私は「夢を見る」ことを提案し、デジタル通信システムの発明者が将来このタイプの通信の役割を知って「より責任を持って」彼らの仕事に取り組み、すぐに最も普遍的なデジタル通信プロトコルを発明しようと試みた場合はどうなるでしょうか。
自分の考えを持っている人に、それを書き留めて、記事を読んだ後、コメントに反映してもらいます。
それでは、もう一度ダイスを転がしてみましょう。
注意
この記事で説明されているすべてのアイデアとアルゴリズムは、私の独立した、完全に独立した知的活動の結果です。著者として、私は、あらゆるタイプのプロジェクトのあらゆる個人または組織に対して、すべてのアイデアとアルゴリズムを自由に使用、変更、補足することを許可し、私の著者であることを義務付けています（Balyberdin AndreyLeonidovich）。
最新のテクノロジーは（理論的に可能なすべての中で）最も効果的ではない可能性が高いですが、他のオプションを見つけようとすると、ほとんどが既存のテクノロジーを変更するか、まったく答えを出すことができません。
このような状況は、脳の構造と人間の考え方によるものだと思います。写真にランダムな線のあるものが表示されている場合は、次に写真を見るとすぐにこの画像が見つかります。思考の惰性のために、次回ごとに異なるイメージを考えることはますます難しくなります。さらに、技術の進歩が作用し、それは鉄道輸送と非常に似ています。一度折りたたむと、選択を繰り返すことはほとんど不可能であり、問題を解決する「クラッチ」を実装する方が簡単です。
それでは、実装が簡単で、柔軟性があり、用途の広い通信パラダイムの作成を始めましょう。その下では、既存の理論的に可能なすべてのデジタルデータ伝送チャネルと互換性がある必要があります。上記から、これらの要求が「下から」サポートされている場合、理論的に可能なすべての消費者の要求の最も完全な満足度。言い換えれば、通信システム自体がボトルネックであってはなりません。「完璧」は達成できないことにすぐに気づきますが、これはそれを目指して努力する必要性を否定するものではありません。
理想的な通信システムは非常に簡単に説明されています。
- 任意のサブスクライバーと任意のサブスクライバーの間の接続をいつでも即座に確立する機能。
- ある加入者から別の加入者への即時でエラーのないメッセージ配信。
- , .
システムをボトムアップで設計する場合、最初の質問は次のようになります。
どのタイプの通信チャネルを作成する必要があるか。
ここではすべてが単純です。消費者にとって十分な一定速度での厳密な順次データ転送です。他のすべてのタイプのチャネルは、このタイプから簡単に取得できます。
次の（2番目の）質問：
物理通信チャネルおよびシステムユーザーへのシステムインターフェイス
通信システムの黎明期には、ビットインターフェイスが主に使用されていました。現在、情報キャリアとして「シンボル」が選択されています。ビットインターフェイスとは対照的に、複数のデータビットを伝送し、追加のプロパティ「タイプ」を持つ場合があります。
送信される情報の種類を考えると、シンボルの概念を情報キャリアとして使用し、送信されるシンボルは4つのタイプ（グループ）に分類できます。
- ユーザーデータ。
- カスタムコントロール文字。
- サービスデータ。
- サービス制御文字。
このシンボルオプションのセットは、さまざまな情報構造を構築するときに非常に用途が広いです。サービスシンボルは、通信システムへの呼び出しを構築することを目的としています。ユーザー間の通信用のカスタムシンボル。個別のサービスシンボルの存在はやや冗長ですが、ほとんどすべての通信システムで制御インターフェイスが必要であることから正当化されます。
シンボルによってエンコードされる情報の最小量は1ビット（デジタル通信）です。さまざまな種類のシンボルの情報容量を最初に修正する必要はなく、有害でさえあります。最小4種類のシンボルのセットを使用して通信パラメーターを固定するだけで十分であり、直接接続を確立するときに、残りの受信機と送信機が「ネゴシエート」します。物理的（電子的またはソフトウェア）の観点から、スイッチを入れた瞬間、通信システムへのインターフェースは次のようになります。
- シンボルプレゼンス信号（1ビット）
- 文字タイプ（2ビット）
- 送信データ（1ビット、情報容量に応じて）
- 同期信号（同期電子機器用）。
現代の通信システムでは、そのような統一性は提供されていませんが、コンピューター通信の場合、IPパケットとその形成規則はアナログと見なすことができます。
3番目の質問は次のとおりです。
ユーザー間の物理チャネルの分散
十分な数のサブスクライバーを持つ実際の通信システムの場合、それぞれのスキームに従って接続を構築することは不採算であり、仲介者を使用して通信スキームを実装する必要があります。中継機能を実行する過程で、仲介者は「彼らの」データと「外国の」データの間でそれらを接続するチャネルを分離することを余儀なくされます。
現代の通信システムが誕生したとき、通信チャネルを共有する次の方法が最も一般的でした。
- ランダムアクセス（無線通信、インターコム）。
- パケットスイッチング（電信）。
- 固定帯域幅（テレフォニー）の一時的な割り当て。
これらの方法はいずれも、理想的な通信システムの要件を大幅に満たしていません。
帯域幅のプロビジョニングが最適に機能しますが、提供されるチャネルの速度、チャネルの作成時間、および物理チャネルのリソースの使用効率に関して柔軟性の問題があります。
パケットスイッチングはリソース使用率において効率的ですが、速度の一貫性、チャネルの一貫性、およびデータ損失に問題があります。通常、任意のアクセスは少数のサブスクライバーに対してのみ可能であり、それ（または交換レート）を超えると、効率が不十分な値に低下します。
理想的な通信システムに最大限に準拠するには、物理チャネルの帯域幅の一部を一時的に割り当てることに基づいて、テクノロジーを「再発明」する必要がありました。作成されたデータ伝送チャネルの速度の柔軟性、その迅速な作成と削除で問題を解決する必要がありました。
通信チャネルの多重化（分割）
物理チャネルをコンポーネントに分割する新しい方法を説明するために、単一のチャネルをパーツに分割します。
元の物理チャネル帯域幅の1/3でストリームR、1/4でストリームG、1/5でストリームB。残りの帯域幅は、他のニーズに使用できます。
この図は、元のストリームがどのように合計ストリームに分解されるかを示しています。オレンジ-ストリームR、グリーンストリームG、ブルーストリームB、およびブラックの空き帯域幅。（総流量の記号は左側から順番に取られています）。
（アルゴリズムは対称的であり、受信機と送信機で同じです）分離
の一般的な原理は非常に透過的です。
- 作成したチャンネルを伝送速度の降順で並べ替えます。
- チャネルごとに、カウンタ（伝送速度を調整）と送信シンボルのバッファを作成します。
- 各カウンターのシンボル同期の各サイクルは、伝送速度に比例する定数、定数= V（必須）/ V（物理ストリーム）を追加します。
- クロックサイクルごとに、接続されているチャネルの速度が降順で、オーバーフロー（1より大きい値）がないかカウンターをチェックし、最初のカウンターに1より大きい値が含まれていることを確認します。
- 見つかったカウンターから1を減算し、送信された文字のバッファーから1文字を合計ストリーム（カウンターと組み合わせて作成）に追加します。
多重化アルゴリズムについては、記事の最後で詳しく説明します。通信技術の専門家が読むことをお勧めします。
生成されたストリームの速度が同じである場合、通常のPDHアルゴリズム（E1など）が電話番号から取得されることがわかります。流量がチャネル帯域幅の100％に等しい場合、パケットスイッチングが発生します。
受信後、データは別のチャネルに送信する必要があり、これはスイッチによって行われます。同期（均一）フロー用のスイッチを構築するのは簡単な作業です。このようなスイッチの容量は、「トランジスタ」の容量にのみ依存します（100万の同時接続の領域にある最新のマイクロ回路の場合）。トランジスタのスイッチング周波数は、シンボルの到着率のみに依存し、シンボルの情報容量に依存します。シンボルの情報容量を変更する機能により、スイッチクロック周波数の値を調整することが可能になり、各物理チャネルの並列処理により、物理チャネルの数に依存しなくなります。
このタイプの多重化とスイッチングは、同期シンボリック階層と呼ぶことができます。
そして最後の質問：
通信環境の管理
最新のコンピューター通信では、最も一般的なプロトコルのセットはTCP / IPです。このプロトコルはパケットスイッチングに重点を置いており、シリアルリンクには最適ではありません。新しい通信システムの当初の目的（データフロープロセッサの通信基盤-以下の記事で説明します）を考慮すると、最適なのは、シリアル通信チャネルまたは既存のプログラミング言語の拡張を対象とした柔軟でユニバーサルな言語です。ネットワーク管理言語を作成するときは、コンピューティングシステムがデジタル通信ネットワーク内のさまざまなデバイスの組み合わせであるというパラダイムに導かれる必要があります。
なぜ新しいタイプのネットワークが必要なのですか？
1つ目は、アルゴリズムの多様性と単純さです。高速スイッチの設計が単純であり、チャネル数や速度に基本的な制限がないため、マルチコアコンピューティングシステム（コアとモジュール間の通信）の特性が大幅に向上します。
必要なチャネル数と速度の大幅な向上はどこにありますか？
そして、ここではすべてが単純です。コンピューティングシステムを1つのクリスタルに引き締めるという既存の問題を解決し、クリスタル間の相互作用の速度を大幅に向上させる必要があります。現在、独立した独立したコンピューティングシステム（独立したコンピューター）がコンピューターネットワークで相互作用しています。新しいタイプのネットワークは、「コンピューティングシステム」の概念の「移行」の開始プロセスを、物理エンティティ（テーブル上のボックス）から多くのコンピューティングマシン（コア）の論理的な組み合わせから分散コンピューティングシステムに大幅にプッシュ（加速）する必要があります。ネットワーク相互作用のための言語を作成するときは、コンピューティングシステムがデジタル通信ネットワーク内のさまざまなデバイスの組み合わせであるというパラダイムによって導かれる必要があります。選択プロセス
は現在進行中です新しいコンピューティングパラダイム。古いもの（フォンノイマン）はその可能性を使い果たして停滞していますが、新しいものはまだ多数の既存の「アイデア」から出現していません。記述された通信パラダイムを洗練し、将来の統一された情報環境の基礎として使用することを提案します。
それでも、新しいネットワークの名前を考え出す必要があります。そうしないと、「SkyNet」が固執し、AIの特性が損なわれます。
チャネルの物理チャネルを個別の仮想チャネルに分割（多重化）するためのアルゴリズム：
- — . , , , . : , , . . ( ). ( ) . .
- , () . «» , ( ). .
- . , . «», . , ( ) «». «» , «». , 2.5 . 3 .
- «» , . , 0.01% , . ( ).
- ( ) «» . . . , .
- , ( ). ( ) () . , . .
- ( ), . , . , «». ( ..), .
- «» . «» . «», .
送信中は、物理チャネル間の仮想チャネルの再配置だけでなく、仮想チャネルバッファの読み取りまたは書き込み時にのみ可能である空の文字を追加または削除する必要がある可能性があるため、フロー全体をスイッチで分解する必要があります。中間スイッチでは分解できない「トンネル」のトータルフローを作成する機能を追加できます。このようなストリームは、コンポーネントへの中間スイッチに解析されたり、ユーザー仮想回路として処理されたりすることはありません。代替サービスシンボルを使用してサマリーストリームを作成すると、仮想「トンネル」の作成が可能になります（アルゴリズムは同じままで、各トンネルレベルには独自のサービスシンボルのセットが必要です）。
受信側では、そのようなチャネルをそのコンポーネントに分解するための追加の手順を実行する必要があります（そのような「分析」の数は「トンネル」のレベルと見なすことができます）。
仮想チャネルの数が減少するため、「トンネル」を作成すると有益です。したがって、中間スイッチまたは非常に大きな情報フローが切り替えられる場所に必要なバッファが減少します（仮想チャネル速度に比例する切り替え遅延が少なくなります）。
仮想チャネルを作成するためのアルゴリズム
- 最初の時点では、送信側と受信側の間にサービスストリームのみが存在します（以前に作成された仮想チャネルはカウントされません）。送信機には、新しい仮想チャネルを作成するために必要なデータが蓄積されるバッファーがあります。
- ( ), ( ) . , ( ) , , ( ) () . «» .
- , . , .
- , « ». , « », . « » .
- (), , () (timeout) « ». « », .
- , , . , , .
- « » , «» - . ( ), «» ( ).
- : ( , , ) ( ). ( ) . , .
- , , ( ). , ( ), «» . , .
- , . , , . , . , . , 8 ( ), IP6 16 , . (-).
- , , . DNS , ( : IP ) . , . , () , ( , — ).
- , () - . , , . , . , . ( ), () , , . ( , ) . , . ( ), ( ).
同期シンボリックスイッチングに基づくネットワークは、情報環境全体に革命をもたらす可能性があります。
コンピューティングシステムは、基本的に現在の個人的な「計算機」から、私たちの世界の単一の情報次元（空間）にようやく変わります。ユーザーのコンピューターは、単にこの世界にアクセスするためのデバイスになり、機密情報を保存および処理するためのデバイスになる可能性があります。コンピューティングアーキテクチャにおけるネットワーク機器の役割は大幅に変化します。今日では、基本的に、ネットワークは、別々のコンピューター（それぞれに独自のOSがあります）とそれらで実行されているアプリケーションを接続する方法です。将来的には、（物理オブジェクトとしての）別個のコンピューティングマシンの概念は存在せず、コンピューティングシステムは完全に仮想化され、ネットワークのさまざまなハードウェアリソースに「塗られ」ます。管理の問題（コンピューティングシステムのアクセスパラメータによるリソース管理）は、個々のエグゼクティブモジュールを接続するネットワーク管理プレーンに完全に移行します。