)算，表明在特定條件下，利用鴿子飛行傳遞大數(shù)據(jù)比網(wǎng)絡(luò)傳輸還快。

網(wǎng)絡(luò)傳輸vs鴿子

今年 2 月，SanDisk 推出世界上第一個(gè) TB 級(jí)（1PB=1024TB）的 microSD 卡。和其他所有的 microSD 卡一樣，這張 1 TB microSD 卡體積很小，長(zhǎng) 15 毫米、寬 11 毫米、高 1 毫米，而其重量也只有 250 毫克，單個(gè)售價(jià) 550 美元。

現(xiàn)在，我們?cè)缫蚜?xí)慣了計(jì)算機(jī)迅猛的發(fā)展速度，因此這些 microSD 卡的發(fā)展基本不會(huì)有太多人注意。但這一信息引起了 IEEE 研究人員的興趣。

他們首先采訪了馬里蘭州賽鴿愛(ài)好者 DrewLesofski，他證實(shí)鴿子可以輕松地?cái)y帶 75 克(甚至更多)重的物體，這并不會(huì)對(duì)個(gè)鴿子的飛翔產(chǎn)生影響。

Lesofski 還表示，鴿子可以飛行的距離令人難以置信，有一只鴿子界的勇士，甚至創(chuàng)造了世界紀(jì)錄，從法國(guó)阿拉斯開(kāi)始飛行，最后回到越南胡志明市的巢穴，整個(gè)距離 11,500 公里，花了 24 天的旅行。

不過(guò)一般情況下，鴿子的飛行距離一般約為 1000 公里，并且以 70 公里/小時(shí)的持續(xù)速度飛行。在短距離內(nèi)，有些鴿子界的“健將”的速度甚至可以達(dá)到達(dá) 177 公里/小時(shí)。

（圖片來(lái)源：IEEE）

IEEE 將這些數(shù)據(jù)理想化地組合在一起，假設(shè)讓一只信鴿攜帶 1 TB microSD 卡飛行，以其最大負(fù)荷 75 克為標(biāo)準(zhǔn)，可以攜帶 300 個(gè)重約 250 毫克的 microSD 卡，那么這只信鴿將攜帶總共 300 TB 的數(shù)據(jù)。假設(shè)想將數(shù)據(jù)從舊金山傳輸?shù)郊~約（4130 公里），以鴿子的最高速度來(lái)計(jì)算，鴿子將實(shí)現(xiàn)每小時(shí) 12 TB（ 28 Gbps ）信息傳輸速率，這比正常的網(wǎng)絡(luò)傳輸速率快了不止一個(gè)數(shù)量級(jí)。在美國(guó)，可以找到最快的數(shù)據(jù)傳輸速度為 127.0 Mbps ，以這樣的上傳速度， 300 TB 的數(shù)據(jù)需要 240 多天來(lái)傳輸。

但說(shuō)實(shí)話，這個(gè)例子過(guò)于極端，所有假設(shè)都是最優(yōu)的情況，那么在正常情況下呢？IEEE 的研究人員又提出了另一個(gè)方案，這次的設(shè)定是利用一個(gè)平均飛行速度為 70 公里/小時(shí)的鴿子，只攜帶其最大負(fù)荷一半的 1 TB microSD卡攜帶，即 150 TB 的數(shù)據(jù)。在這種情況下，再在把實(shí)際數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣壤硐牖?，假設(shè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣瓤梢赃_(dá)到 1 Gbps ，結(jié)果獲勝的依然是鴿子。

IEEE 的研究人員推測(cè)，在網(wǎng)絡(luò)傳輸 150 TB 的數(shù)據(jù)所需的時(shí)間，足夠鴿子在半個(gè)地球的距離內(nèi)傳輸信息，這意味在地球上任何地方通過(guò)鴿子傳輸這 150 TB 的數(shù)據(jù)都要比用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)更快。（這里有一個(gè)用鴿子傳送數(shù)據(jù)的計(jì)算器鏈接https://cable.ayra.ch/pigeon/）

信鴿“間諜”史

幾千年來(lái)，信鴿一直是人們傳遞信息的好幫手。尤其是在戰(zhàn)爭(zhēng)時(shí)期，據(jù)說(shuō)凱撒大帝、成吉思汗和威靈頓公爵(在滑鐵盧戰(zhàn)役)都曾依賴(lài)?guó)B類(lèi)來(lái)傳播信息。在第一次世界大戰(zhàn)期間，美國(guó)陸軍通信兵和海軍都有鴿舍。而法國(guó)政府則曾為一只名為Cher Ami的雌鴿授予過(guò)“英勇十字勛章”(Croix de Guerre)，以表彰它在凡爾登戰(zhàn)役中的英勇表現(xiàn)。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，英國(guó)在二戰(zhàn)期間飼養(yǎng)了超過(guò) 25 萬(wàn)只信鴿，其中 32 只獲得了迪金獎(jiǎng)?wù)拢@是英國(guó)頒發(fā)給在戰(zhàn)爭(zhēng)中表現(xiàn)杰出的動(dòng)物們的勛章，也被稱(chēng)為是“動(dòng)物的維多利亞十字勛章”。

而美國(guó)中央情報(bào)局（CIA）則把鴿子培養(yǎng)成了優(yōu)秀且神秘的間諜。20 世紀(jì) 70 年代，美國(guó)中央情報(bào)局研發(fā)辦公室發(fā)明了一種小型、輕便的照相機(jī)，可以綁在鴿子的胸前。當(dāng)鴿子需要執(zhí)行任務(wù)時(shí)，會(huì)飛過(guò)它既定的目標(biāo)，然后再飛回基地。相機(jī)內(nèi)部的電池驅(qū)動(dòng)馬達(dá)會(huì)推動(dòng)膠卷前進(jìn)，并按下快門(mén)。鴿子攜帶的攝像機(jī)在拍攝時(shí)，其飛行路線距離地面只有幾百米，這樣拍攝的照片比飛機(jī)或衛(wèi)星拍攝的照片要清晰詳細(xì)得多。至于中情局的鴿子攝像機(jī)有沒(méi)有成功地提供一些至關(guān)重要的信息？直到今天，我們?nèi)圆坏枚?，因?yàn)槠錂n案至今仍屬機(jī)密。

圖|中央情報(bào)局的鴿子攝像機(jī)有一個(gè)電池驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)，可以推進(jìn)膠卷并自動(dòng)按下快門(mén)。

不過(guò)，CIA 并不是第一個(gè)利用鴿子來(lái)傳遞信息的機(jī)構(gòu)。德國(guó)藥劑師 Julius Neubronner 被譽(yù)為訓(xùn)練鴿子拍攝空中照片的第一人。在 20 世紀(jì)初的幾十年里，Neubronner 就曾把攝像機(jī)綁在信鴿的胸前。當(dāng)信鴿飛行時(shí)，攝像機(jī)會(huì)按照設(shè)定的時(shí)間間隔來(lái)拍攝照片。當(dāng)時(shí)普魯士軍方則希望可以利用 Neubronner 鴿子攝像機(jī)進(jìn)行偵察，但由于無(wú)法控制其飛行路線或拍攝的具體鏡頭，他們打消了這一想法。

對(duì)于那些想利用鴿子傳遞信息的人們來(lái)講，最看重如何訓(xùn)練鴿子在兩點(diǎn)之間飛行。最好的方式當(dāng)然是通過(guò)食物的長(zhǎng)期激勵(lì)。在固定的位置喂養(yǎng)鴿子，再將它們安置到另一個(gè)地方，就可以教會(huì)鴿子飛行路線。

信鴿如此適合傳遞信息，在傳遞大量數(shù)據(jù)并不十分輕松便捷的時(shí)候，人們自然在這二者中開(kāi)始產(chǎn)生了一些聯(lián)想。

在 1990 年 4 月 1 日，DavidWaitzman 向互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組的網(wǎng)絡(luò)工作組提交了一份征求意見(jiàn)的請(qǐng)求(RFC)，該工作組名為“以鳥(niǎo)類(lèi)為載體的網(wǎng)際協(xié)議（IPoverAvianCarriers）”現(xiàn)在稱(chēng)為 IPoAC ，這是一個(gè)理論上使用信鴿等鳥(niǎo)類(lèi)傳輸IP數(shù)據(jù)的通訊提案。

并且，國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)組織還于1999年愚人節(jié)發(fā)表了 RFC 2549 ，為 IPoAC “加上” QoS 功能，作者同樣是 D. Waitzman 。而后在 2011 年愚人節(jié)，互聯(lián)網(wǎng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)再發(fā)表了《RFC 1149 在 IPv6 的應(yīng)用》。

事實(shí)上，IPoAC 曾經(jīng)被成功實(shí)驗(yàn)過(guò)，但是 9 個(gè)數(shù)據(jù)包中只有 4 個(gè)數(shù)據(jù)包成功傳送，丟包率 55 %（由用戶(hù)失誤造成），其響應(yīng)時(shí)間從 54 分鐘到 1.77 小時(shí)不等。因此，該技術(shù)的延遲問(wèn)題嚴(yán)重。不過(guò)這個(gè)缺點(diǎn)可以通過(guò)增大數(shù)據(jù)包本身得到大幅改進(jìn)，如使用信鴿攜帶大容量存儲(chǔ)卡。

幾次相關(guān)提案都是在愚人節(jié)提出的，惡搞色彩比較明顯。但隨著大容量存儲(chǔ)卡的發(fā)展，在特定條件下傳輸大數(shù)據(jù)，鴿子可能比網(wǎng)絡(luò)完成的更好。

傳輸大數(shù)據(jù)的多種選擇

需要說(shuō)明的是，上述的比較是一個(gè)純數(shù)據(jù)的比較。在這個(gè)極端的理想模型中，研究人員并沒(méi)有考慮將數(shù)據(jù)復(fù)制 microSD 卡上所需要的時(shí)間，將其裝載到鴿子身上的時(shí)間，鴿子到達(dá)目的地后，從 microSD 卡讀取數(shù)據(jù)所花費(fèi)的時(shí)間。這樣算下來(lái)延遲顯然非常高。

而且，這其中有個(gè)最大的限制就是，作為載體的信鴿只能單一地從一個(gè)地方飛回其巢穴，這意味無(wú)法選擇傳輸?shù)哪康牡?，目的地只能是巢穴所在地，那么是否要將鴿子先運(yùn)輸?shù)綌?shù)據(jù)傳輸?shù)脑搭^呢？這些都是很大的問(wèn)題，這限制了用鴿子傳輸數(shù)據(jù)的實(shí)用性。

（圖片來(lái)源：IEEE）

而且鴿子傳輸信息的途中也有很多的不確定性，鴿子臨時(shí)改變飛行路徑，或者遇到天敵等情況，都會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的損壞或者丟失。盡管如此，鴿子仍然保持著一些關(guān)鍵的優(yōu)勢(shì)：它們的伸縮性很好，它們的工作成本很低，可能會(huì)低到只需要一點(diǎn)點(diǎn)花生，在一些方面它們也顯得很可靠，例如相較無(wú)人機(jī)傳輸而言，鴿子的“機(jī)身”已經(jīng)集成了高度復(fù)雜的避障軟件和硬件，而且還自發(fā)電。

但是對(duì)于大量數(shù)據(jù)如何傳輸這個(gè)問(wèn)題，我們還有很長(zhǎng)的路要走，至少在目前我們還是要依靠物理傳輸，亞馬遜就提供了一項(xiàng)名為 Snowmobile 的服務(wù)，是一種用于將海量數(shù)據(jù)移動(dòng)到亞馬遜云服務(wù)（AWS）中的 EB 級(jí)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。Snowmobile 是一個(gè) 45 英尺長(zhǎng)的堅(jiān)固的集裝箱，由一臺(tái)半掛卡車(chē)牽引，一次可以傳輸高達(dá) 100PB 的數(shù)據(jù)。盡管它的移動(dòng)速度不會(huì)像同等數(shù)量的幾百只鴿子那么快，但相較而言，它可能更容易管理，數(shù)據(jù)也會(huì)更安全。

當(dāng)然，如果你是一個(gè)信鴿發(fā)燒友，完全可以利用鴿子來(lái)傳遞數(shù)據(jù)，IPoAC 是屬于每個(gè)人的。而且，對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的大量數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)該沒(méi)有什么會(huì)比鴿子做的更好，除非你馴服了一只鷹。