Гиперболическая геометрия позволит создать карту интернета

Суперкомпьютерный центр в Сан-Диего в сотрудничестве с исследователями из Испании и Кипра, создал первый геометрический "атлас" интернета. Работа ведется в рамках проекта предотвращения коллапса коммуникаций в течение следующего десятилетия.

Ученые обнаружили скрытые гиперболические кривые и отрицательно криволинейные пространства, скрытые в топологии интернета. Это привело к разработке метода для создания интернет-карты с помощью гиперболической геометрии (геометрии Лобачевского). Эта карта позволит создать более надежную архитектуру интернет-маршрутизации, благодаря упрощению маршрутов передачи информации по всей сети.

"Мы сравниваем маршрутизацию в интернете с использованием гипотетического атласа дорог, некоего закодированного перечня пересечений путей и соединений, которые требуют от "водителя" сосредоточенно изучать каждую дорогу. Такому водителю требуется проложить курс к месту назначения без использования каких-либо географической или геометрической информации, которая помогает нам ориентироваться в пространстве реальной жизни, - поясняет руководитель работы Дмитрий Крюков. - Теперь представьте, что дорога (в случае с интернетом - линия связи) перекрыта и нет географического атласа для выбора объездного маршрута, только длинный список соединений, которые должны обновляться. Так работает современная маршрутизация интернета – она не принимает во внимание географические координаты". В результате сеть строится хаотично, избыточно расходует ресурсы и не поддается надежному контролю.


Увеличить
Для своего "атласа" ученые разработали углубленную теорию, использующую гиперболическую геометрию для описания отрицательно искривленной формы комплексных сетей, таких как интернет

Крюков со своими коллегами активно работают в над проектом Archipelago – мониторингом топологии сети интернет и структуры ее взаимосвязей. Однако ученый обеспокоен тем, что существующая интернет-маршрутизация, опирающаяся только на эту топологическую информацию, не является устойчивой. Это очень сложный, неэффективный и все более проблемный способ, который, по словам исследователя, неминуемо в один "прекрасный" день оставит нас без интернета. Уже сейчас периодически перестают быть видимыми части сети - так называемые "черные дыры", которые являются явным признаком нестабильности.

Для своего "атласа" ученые разработали углубленную теорию, использующую гиперболическую геометрию для описания отрицательно искривленной формы комплексных сетей, таких как интернет. Они используют эту теорию, данные проекта Archipelago и статистический вывод для создания геометрической карты сети интернет. Ученые считают, что маршрутизация с ее помощью будет намного эффективнее существующей, которая основана на чистой топологии.

Вместо того чтобы постоянно организовывать доступ и обновлять перечень всех доступных в сети путей, каждый маршрутизатор будет знать только свои гиперболические координаты и координаты соседей. Он сможет указать правильный путь, просто ретранслируя информацию своему ближайшему соседу в нужном направлении. Это похоже на передачу ведер воды в цепочке людей, когда человек в ее середине не видит пожара, а знает только, где взять следующее ведро, и кому его потом передать. Известный как "жадная маршрутизация", этот процесс резко увеличивает общую эффективность и масштабируемость интернета, а также повышает устойчивость к повреждению.

Однако есть опасение, что внедрение и развертывание такой структуры маршрутизации в сети интернет может быть очень сложным и дорогостоящим. Но это если смотреть на интернет глазами большинства людей: как на несложное развлечение и хранилище разнообразных, полезных и не очень, данных. Тем не менее сеть интернет давно уже стала полем ожесточенных боев. Тот же суперкомпьютерный центр в Сан-Диего на постоянной основе сотрудничает с Пентагоном. Официально это работа по выявлению хакерских сетей, атакующих военные сервера, но, как показывает опыт последних десятилетий, ни один крупный интернет-проект не обходился без интереса со стороны американских военных. Возможно, в этом списке и новая структура-атлас. В этом году в США начало работу крупное (30 тыс. сотрудников) киберкомандование для ведения боевых действий в информационных сетях. Возможно, столкнувшись с угрозой кибервойны, американские военные решились на небывалое в военной истории действие – изменить поле боя "под себя".