Лавина данных

Ученые бьют тревогу: Сеть уже с трудом выдерживает вал информации, который увеличивается с каждым днем

Лавинообразный рост цифрового трафика достиг своих пределов: по данным IBM, каждый день человечество порождает 2,5 квинтиллиона байт информации, при этом 90 процентов существующих сегодня файлов созданы за последние два года. Специалисты говорят, что нынешние телекоммуникационные системы вряд ли выдержат столь мощный напор и это грозит нам потерей качества связи. Значит ли, что быстрому интернету придет конец? Какие задачи необходимо решить ученым, чтобы человечество не захлебнулось в огромном потоке данных? Об этом говорили ученые на международной конференции "Информационные технологии и системы", организованной Институтом проблем передачи информации (ИППИ) РАН, одна из секций которой была посвящена 100-летию Клода Шеннона — отца всей науки об информации и о цифровых технологиях.

— По-видимому, мы уже подошли к некоторому пределу, связанному с возможностями передачи информации,— рассказал "Огоньку" Дмитрий Осипов, старший научный сотрудник лаборатории "Информационные технологии передачи, анализа и защиты информации" ИППИ РАН.— Нынешние сети еще работают, но если мы не будем переходить на новые методы передачи в ближайшее время, нас ждут серьезные трудности. Появление огромного количества передающих устройств требует пересмотра концепции построения телекоммуникационных систем на всех уровнях, начиная с того, как сегодня организованы передача и прием сигналов, и того, какие помехоустойчивые коды используются, и заканчивая устройством самой Сети.

Но производители телекоммуникационного оборудования вовсе не горят желанием начинать все перестраивать, дешевле пытаться улучшать способы передачи информации с тем же самым "железом".

След из нулей и единиц

О том, что рост цифрового контента будет продолжаться, говорят все серьезные аналитики. По прогнозам Cisco, эксперта в области телекоммуникаций, в ближайшие пять лет объем мирового IP-трафика почти утроится, в сетях появится 10 млрд новых устройств и соединений и их число к 2020 году вырастет с сегодняшних 16,3 млрд до 26,3 млрд.

При этом растет не только количество самих гаджетов, но и количество типов информации, которую мы отправляем в цифровое пространство. Так, текстовые сообщения давно ушли с верхушек хит-парада. Самый популярный вид контента — видеосообщения. Эксперты подсчитали, что через пять лет люди будут создавать за каждый месяц столько видео, что один человек сможет его просмотреть только за 5 млн лет. Среди психологов даже возникли неоднозначные теории о том, что подобный выплеск человека в Сеть — естественная для цифровой эпохи борьба со смертью, попытка оставить свой след на земле в пикселях, этим и объясняются дискуссии о том, что нужно делать с аккаунтом человека в соцсетях после его ухода из жизни.

Другой тип данных, заполняющий сети, связан с общением машин.

— Уже сегодня трафик забивает огромное количество так называемых коротких сообщений,— говорит Дмитрий Осипов.— Когда мы вносим карточку в банкомат, он посылает сигнал в банк, который хранит информацию о вашем вкладе, а затем получает мгновенный (с точки зрения пользователя) ответ. Отсылают информацию атмосферные датчики, всевозможные медицинские гаджеты, масса промышленных устройств. Эта область тесно связана с интернетом вещей, когда самые разные устройства могут самостоятельно выходить в Сеть и "общаться" друг с другом. При этом они хотят передавать информацию по одним и тем же каналам, неизбежно мешая друг другу. Самая интересная наука сейчас находится как раз в этой сфере: как правильно разрешить возникающие между такими пользователями коллизии по доступу к Сети, как защитить сигналы от помех, как спасти потерянную информацию и оградить данные от растущего числа киберпреступников.

Через пять лет люди будут создавать за каждый месяц столько видео, что один человек сможет его просмотреть только за 5 млн лет

Чтобы решить эти проблемы, ученые придумывают особые системы помехоустойчивого кодирования, которые позволят без потерь восстанавливать большие объемы информации, потому что, например, в отличие от кино, медицинскую информацию сжимать с потерей качества запрещено законом: если на флюорографии появится какое-то пятно, это грозит неправильным диагнозом. Возникают новые системы "цифровых отпечатков пальцев", когда с помощью особых меток авторы файла могут отследить, кто и как его использует, генерируются сложнейшие пароли — цифровые ключи, которые может разгадать разве что не существующий пока квантовый компьютер.

— Меняется лицо всего, что связано с использованием защищенных алгоритмов и в целом с практикой использования информационных технологий,— говорит Евгений Крук, профессор Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.— Сегодня огромное количество очень значимых задач решается с помощью устройств, лежащих у каждого из нас в карманах. Однако появляются новые проблемы, которые нужно решать срочно, например задачи криптографии, применяющие маломощные вычислительные устройства, те же смартфоны. Их использование полностью поменяет ландшафт тех алгоритмов защиты, которые есть сегодня.

Очень-преочень большие данные

Плюс нынешней ситуации в том, что новый интернет при умелом использовании может приносить огромные прибыли. По мнению замдиректора Института систем информатики СО РАН Федора Мурзина, интернет послужил основой новой экономики, аналогов которой в истории человечества еще не было.

— Посмотрите, как возросла скорость финансовых расчетов,— говорит Федор Мурзин.— Зафиксирован случай, когда через 75 секунд после начала распродажи, устроенной китайской компанией электронной торговли, объем сделок превысил 100 млн юаней, через 2 минуты — миллиард, а к полудню достиг 36,2 млрд юаней.

Многообещающей кажется область больших данных. Да, хранение информации, "расфасованной" сегодня на тысячи облачных серверов по всему миру, настоящая головная боль для компаний, но зато анализ больших данных позволяет решать задачи, над которыми инженеры бились десятки лет. Компьютер выискивает сложные закономерности и с одинаковым успехом находит и новые молекулы для создания лекарств, и инженерные решения для аэрокосмонавтики.

Все новые сведения получают с помощью современных технологий маркетологи. В недавнем исследовании специалисты собрали обезличенную информацию о жителях Москвы, фиксируя их передвижение по данным GPS-системы смартфонов, а потом соотнесли ее с поведением этих людей в Сети. В итоге программа выдала свой вариант потребительской карты столицы. Оказалось, что больше всего мигрантов живут в Савеловском районе, люди, охотно тратящие деньги, обитают в Крылатском, вегетарианцы предпочитают Даниловский район, незамужних девушек больше всего в Тимирязевском районе, а жители Братеева чаще остальных москвичей озабочены покупкой домашнего питомца. Такая нехитрая аналитика открытых данных может стать бесценной для коммерческих структур.

Можно ли ожидать, что когда ученые решат все накопленные "цифровым" человечеством проблемы, они получат Нобелевскую премию?

— Конечно, нет, потому что речь идет о прикладной математике, а Нобелевки для математиков нет,— смеется Дмитрий Осипов.— Единственное, на что теоретически можно рассчитывать,— получить Нобелевскую премию мира, например за обеспечение доступа в интернет всем жителям планеты. Технически мы могли бы это сделать уже сегодня.

Экспертиза

Чайник атакует и выигрывает

Интернет вещей — весьма популярная концепция, которая активно развивается во всем мире. Ее смысл: если до недавнего времени доступ в интернет имели только люди (пусть у них даже было несколько ноутбуков и иных гаджетов), то теперь разные технические устройства, от тостера до датчиков на АЭС, самостоятельно выходят в Сеть и общаются "друг с другом". Причем число таких выходов в интернет в 2014 году превысило число выходов в Сеть людей. Это ставит перед учеными новые задачи: никогда еще в истории нам не приходилось предоставлять доступ в интернет сразу миллиардам устройств.

Когда речь заходит об интернете вещей, рядовой пользователь чаще всего вспоминает "умный дом", который берет на себя заботу о хозяине, или беспилотные автомобили, управляемые электроникой (опытные образцы BMW, Volvo и Ford планируют выпустить уже в 2018 году.— "О"). Тем не менее пока все это будущее. Сегодня в первую очередь речь идет о маломощных датчиках, которые не только имеют доступ в интернет, но и могут общаться друг с другом в сетях. В России такой интернет вещей с 2011-го успешно работает в ЖКХ: речь идет о датчиках воды, электроэнергии и газа, которые сами отслеживают состояния системы и в нужный момент отсылают показания датчиков владельцу и управляющей компании. Другая область, популярная в США и Европе,— многотысячные парковки в мегаполисах. Датчики сами определяют, занято место или нет, что позволяет сэкономить на зарплате парковщиков. Также на Западе концепция интернета вещей активно внедряется на больших предприятиях. Здесь один из самых известных примеров — Гамбургский порт, руководство которого доверило распределение грузопотоков компьютеру. Он собирает информацию о приходящих в порт грузовиках с помощью датчиков и анализирует ситуацию. В итоге за два года пропускная способность порта увеличилась на 178 процентов. Другой пример — крупная компания Trenitalia, обслуживающая железные дороги в Италии. Она оснастила все свои поезда датчиками, они теперь собирают информацию о состоянии железнодорожного полотна и сами "решают", какие компоненты нуждаются в ремонте.

Еще никогда в истории нам не приходилось предоставлять доступ в интернет сразу миллиардам устройств

Отметим, что еще одной важной задачей является разработка защиты перед кибератаками. (Одно из событий этого октября — нападение на сайт журналиста Брайана Кребса, расследующего киберпреступления, чью страницу атаковали взломанные цифровые камеры, компьютеры и прочие "интернет-вещи": они отправили на его адрес сотни тысяч ложных запросов.— "О"). Ясно, что в ближайшее время производители будут усиливать именно безопасность "интернет-вещей", потому что общая тенденция ведет к тому, что скоро все и вся будет объединено в одну глобальную сеть.

География

На связи с миром

Мы, похоже, столкнулись с цифровым неравенством: почти половина населения планеты до сих пор живет офлайн, то есть не выходит в интернет

Процент людей, не пользующихся интернетом

Источник: Международный союз электросвязи (ICT), 2016 год

Детали

Сеть в помощь

Интернет как инструмент, облегчающий жизнь? Пока что не для всех россиян

Приходилось ли вам использовать интернет для указанных целей?

Источник: "Левада-центр", сентябрь 2016 года

Брифинг

— Как изменится интернет в будущем?

— Огромное количество информации потребует улучшенных поисковых систем. Существующий сейчас поиск слишком коммерциализирован и уже не так достоверен. Надеюсь, дополненная реальность также будет развиваться. Безусловно, появятся новые медиа. Кроме того, люди захотят испытывать более яркие эмоции. Поэтому будут развиваться те же VR-шлемы, имитирующие разные ощущения. Мобильные устройства станут более мощными и доступными. Все чаще мы будем управлять девайсами вербально, например голосом.

Источник: Life

Сегодня решения по IoT (интернету вещей.— "О") сконцентрированы в области ЖКХ, финансов, транспорта. Постепенно к экосистеме подключатся и прочие сегменты. IoT будет расти быстрее, чем подключение других устройств. Ожидается, что с 2015 по 2021 год ежегодный рост IoT-подключений составит 23 процента и к 2021 году из 28 млрд подключенных устройств 16 млрд будут приходиться на IoT-устройства... В итоге надо прийти к системной автономии, позволяющей устройству работать автономно и непрерывно поддерживать контакт с другими подключенными устройствами.

Источник: "Коммерсантъ: Business Guide"

В Европе, похоже, получила распространение картина мира, согласно которой технологии — это то, чего нужно бояться. Вспомните, как раньше происходили всемирные выставки: люди шли на них с энтузиазмом, чтобы мечтать о прекрасном будущем. До сих пор мир благодаря прогрессу постепенно становился чуточку лучше, сокращалось количество бедных, число людей, гибнущих в результате войн. Так откуда такой пессимизм? Я этого не понимаю. Ведь он иррационален и с научной точки зрения лишен всякого смысла. Мы должны быть куда более оптимистичными.