从地球到火星

反波关于“互联网之父” ---- Vinton Gray Cerf 的节目中,Vinton 给清华的学生介绍了一个虚拟项目：在星际间架设互联网。遇到两个问题：

1、Availability（可用性）
地球和火星在同一个黄道面，不同的轨道和周期，它们必然有个时候相位差为180度，即地球、太阳和火星呈一直线，太阳在中间。这个时候通信就会中断，怎么办？

2、Latency（延迟性）
地球到火星之间的距离用光速衡量，最近三分半，最远二十分钟。这就造成了相当大的延迟，最坏的情况，这边问“吃了么？”，那边听到了回答“没呢”，这边要四十分钟以后才能听到这个回答，这时那边也许已经吃完了:)

我喜欢这类虚拟的假设，解决虚拟的问题有时会对现实很有帮助。就拿 Vinton 他们发明的 TCP/IP 来说，在它之前没有互联网，而它确立的寻址方法、分包传输，创造了这个人类有史以来最快速有效的信息交流系统。

第一个问题其实在我看来不算问题。现有 TCP/IP 在构架之初就确立了一套多路径的传输体系，两点之间的路径不唯一，路由器之类的网络设备通过各种路由协议和算法找到一条当时最短（lowest cost）的路径。Cisco 靠这个发了大财，本世纪初年它平均每个员工创造的利润远超世界首富的公司微软。而对一般的用户网民来说，大家都知道一个叫 Proxy（代理服务器）的东西。当两点之间不能直接通信，可以通过第三点中转。比方说地球到火星的直线连接被太阳遮断了，可以通过木星、土星或随便什么星中转嘛。谁规定一定要走直线来着？

第二个问题才真正有挑战。网络视频提供商 YouTube 其实只要在美国有一个服务器就够了，只要带宽足够，世界各地用户下载收看的体验是差不多的。而网络游戏提供商 Blizzard 就不一样，早在玩“星际争霸”战网的时代，我就只能上亚洲服务器，如果上北美服务器，操作再好也赢不了。因为延迟的关系，你看到的战场可能是半秒钟前的情况，你发送的指令半秒钟以后才能传到战场，差了一秒钟的时间你怎么可能打赢本地玩家？人们说网络慢，多数时候说的是带宽不够，而在我们游戏玩家的概念中，带宽和延迟是完全不同的两个概念，带宽再大也解决不了延迟问题。

要解决第二个问题，可以参考网络游戏公司分地域假设服务器的方法，不光游戏公司，很多网站在不同的网络也有镜像服务器（mirror）。电信和网通分家以后，在中国开个网站也要弄两套一模一样的服务器，一边放一个。用“有一说二”胖大海的说法就是“戈尔巴乔夫的屁股----分裂了，分裂了”（胖哥讽刺的是移动和联通）。这是题外话。

学过《信号与系统》的同学知道系统可分即时系统和动态系统。输入直接决定输出的叫做即时系统。静态页面就是即时系统，任何人任何时间访问同一个页面，得到的结果都是一样的，这种系统最方便镜像。服务器里所谓 load balance 一般就是针对这样的静态数据。那些静态的数据，地球和火星上各备一份，问题解决了一小半，动态系统怎么办？

动态系统的输出由输入和系统状态决定，过去的输入可能会影响现在输出。最简单的比方就是银行账户，每次操作的结果都可能影响下次操作。我能想到的就是不断复制系统状态，而复制过程又出现了很多问题，比方说以哪一边为基准？哪些关键数据要死锁/排它访问。这些问题在地球上就把我们整得七荤八素，更别说火星了。

最终我想，出路大概有两条：

1、人们最终会改变生活习惯，回到古时候那种"烽火连三月,家书抵万金"的通信时代，对通信的非实时性有客观的认识。

2、再出一个最好是一群和爱因斯坦同样伟大的物理学家，打破现有空间理论，发现某种虫洞效应，证明两点之间有比直线更短的路径，或者发现有比光速更快的传播信息的方式。

我宁愿是第一种出路，这样下辈子当我觉得地球人很烦的时候至少我还可以去火星。即便回不去通信不发达的古代作个峨冠博带的文士，能去火星当个土著也不赖 ---- 每天吃饱睡足，听听后弦的歌《只爱火星人》