نسل بعدی ارتباطات باعنوان DCOMP که بهعنوان جایگزین اینترنت از آن یاد میشود، توسط آژانس دارپا در حال توسعه است.
به نظر میرسد دستاندرکاران آژانس دولتی واقع در پشت شبکهای که امروزه جهان را اداره میکند، اندیشههای جدیدی در سر داشته باشند. در راستای همین اندیشههای جدید، آژانس پروژههای تحقیقاتی پیشرفتهی دفاع ایالات متحده که آن را بهاختصار با عنوان دارپا (DARPA) میشناسیم، برنامهای با هدف بازنگری کامل در مورد نحوهی تشکیل شبکهها و انجام محاسبهها را با بهرهگیری از منابع محاسباتی که جهان پیرامون ما را فراگرفتهاند، مد نظر دارد. منابعی به شکل ابزارهایی چون گوشیهای هوشمند، تبلتها، وسایل نقلیهی متصل، اینترنت اشیاء و سایر پدیدههای دنیای ارتباطات.
برنامهی محاسبات توزیعشدهی دارپا (DCOMP) یک نام دیگر را به مجموعهی فناوریهای در حال ظهوری اضافه میکند که شامل محاسبات غباری (Fog computing)، محاسبات مرزی (Edge computing) و محاسبات توزیعشده (Distributed computing) است. برنامهی DCOMP این الگوها را یک گام به پیش میبرد و شبکهای را فراهم میکند که توانایی قرض گرفتن منابع پردازشی و ارتباطی از کانونهای پرشمار داشته باشند تا بهاین ترتیب بتوانند از آنها در هنگام نیاز برای انجام هر کاری که کاربران مد نظر دارند، استفاده کنند.
اینترنت دنیای امروز ما برای همهی کاربردهایمان، از اشتراکگذاری عکسهای صبحانه با بهترین دوستان تا تحت سیطره گرفتن جریانهای انتخاباتی کاملا خوب است؛ اما وزارت دفاع ایالات متحده که برنامهی دارپا را هدایت میکند، برنامهی DCOMP را بهعنوان روندی برای دگرگونی میدان نبرد مد نظر دارد؛ برنامهای که به نظامیان، اجازهی جمعآوری، انتقال و پردازش اطلاعات میدهد؛ حتی در شرایطی که دسترسی به مراکز دادههای راه دور یا مراکز عملیاتی یا حتی یک کامپیوتر یا لپتاپ قابل اعتماد برایشان وجود ندارد.
ارتشها در حال حاضر بیشتر از همیشه به پردازش اطلاعات شبکهای متکی هستند. گفته میشود که رهبری در بالاترین سطوح پنتاگون بر یک استراتژی جامع تمرکز دارد و هدف آن اتصال تمام دستگاههای نظامی با یکدیگر است؛ از اساسیترین سنسورهای بهکاررفته در خط مقدم تا مخازن، هواپیما و دستگاههای تخصصی در این زمینه و همینطور مراکز عملیاتی خارج از کشور و محلهای ذخیرهسازی دادهی بزرگ. هدف متمرکز ساختن آنها در یک ارگانیزم شبکهای است؛ بهنحوی که هر کانون موجود در شبکه، قادر به اشتراکگذاری، دسترسی و انجام کنشهای مورد نظر روی اطلاعاتی باشد که در دامنهی جهانی و طبیعتا با توجه به تأییدیههای امنیتی گسترده شدهاند.
اما چنین مفهومی به یک شبکهی ارتباطی و پردازشی متکی است، شبکهای که بتواند چنین مأموریتی را بهطور پویا پیش ببرد. این همان چیزی که اینترنت مسلما نمیتواند از پس آن برآید.
یک خروجی رادیویی
پتروس موکتاریس که در حال بررسی شبکههای قابل برنامهریزی برای دارپا بهعنوان بخشی از برنامه DCOMP است و همچنین بهعنوان مدیر عامل شرکت ونکور لبز فعالیت دارد، میگوید:
شبکهی امروز بسیار ایستا است، قابلیتهای محاسباتی که ما در دست داریم، در آنچه با تعبیر مرز شبکه نام میبریم، از زمان اختراع اینترنت تا به امروز بهطور چشمگیری تغییر کرده است. در عین حال، میتوانیم بگوییم که فناوری اصلی اینترنت چندان تغییر نکرده است.
برپایهی پروژهی دارپا، بهروزرسانی این فناوری کانونی، نیازمند بازسازی چیزهایی است که اینترنت را با هم پیوند میدهند: پروتکلهای آن. جاناتان اسمیت، مدیر برنامهی دارپا برای پروژهی DCOMP، میگوید:
محاسبهی یکپارچه در ارتباطات بهمنزلهی بازنگری چشمگیر مدلها و معماریهایی است که ما به آنها عادت کردهایم. پروتکل TCP/IP که از اوایل دههی ۱۹۸۰ استفاده میشود، برای رساندن اطلاعات از یک مکان به مکان دیگر مناسب است؛ اما این پروتکل دیگر کافی نیست.
اسمیت در یک ایمیل اظهار کرده است:
DCOMP یک انشعاب ریشهای از معماریهای شبکهی معمولی است. آنچه DCOMP پیشبینی میکند عبارت است از استفادهی فرصتطلبانه از منابع محاسباتی واقع در شبکه. DCOMP بهجای فکر کردن به دستگاههای موجود در شبکه بهعنوان گرههایی صرف که اطلاعات را از منبع به مقصد منتقل میکنند، آنها را نیز بهعنوان منابع محاسباتی توزیع میکند که میتوانند بهصورت پویا و لحظهای (Real time) بسته به نیازهای متغیر تعیینشده در هر لحظه مورد استفاده قرار بگیرند.
چنین تصور کنید که هر تلفن همراه، ترموستات هوشمند، دستگاه مدیریت تناسب اندام و کنسول بازی در خانهتان، چرخههای اضافهی خود را برای کمک به پردازش ویدیویی که میخواهید آپلود کنید یا آموزش الگوریتم یادگیری برای دستگاه مبتنی بر هوش مصنوعی دستیار شخصی خودتان، ارائه کند. هنگامی که یک شبکهی کامپیوتری توزیعشده میخواهد گوشی شما را بهتعبیری قرض بگیرد، کارکرد آن میتواند به مواردی بسیار بیشتر از ارسال و دریافت پیام متنی تعمیم شود.
استفادهی شبکهی کامپیوتری توزیعشده از گوشی شما، به مواردی بسیار بیشتر از ارسال و دریافت پیام متنی تعمیم میشود.
توانایی به اشتراک گذاشتن منابع رایانهای و ارتباطات بهطور پویا، در میدان جنگ و جایی که سربازان شاید دسترسی قابل اعتمادی به اینترنت نداشته باشند، میتواند به موضوع زندگی و مرگ تبدیل شود. از سویی حجم این منابع در حال رشد است. پیتر لوین، یک همکار عمومی در شرکت سرمایهگذاری آندرسن هوروویتز که در شرکتهای فناوری مرتبط با میدانهای جنگ مانند Shield AI سرمایهگذاری کرده است، میگوید:
من فکر میکنم حضور دستگاهها و پوشیدنیها در همه جای میدان جنگ واقعا نشاندهنده چگونگی حرکت آنها است. نسبت شمار انسان به دستگاه ممکن است یک به ۱۰۰ یا یک به هزار باشد. درک نحوهی پردازش و استفاده از این اطلاعات، احتمالا معادلهی بعدی جالب توجهی خواهد بود که باید حل شود.
یک شبکه هوشمندانه
موکتاریس میگوید:
امروزه در مرز فناوری، شما دستگاههایی دارید که از نظر محاسباتی بسیار قوی هستند و اطلاعات بسیار بیشتری وجود دارد که شما به آن دسترسی دارید. دوربینهای بیشتری دارید و هنگامی که در مورد سربازان صحبت میشود، بسیاری از وسایل نقلیه بدون سرنشین و بسیاری از سنسورهای دیگر هم وجود دارند.
شبکه برای درک چگونگی و زمان اختصاص دادن تمام محاسبات و قدرت ارتباطات برای این دستگاه، باید بتواند تا حدودی خودش را بررسی کند. بهگفتهی موکتاریس:
ما در حال تلاش برای ایجاد شبکهای هستیم که میتواند بهسرعت هرآنچه در شبکه میآید، احساس کند و بتواند بهسرعت به آن رویداد واکنش نشان دهد؛ زیرا برای همین کار برنامهریزی شده است.
این کار هنوز در مرحلهی طراحی است؛ اما موکتاریس مجموعهای از پروتکلهایی را ترسیم میکند که مسیر ما بهسوی آن فناوری را فراهم سازد تا بتواند بهشکل بهتری از نیازها و شرایط فعلی در این زمینه پشتیبانی کند.او میگوید:
اگر ویدیویی برای پردازش و ارسال دارید، خواستهی شما از شبکه متفاوت با حالت محاسبات توزیعشده یا متفاوت با حالتی خواهد بود که فقط میخواهید فایلهای صوتی یا بزرگ ارسال کنید. ظرفیت لینکهای شبکه، بهخصوص در میدان جنگ بسیار سریع تغییر میکند. وسایل نقلیه حرکت میکنند، سربازان حرکت میکنند. آنها به مکانهایی میرسند که نمیتوانند به شبکه دسترسی پیدا کنند. پروتکلها باید بهطور خودکار سازگار باشند.
به گفتهی موکتاریس، یکی از چالشها این است که به شبکه کمک کنیم تا از تمرکز تنها روی یک مورد دور باشد. او میگوید:
هنگامی که سعی میکنید همه چیز را سازگار کنید، کارهای زیادی باید انجام دهید و بررسی کنید که به چه شکل هستند. این روند باعث ایجاد سرعت بالایی میشود. شما نیاز دارید بهسرعت آنچه در شبکه تغییر میکند، بیابید و بهسرعت با آن انطباق پیدا کنید. با این حال نیازی نیست شبکه را با درخواست دریافت اطلاعات در مورد آنچه در حال رخ دادن است، تحت فشار قرار دهید.
جذب سرمایه گذاران برای بازسازی
کاربردهای این برنامه در چندین سال آینده اتفاق نخواهد افتاد؛ ولی انتظار میرود که تکنولوژی اخیر از کاربردهای نظامی به استفادههای تجاری تبدیل شود؛ با این تفاسیر، آیا همهی ما نیاز به تغییر از اینترنت به DCOMP خواهیم داشت؟ اسمیت میگوید احتمال بیشتر این است که DCOMP برای اولین بار در قالب خدماتی بهعنوان پوشش روی اینترنت مبتنی بر IP پدیدار شود و اگر مزایای آن قانعکننده باشد (همانطور که اینترنت بود)، ویژگیهای پوششی بهتدریج به زیرساختهای موجود افزوده میشود. کوین کلی، مدیر عامل شرکت LGS Innovations میگوید:
چندین انقلاب در زمینهی ارتباطات و توپولوژی شبکهها رخ داده است، اما دربارهی ارتباطات همراه، این مورد را میتوانیم بهعنوان انقلاب بعدی قلمداد کنیم.
کوین کلی همچنین بهعنوان مدیر فناوریهای شبکه برای این برنامه کار میکند.
هر دو شرکن LGS و ونکور، ریشههای مختص خود را در آزمایشگاههای بل دارند؛ آزمایشگاهی که در زمینهی اختراع و توسعهی هر چیزی از لیزرها تا سیستم عامل یونیکس و همچنین برخی از ترانزیستورهای نخستین و تئوری اطلاعاتش اعتبار دارد. البته بسیاری از این پیشرفتها، از جمله یونیکس و ترانزیستور، برپایهی کارهای اولیهی آنها ایجاد شدند و DCOMP هم چندان متفاوت از این وضع نخواهد بود. کلی میگوید:
طراحی راه حلی که نیازمند نوآوری ۱۰۰ درصدی باشد، عملی نیست. ما نیروهای خود را به این چالش سوق میدهیم که بتوانند راههایی عملی و کارآمد برای استفاده از فناوری فعلی تا جایی که ممکن است، پیدا کنند و بتوانیم فناوریهای مورد نیاز برای راه حل های نهایی را بهطور پیوسته احیا کنیم.
اسمیت میگوید:
DCOMP در مراحل اولیهی خود قرار دارد؛ با این حال امید است که بتواند تحول ایجاد کند.
مولاتریس هم با او موافق است و میگوید:
آنچه که ما در مورد محاسبات توزیعشده اشاره میکنیم، فناوری کاملا جدید اینترنتی است که برای محیط زیست و محیطهای آینده بسیار مناسب خواهد بود.
پیشبینی اینکه چه اتفاقهای جدیدی ممکن در آینده رخ دهد سخت است. اما ما در حال کار روی زیرساختی هستیم که اینترنتی پیشرفتهتر از اینترنت امروز را برایمان فراهم کند و امیدواریم که بتواند نسل بعدی برنامههای کاربردی را تأمین کنند که جهان را تغییر خواهند داد.
لوین در آندرسن هوروویتز، به دنبال تحولات مشابه است و باور دارد:
من منتظر کارآفرینانی هستم که وارد عرصه شوند و ما را در کارهایی که برای رسیدن به این تحول بزرگ بعدی نیاز داریم، یاری کنند. من واقعا نمیدانم این پدیدهی بعدی چیست؛ اما هنگاهی که پی ببرم، آن را با همهی شما در میان خواهم گذاشت.