ساخت اتوبان اضطراری اطلاعات در اینترنت

وب سایت کلیک: با تکیه‌ی هر چه بیشتر خدمات اضطراری و تیم‌های واکنش سریع به فاجعه‌های انسانی و طبیعی روی جدیدترین داده‌های آماری و اطلاعاتی، بروز تداخل ترافیکی در شاهراه‌های انتقال اطلاعات می‌تواند فاجعه‌آفرین باشد. از این رو برای حل این مشکل چاره ای اندیشیده شده است.

در تلاش برای غلبه بر موانع دیجیتالی جابه‌جایی اطلاعات، پژوهشگران انستیتیو فناوری راچستر (RIT) موفق به طراحی یک مسیر اینترنت پر سرعت شده‌اند که دسترسی فوق‌ سریع به داده‌های بسیار بزرگ در زمان بروز حوادثی که جان انسان‌ها را تهدید می‌کند را برای تیم‌های عملیات‌های اضطراری امکان‌پذیر می‌کند.

گاهی اوقات اینترنت شبیه چتر عمل می‌کند؛ زمانی که نیازش دارید به آن دسترسی ندارید. در زمان بروز گردباد، زلزله و سایر فجایع طبیعی و انسانی، شبکه‌های ارتباطی به سرعت شلوغ شده و گاهی اوقات مسدود می‌شوند. علت این امر افزایش تماس تلفنی مردم با عزیزان‌شان، ارسال پیامک، پست گذاری اینترنتی در مورد حادثه در وب‌سایت‌ها و شبکه‌های اجتماعی و همچنین به اشتراک‌گذاری تصاویر و ویدئوهاست.

این هجوم از فعالیت‌ها در کسری از ثانیه، به سیستم آسیب‌پذیر شبکه‌های ارتباطی که خود بعضا دارای اشکالات متعددی هست فشار بسیار زیادی وارد می‌کند. شاید عدم رسیدن پیام شما به دوستان یا اعضای خانواده در شرایط اضطراری لحظاتی پر آشوب و نگران‌کننده‌ای را رقم بزند اما چنین اتفاقی اگر برای سرویس‌های خدمات‌رسانی اضطراری که وابستگی بسیار زیادی به توانایی ارسال فوری و پایدار فایل‌های حجیم پیش بیاید، موجب از دست رفتن جان انسان‌ها شود.

«جنیفر اشنایدر»، عضو کارگروه تفکر انتقادی کاربردی راچستر و یکی از پژوهشگران پروژه در این رابطه توضیح می‌دهد: "به اشتراک‌گذاری داده‌ها در اینترنت در زمان بروز شرایط اضطراری شبیه هدایت یک هواپیمای جت در سطح خیابان‌ها آن هم در اوج شلوغی شهر است. اطلاعات حساسی که در زمان بروز فجایع باید از طریق زیرساخت‌ها و کابل‌های کنونی اینترنت منتقل شوند، از حجم بسیار زیادی برخوردار بوده و امکانات فعلی جوابگوی آنها نیست."

مشکل اصلی نحوه‌ی مدیریت اطلاعات توسط اینترنت هنگام استفاده از پروتکل‌هایی مثل Broader Gateway Protocol BGP یا Open Shortest Path First OSPF است؛ این پروتکل‌ها پیچیده بوده و گاهی اوقات ارسال بسته‌های اطلاعاتی را با تاخیر انجام داده یا در زمان عمل نکردن خطوط ارتباطی یا روترها، داده‌ها را به طور کلی از دست می‌دهند.

رویکر تیم پژوهشی راچستر پروتکل Multi Node Label Routing MNLR نام دارد و به مسیرهایی که توسط پروتکل‌های BGP یا OSPF پیدا می‌شوند تکیه ندارد. MNLR یک پروتکل کوچک شده است که در سطحی پایین‌تر از پروتکل‌های عادی اینترنت عمل کرده و در قالب یک مکانیزم فوری جلوگیری از قطع ارتباط شناخته می‌شود؛ یعنی یک مکانیزم پشتیبان که در صورت بروز اختلال در خطوط یا گره‌ها هنگام انتقال فایل‌ها در کوتاه‌ترین زمان ممکن مسیری جایگزین را برای ارسال/دریافت داده‌ها پیدا می‌کند. از آن جایی که این پروتکل در سطحی پایین‌تر از پروتکل‌های فعلی اینترنت عمل می‌کند، قادر به جابه‌جایی داده‌های عظیم بدون وجود مداخله با ترافیک عادی اینترنت است.

درست شبیه این می‌ماند که در یک بزرگراه، یک مسیر اختصاصی آمبولانس برای عبور سریع وسایل نقلیه اضطراری حتی در زمان ترافیک سنگین در نظر گرفته شود. هر چند از آن جایی که صحبت از داده‌هاست برای درک بهتر شیوه‌ی عملکرد این پروتکل بهتر است نگاهی به سیستم‌های تلفنی قرن بیستم داشته باشیم.

تا چند دهه پیش برقراری تماس‌های تلفنی در فواصل طولانی کاری بسیار وقت‌گیر بود چرا که اپراتورها باید از طریق مراکز مختلف تلفن یا و استفاده از تجهیزات پیچیده‌ی الکترومکانیکی، خطوط را به یکدیگر متصل می‌کردند. اما در شرایط ویژه امکان استفاده از خطوط ویژه که در حقیقت ارتباط مستقیم دو خط به یکدیگر بود، وجود داشت. استفاده از این امکان برای تماس‌های معمولی توجیهی نداشت اما برای حصول اطمینان از ارتباط نقطه‌ی A با نقطه‌ی B، واقعا بدون نقص عمل می‌کرد.

پروتکل MNLR هم عملکردی مشابه سیستم‌های تلفنی قدیمی دارد. این پروتکل از برچسب‌هایی که به گره‌های متعدد موجود در مسیر بین دو نقطه قرار دارد، استفاده می‌کند و اگر بهترین مسیر مشکل داشته باشد، این پروتکل در صف گره‌ها یک مسیر جدید را جستجو خواهد کرد. اگر مسیر جدید هم مسدود باشد یک گام به عقب رفته و مجددا تلاش می‌کند؛ این کار تا زمانی که مسیر جدید پیدا شود ادامه خواهد یافت. این روش اگر به صورت عمومی میان دو مقصد نامشخص به کار گرفته شود سریعا ناکارآمدی خود را نشان خواهد داد اما به عنوان یک مسیریاب اضطراری ثابت، مزایای بسیار زیادی دارد.

«نیرمالا شی‌نوی»، پروفسور دپارتمان علوم اطلاعات و فناوری راچستر و رئیس پروژه در این زمینه اضافه می‌کند: "پروتکل جدید در مقایسه با پروتکل‌های کنونی مسیریابی مثل BGP و OSPF پیچیدگی بسیار کمتری دارد. علت این امر سهولت برقراری اتصال میان روترهای کنونی توسط برچسب‌ها و پروتکل‌هاست که از قبل در ساختاری بسیار مناسب چیده شده‌اند."

در طی مراسمی که برای معرفی و نمایش عملکرد این پروتکل تدارک دیده شده بود، MNLR در آزمایشگاه شبکه‌سازی مجازی امریکا با نام GENI با BGP به رقابت پرداخت. در این مسابقه، ۲۷ گره در یک شبیه‌ساز شبکه‌ای متشکل از یک مرکز کنترل اتفاقات، یک مرکز تماس ۹۱۱ و یک دفتر مدیریت شرایط اضطراری تدارک دیده شد. پروتکل BGP برای بازیابی یک اتصال داده‌ی قطع شده حدود ۱۵۰ ثانیه صرف کرد در حالی که پروتکل MNLR این کار را تنها در ۳۰ ثانیه انجام داد و به این ترتیب مشخص شد که MNLR نه تنها از پروتکل‌های کنونی پایدارتر و قابل اطمینان‌تر است بلکه از سرعت بیشتری هم بهره می‌برد.

اگر چه پروتکل BGP دارای قابلیت نگهداری پیام‌های زنده با فرجه‌ی ۶۰ ثانیه است اما MNLR در این زمینه هم جلوتر است و محدودیت‌های کمتری دارد. در حقیقت MNLR قادر به تشخیص فوری اشکال در یک پیام زنده است.

در حال حاضر این تیم پژوهشی در حال کار روی بهبود پروتکل MNLR به منظور انجام تست‌های میدانی و در نهایت پیاده‌سازی آن در سناریوهای اضطراری است.