THEPOWERGAME
Το 1973 ο Bob Metcalfe, ερευνητής της Xerox στο Κέντρο Ερευνών του Palo Alto, βοήθησε να βρεθεί ένας τρόπος με τον οποίο οι υπολογιστές της εταιρείας θα μπορούσαν να στέλνουν πληροφορίες μεταξύ τους μέσω ομοαξονικών καλωδίων. Ονόμασε αυτήν την ιδέα Ethernet, από το μέσο με το οποίο, στη Φυσική του 19ου αιώνα, θεωρήθηκε ότι μεταδίδονταν οι ηλεκτρομαγνητικές δυνάμεις. Το Ethernet έμελλε να γίνει ο ακρογωνιαίος λίθος του Διαδικτύου.
Παρά τον ρόλο του στα θεμέλιά του, ο Δρ Metcalfe αμφέβαλε αργότερα για την ανθεκτικότητα του Διαδικτύου, ιδίως όταν έγινε παγκόσμιο φαινόμενο. Στα τέλη του 1995 παρατήρησε ότι το ένα τέταρτο της διαδικτυακής κίνησης χανόταν στον δρόμο του και ότι το σύστημα δεν φαινόταν να ανταποκρίνεται καλά σε αυτόν τον όγκο απωλειών. Προέβλεψε ότι το όλο εγχείρημα «θα μετατρεπόταν σε σουπερνόβα και, το 1996, θα κατέρρεε με πάταγο». Η κατάρρευση δεν συνέβη ποτέ και ο Δρ Metcalfe έφαγε κυριολεκτικά τα λεγόμενά του. Σε ένα συνέδριο στην Καλιφόρνια παρουσίασε μια εκτύπωση της πρόβλεψής του, την πολτοποίησε σε ένα μπλέντερ και την καταβρόχθισε με ένα κουτάλι. «Πήρα το μάθημά μου», λέει τώρα ο Δρ Metcalfe. «Το Διαδίκτυο είναι πιο ισχυρό απ’ ό,τι είχα υπολογίσει».
Στα 40 και πλέον χρόνια λειτουργίας του, το Διαδίκτυο στο σύνολό του δεν σταμάτησε ποτέ να λειτουργεί πλήρως. Τμήματά του σπάνε συνεχώς, αλλά η ανθεκτικότητα υπήρξε αναπόσπαστο κομμάτι του Διαδικτύου από την πρώτη μέρα. Πρόκειται για ένα αποκεντρωμένο, κατανεμημένο δίκτυο δισεκατομμυρίων υπολογιστών και δισεκατομμυρίων δρομολογητών, που συνδέονται μεταξύ τους με δισεκατομμύρια χιλιόμετρα καλωδίων. Το δίκτυο λειτουργεί απρόσκοπτα για τους τελικούς χρήστες λόγω των επιπέδων λογισμικού πάνω από αυτό το υλικό που διαχειρίζονται τον τρόπο επικοινωνίας των υπολογιστών, ενσωματώνοντας πολλαπλές εφεδρείες και μη αφήνοντας κανένα σημείο αποτυχίας. Αυτή η δύναμη της αφαίρεσης -η ικανότητα να δημιουργούμε, να μεταδίδουμε και να καταναλώνουμε ψηφιακά αντικείμενα χωρίς να χρειάζεται να σκεφτόμαστε τη φυσική πραγματικότητα πίσω από αυτά- είναι η μυστική συνταγή του Διαδικτύου, και, καθώς φαίνεται, όλης της επιστήμης των υπολογιστών.
Η αφαίρεση είναι επίσης το κλειδί για το γιατί η πρόβλεψη του Δρα Metcalfe κατέληξε να αποδειχθεί λανθασμένη. Για να καταλάβει κανείς το γιατί, πρέπει να κατανοήσει την πολυεπίπεδη δομή του Διαδικτύου. Ορισμένοι μηχανικοί θεωρούν ότι το Διαδίκτυο έχει πέντε επίπεδα (αν και άλλοι λένε ότι είναι τέσσερα ή επτά, ανάλογα με το αν ορισμένες λειτουργίες αποκτούν τα δικά τους επίπεδα). Στο κάτω μέρος βρίσκεται το πιο φυσικό επίπεδο, όπου φωτόνια και ηλεκτρικά σήματα κινούνται από τον έναν διακομιστή στον άλλον μέσω δρομολογητών και καλωδίων. Ακριβώς πάνω από τα καλώδια υπάρχουν πρωτόκολλα τοπικού δικτύου, όπως το Ethernet, η συμβολή του Δρα Metcalfe, τα οποία επιτρέπουν στους υπολογιστές και άλλες συσκευές που βρίσκονται κοντά ο ένας στον άλλον να ερμηνεύουν αυτήν την κίνηση ως ομάδες μονάδων και μηδενικών.
Πάνω από τα καλώδια και τα πρωτόκολλα τοπικού δικτύου υπάρχουν δύο επίπεδα επικοινωνίας, το «πρωτόκολλο ελέγχου μετάδοσης» και το «πρωτόκολλο Διαδικτύου» (TCP/IP), τα οποία επιτρέπουν στους υπολογιστές να ερμηνεύουν τα μηνύματα ως «πακέτα»: σύντομες σειρές δεδομένων με μια ετικέτα στο ένα άκρο που περιγράφει τον προορισμό τους. Το TCP/IP αλληλοεπιδρά με το Ethernet, αλλά δεν χρειάζεται να γνωρίζει για τα καλώδια στο κάτω μέρος. Πάνω από το TCP/IP βρίσκεται το επίπεδο εφαρμογών του λογισμικού και της γλώσσας που οι χρήστες θα αρχίσουν να βρίσκουν πιο οικεία, όπως το «http» (όπως φαίνεται στον παγκόσμιο ιστό). Αυτό επιτρέπει στα πράγματα του ιστού να αλληλοεπιδρούν με το TCP/IP χωρίς να ανησυχούν για το Ethernet, τα καλώδια και τα υπόλοιπα.
Αυτά τα επίπεδα αφαίρεσης έκαναν το Διαδίκτυο ευέλικτο και του επέτρεψαν να επεκταθεί πέρα απ’ ό,τι πολλοί -συμπεριλαμβανομένου και του Δρα Metcalfe- φαντάζονταν. Κάθε ενδιάμεσο επίπεδο είναι σχεδιασμένο για να διαχειρίζεται τα προβλήματα από κάτω από αυτό και να παρουσιάζει μια καθαρή εικόνα πάνω από αυτό. Ένα καλά σχεδιασμένο σύστημα επιπέδων, όπως το Διαδίκτυο, αμβλύνει το χάος που προκαλούν τα σφάλματα, αντί, εξαιτίας τους, να βγαίνει εκτός ελέγχου. Το γεγονός ότι, όλο αυτό το διάστημα, το ίδιο το φυσικό θεμέλιο ενισχύεται, δεν έβλαψε. Οι οπτικές ίνες γίνονταν όλο και πιο διαθέσιμες κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του 1990, γεγονός που αύξησε το εύρος ζώνης για να στέλνονται περισσότερα πακέτα γρηγορότερα, χάνοντας όσο το δυνατόν λιγότερα. Το πρόβλημα για το οποίο ανησυχούσε ο Δρ Metcalfe επιλύθηκε χωρίς το υπόλοιπο Διαδίκτυο να το καταλάβει. Καθώς οι εφαρμογές γίνονταν όλο και πιο έντασης δεδομένων, τα «υδραυλικά» από κάτω συνέχισαν να αντέχουν τη ροή.
Η φαινομενικά απεριόριστη προσαρμοστικότητα του Διαδικτύου έχει καταστεί δυνατή χάρη στα επίπεδα αφαίρεσης
Για παράδειγμα, αρχικά το Διαδίκτυο σχεδιάστηκε για να μεταφέρει κείμενο -ένα περιορισμένο σύνολο 128 διαφορετικών χαρακτήρων- με ρυθμό 50 kilobits ανά δευτερόλεπτο. Τώρα το βίντεο αποτελεί πάνω από το 65% της κίνησης, ταξιδεύοντας με εκατοντάδες megabits ανά δευτερόλεπτο, χωρίς να φράζει τους αγωγούς. Η αλλαγή των πρωτοκόλλων ιστού από το http στο πιο ασφαλές https δεν επηρέασε τα κατώτερα επίπεδα. Καθώς τα χάλκινα καλώδια αναβαθμίζονται σε καλώδια οπτικών ινών, οι εφαρμογές δεν χρειάζεται να αλλάξουν. Η φαινομενικά απεριόριστη προσαρμοστικότητα του Διαδικτύου έχει καταστεί δυνατή χάρη σε αυτά τα επίπεδα αφαίρεσης μεταξύ του χρήστη και των καλωδίων.
Ωστόσο, ο Δρ Metcalfe δεν είχε εντελώς άδικο. Τα οφέλη της αφαίρεσης εξακολουθούν τελικά να περιορίζονται από την υποδομή. Στις πρώτες μέρες της η Google κατάφερε να νικήσει τους ανταγωνιστές της εν μέρει επειδή διατηρούσε τα πράγματα απλά. Άλλοι προσπάθησαν να φορτώσουν τεράστιες σελίδες με πολλές διαφημίσεις, αλλά δεν εκτίμησαν σωστά πόσα μπορούσαν να διαχειριστούν τα μόντεμ με μια μέση ταχύτητα. Δεδομένου ότι κανείς δεν θέλει να περιμένει να φορτώσει μια ιστοσελίδα, τώρα πλέον «Googlάρουμε», δεν «AltaVistaρουμε».
Η AltaVista έμαθε με τον δύσκολο τρόπο ότι η αφαίρεση έχει ένα κόστος: μπορεί να αποκρύψει τις αδυναμίες του υλικού. Οι σημερινοί οραματιστές της τεχνολογίας θα πρέπει να το προσέξουν. Τα πιο φιλόδοξα σχέδιά τους δεν θα λειτουργήσουν χωρίς την κατάλληλη υποδομή για την υλοποίησή τους. Από τα αυτόνομα αυτοκίνητα έως την επαυξημένη πραγματικότητα, από την τεχνητή νοημοσύνη έως το Metaverse, οι αποφάσεις στο φυσικό επίπεδο περιορίζουν ή επεκτείνουν το ψηφιακά δυνατό. Κάτω από όλα τα επίπεδα αφαίρεσης, το θεμέλιο του ψηφιακού μέλλοντος παραμένει η φυσική υποδομή του Διαδικτύου. Χωρίς αυτήν, το Διαδίκτυο είναι απλώς μια ιδέα.
Αυτή η ειδική έκθεση θα απομυθοποιήσει τα φυσικά δομικά στοιχεία του Διαδικτύου, προκειμένου να εξηγήσει πώς περιορίζουν τις δυνατότητες των αφαιρέσεων που βρίσκονται από πάνω τους. Θα διερευνήσει τι πρέπει να αλλάξει στο φυσικό επίπεδο για να παραμείνει το διαδίκτυο βιώσιμο -με τη φυσική έννοια, αλλά και περιβαλλοντικά -καθώς οι χρήσεις του Διαδικτύου πολλαπλασιάζονται πολύ πέρα από την αρχική του αποστολή.
Φανταστικό ταξίδι
Ένα καλό μέρος για να ξεκινήσουμε θα ήταν να εξηγήσουμε πώς αυτό το άρθρο έφτασε στην οθόνη σας. Κάθε ψηφιακό άρθρο ξεκινά κάπου στο «cloud». Για τους χρήστες το cloud είναι η τεράστια σοφίτα που πετάνε τα ψηφιακά τους πράγματα -άρθρα, φωτογραφίες, βίντεο. Στην πραγματικότητα, όμως, το cloud αποτελείται από δεκάδες εκατομμύρια υπολογιστές συνδεδεμένους στο Διαδίκτυο.
Το κλικ σας σε ένα ποντίκι ή σε μια οθόνη δημιούργησε πακέτα που μετατράπηκαν σε σήματα τα οποία ταξίδεψαν δεκάδες ή χιλιάδες χιλιόμετρα μέσα από μέταλλο, γυαλί και αέρα σε ένα μηχάνημα σε ένα κέντρο δεδομένων.
Ανάλογα με το πού βρίσκεστε στον κόσμο, το κέντρο δεδομένων από το οποίο θα έχει προέλθει το άρθρο σας θα είναι διαφορετικό. Αυτό οφείλεται στο ότι ο Economist, όπως και οι περισσότεροι πάροχοι περιεχομένου στο Διαδίκτυο, φτάνει στους χρήστες μέσω ενός δικτύου παροχής περιεχομένου (CDN), το οποίο αποθηκεύει τα έτοιμα προς ανάγνωση άρθρα σε κέντρα δεδομένων σε όλο τον κόσμο, αντί να βάζουμε κάθε φορά τους κεντρικούς μας διακομιστές στη βόρεια Βιρτζίνια να συναρμολογούν όλα τα στοιχεία. Αυτή η διαδικασία κατανέμει το φορτίο, ώστε οι κύριοι διακομιστές να μην υπερφορτώνονται, ενώ παράλληλα βοηθά το άρθρο να φτάσει στην οθόνη σας πιο γρήγορα, επειδή οι συσκευές μνήμης με τα δεδομένα που απαιτούνται βρίσκονται φυσικά πολύ πιο κοντά σας.
Αυτό σημαίνει ότι όταν η ανταποκρίτριά μας έκανε κλικ σε έναν τίτλο του Economist ενώ βρισκόταν στον φορητό της υπολογιστή, το άρθρο κατέβηκε από ένα κέντρο δεδομένων στο Λονδίνο, έκανε ένα σύντομο ταξίδι μέσω καλωδίου οπτικών ινών και στη συνέχεια, για το «τελευταίο μίλι», ίσως μέσω μιας παλιομοδίτικης χάλκινης καλωδίωσης, μέχρι να φτάσει σε ένα κουτί καλωδίων και έναν δρομολογητή Wi-Fi στο διαμέρισμά της. Μια στιγμή αργότερα, τα πακέτα δεδομένων «επανασυναρμολογήθηκαν» στον φορητό της υπολογιστή, μπροστά στα μάτια της, σε μορφή ψηφιακού άρθρου που εμφανίστηκε στην οθόνη.
Αν η ανταποκρίτρια μας ήταν η πρώτη στην περιοχή που ζήτησε το άρθρο, το ταξίδι θα ήταν πιο αργό, σαν να επρόκειτο για το αρχέγονο Διαδίκτυο πριν από δεκαετίες, επειδή το αποθηκευμένο αντίγραφο δεν θα ήταν ακόμη διαθέσιμο σε ένα κοντινό κέντρο δεδομένων. Αυτό σημαίνει ότι το αίτημά της θα είχε ταξιδέψει μέσα από λεπτά νήματα γυαλιού που βρίσκονται στον πυθμένα του Ατλαντικού Ωκεανού, σε ένα κέντρο δεδομένων στη βόρεια Βιρτζίνια και πάλι πίσω. Αυτά τα καλώδια οπτικών ινών αποτελούν τη ραχοκοκαλιά του φυσικού Διαδικτύου. Μέσα από αυτά ρέει σχεδόν όλη η διηπειρωτική διαδικτυακή κυκλοφορία.
Το Διαδίκτυο βασίζεται σε αυτά τα καλώδια, αλλά όχι σε κάποιο μεμονωμένο. Βασίζεται σε κέντρα δεδομένων, αλλά όχι σε κάποιο συγκεκριμένο. Η κατανεμημένη φύση του και η αφαιρέτικότητά του καθιστούν το Διαδίκτυο δύσκολο να προσδιοριστεί. Όχι όμως για τους τεχνολογικούς γίγαντες, οι οποίοι ενσωματώνουν κάθετα το Διαδίκτυο: τοποθετούν καλώδια, κατασκευάζουν κέντρα δεδομένων, παρέχουν υπηρεσίες cloud και ΤΝ. Καθώς το Διαδίκτυο γίνεται όλο και ισχυρότερο, η κατανόηση της φυσικής όσο και της εταιρικής σύνθεσής του είναι ζωτικής σημασίας. Μόνο αν αποσαφηνίσουμε τα επίπεδα της αφαίρεσης θα μπορέσουμε πραγματικά να αποκαλύψουμε τα θεμέλια του Διαδικτύου και να κατανοήσουμε το μέλλον του.
© 2024 The Economist Newspaper Limited. All rights reserved.
Άρθρο από τον Economist, το οποίο μεταφράστηκε και δημοσιεύθηκε με επίσημη άδεια από την www.powergame.gr. Το πρωτότυπο άρθρο, στα αγγλικά, βρίσκεται στο www.economist.com
Ακολουθήστε το Powergame.gr στο Google News για άμεση και έγκυρη οικονομική ενημέρωση!
