AMPRNet: История и современное состояние любительской пакетной радиосвязи

Введение

AMPRNet (AMateur Packet Radio Network) или сеть 44 используется в любительской радиотехнике для пакетной радиосвязи и цифровой связи между компьютерными сетями, управляемыми радиолюбителями. Как и другие выделения частот для радиолюбительской связи, в 1981 году был предоставлен IP-диапазон для цифровых коммуникаций радиолюбителей (обобщенный термин), который самостоятельно администрируется радиолюбителями. В 2001 году началось несанкционированное и двойное использование этого диапазона в качестве сетевого телескопа. Впоследствии появились обсуждения цифровых видов связи в любительской радиотехнике с использованием набора протоколов Интернет и IPv4-адресов. К 1988 году было выделено тысяча адресных блоков. По состоянию на 2009 год примерно 1% входящего трафика в сеть составлял легитимный трафик радиолюбителей, который можно было маршрутизировать дальше, а остальные 2–100 гигабайт в день интернет-фонового шума перенаправлялись и регистрировались интернет-телескопом Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) в исследовательских целях. К 2016 году европейская сеть высокоскоростной мультимедийной сети радиолюбителей (HAMNET) предлагала многомегабитную сеть Интернет-протокола с 4000 узлами, охватывающую Центральную Европу.

История и дизайн

Использование интернет-протоколов TCP/IP в любительской радиосвязи началось на ранних этапах развития интернета, более чем на десятилетие предшествуя общедоступному интернету. В 1981 году Хэнк Магнуски получил блок IP-адресов класса A, насчитывающий 16,7 миллионов адресов, для радиолюбителей по всему миру. Первоначальное название, использованное Джоном Постелом, было "Экспериментальная сеть радиолюбителей". Изначально, в качестве канального уровня использовался протокол AX.25, поддерживающий несколько конкурирующих протоколов более высокого уровня, при этом TCP/IP был представлен меньшинством из-за сложности настройки и значительной нагрузки на протокол. По этой причине лишь немногие системы работали через КВ-диапазон. Одним из подходов для работы на скоростях 1200/9600 бод в диапазонах VHF/UHF стало использование TCP/IP поверх ROSE (Radio Amateur Telecommunications Society "RATS" Open Systems Environment, основанный на стандарте X.25 CCITT). Однако, всего через несколько лет, развитие общедоступного интернета сделало эти решения устаревшими. В настоящее время система ROSE поддерживается проектом Open Source FPAC Linux. AMPRNet соединяется беспроводными каналами и интернет-туннелями. Ввиду ограничений полосы пропускания радиочастотного спектра, на КВ обычно используется скорость 300 бит/с, в то время как в диапазонах VHF и UHF – от 1200 до 9600 бит/с. Серийно выпускаемые точки доступа Wi-Fi на частотах 2,4 ГГц и 5 ГГц сейчас используются на близлежащих любительских частотах для обеспечения гораздо более высокой скорости передачи данных, например, в системах HSMM или hinternet. Поскольку AMPRNet основан на IP, он поддерживает те же транспортные и прикладные протоколы, что и остальная часть интернета, хотя существуют нормативные ограничения на шифрование и трафик третьих лиц. AMPRNet состоит из ряда подсетей по всему миру. Некоторые участки сети используют точечные радиосвязи с соседними узлами, в то время как другие полностью изолированы. Географически распределенные радиоподсети могут быть соединены с помощью IP-туннеля между узлами, имеющими доступ к интернету. Многие из этих узлов также имеют туннель к центральному маршрутизатору, который обеспечивает маршрутизацию между AMPRNet и остальной частью интернета, используя статические таблицы маршрутизации, обновляемые добровольцами. По состоянию на 2011 год эксперименты вышли за рамки этих централизованно управляемых статических решений и перешли к динамическим конфигурациям, предоставляемым VPN-системами типа "Peer to Peer", таким как n2n и ZeroTier.

The use of the Internet protocols TCP/IP on amateur (ham) radio occurred early in Internet history, preceding the public Internet by over a decade. In 1981, Hank Magnuski obtained the class A netblock of 16.7 million IP addresses for amateur radio users worldwide. The initial name used by Jon Postel in was the "Amateur Radio Experiment Net". Originally the amateur link layer protocol AX.25 carried several competing higher level protocols, with TCP/IP a minority due to the complexity of the configuration and the high protocol overhead. Very few systems operated over HF for this reason. One approach for 1,200/9,600 baud VHF/UHF operation emerged as TCP/IP over ROSE (Radio Amateur Telecommunications Society "RATS" Open Systems Environment, based on X.25 CCITT standard). Within just a few years the public Internet made these solutions obsolete. The ROSE system today is maintained by the Open Source FPAC Linux project. The AMPRNet is connected by wireless links and Internet tunnels. Due to the bandwidth limitations of the radio spectrum, 300 bit/s is normally used on HF, while VHF and UHF links are usually 1,200 bit/s to 9,600 bit/s. Mass produced Wi Fi access points equipment on 2.4 GHz and 5 [[Gigahertz is now being used on nearby amateur frequencies to provide much faster links as HSMM or hinternet. Since it is based on IP, the AMPRNet supports the same transport and application protocols as the rest of the Internet, though there are regulatory restrictions on encryption and third party traffic. The AMPRNet is composed of a series of subnets throughout the world. Portions of the network have point to point radio links to adjacent nodes, while others are completely isolated. Geographically dispersed radio subnets can be connected using an IP tunnel between sites with Internet connectivity. Many of these sites also have a tunnel to a central router, which routes between the and the rest of the Internet using static routing tables updated by volunteers. as of 2011 experimentation had moved beyond these centrally controlled static solutions, to dynamic configurations provided by Peer to Peer VPN systems such as n2n, and ZeroTier.

Адресная администрация

План распределения, согласованный в конце 1986 года, зарезервировал половину адресного пространства (или около 8 миллионов адресов) для использования на территории Соединенных Штатов и (оставшиеся около 8 миллионов адресов) для остального мира. После продажи в 2019 году оставшиеся адреса протокола Интернет (IP) представляют собой подсети для США и подсеть для остального мира, доступные любому лицензированному радиолюбителю. Управление IP-адресами и их назначение осуществляют координаторы-добровольцы с оговоркой: "мы не обеспечиваем такой же уровень обслуживания, как коммерческая организация". Эти адреса могут быть маршрутизируемыми в Интернете при условии полной координации с администраторами-добровольцами. Радиолюбителям, желающим запросить IP-адреса в сети AMPRNet, следует посетить портал AMPRNet.

роутер mirrorshades

С 1990-х годов большинство пакетов в пределах указанного диапазона направлялись через IP-туннель с использованием инкапсуляции IP в IP к/от маршрутизатора, размещенного в Калифорнийском университете в Сан-Диего, а позднее – gw.ampr.org.

К 1996 году более высокоскоростные 56k-модемы на короткое время обеспечивали более высокую пропускную способность, чем было возможно передать через центральный рефлекторный маршрутизатор "mirrorshades" и обратно. Для пересылки пропускались только IP-адреса с активной записью в системе доменных имен (DNS) в зоне ampr.org. К 19 августа 1999 года ежедневный объем инкапсулированного трафика IP в IP составлял около 100 килобит в секунду, с пиковыми значениями до 0,14 мегабит в секунду. В середине 2000 года большинство уникальных IP-адресов, зафиксированных на подключении Калифорнийского университета в Сан-Диего от CERFnet, начинались с определенного префикса, за исключением 17% адресов, которые не имели этого префикса. В середине 2009 года сервер "mirrorshades" был обновлен и заменен после примерно 1100 дней безотказной работы. В предложении о финансировании в 2010 году была поднята возможность того, что "легитимный трафик также является потенциальным исследовательским ресурсом", и он рекламировался через протокол пограничного шлюза (BGP) как пассивный honeypot для сбора фонового шума Интернета и backscatter, расположенный в Центре прикладного анализа данных Интернета (group="caida"|Как "Cooperative Association for Internet Data Analysis" (CAIDA), так и "Center for Applied Internet Data Analysis" (CAIDA) встречаются в научных текстах) при Суперкомпьютерном центре Сан-Диего. 15 июля 2001 года сетевой мониторинг зафиксировал распространение червя Code Red II. До июля 2001 года проект регистрировал нежелательные TCP SYN пакеты, предназначенные для IP-адресов в пределах указанного диапазона, а после 19 июля 2001 года велась полная регистрация входящих IP-заголовков. Блок IP-адресов считался имеющим "высокую ценность для исследований". Объем захваченных данных за август 2001 года, с использованием сжатия данных и сохранением только IP-заголовков, составлял 0,5 гигабайта в час. В 2002 году этот блок составлял 0,4% всего адресного пространства IPv4 в Интернете. К сентябрю 2003 года трафик достиг 0,75 терабайта в месяц, что обходилось в 2500 долларов в месяц за пропускную способность. В апреле 2009 года было снято ограничение скорости входящего трафика, что увеличило количество пакетов, достигающих сетевого телескопа, в общей сложности до 37 терабайт в месяц. Поддержку оказывала компания Cisco Systems в рамках гранта Университетского исследовательского совета (URB). Проект финансировался премией Advanced Networking Infrastructure and Research (ANIR) от Национального научного фонда (NSF), Департамента внутренней безопасности США (DHS) и Программы сетевого моделирования и моделирования (NMS) / Программы Интернета следующего поколения (NGI) Агентства по передовым исследовательским проектам обороны (DARPA). К июлю 2018 года была введена в эксплуатацию заменяющая инфраструктура 10 Gigabit Ethernet, использующая оптический разветвитель и карту захвата Endace.

By 1996 higher speed 56k modems briefly had greater throughput than was possible to forward via the "mirrorshades" central reflector router and back again. Only IP addresses with an active Domain Name System (DNS) entry under ampr. org are passed by the packet filter for forwarding. By 19 August 1999 daily encapsulated IP in IP traffic was ~100 kilobits per second, peaking to 0.14 megabits per second. During mid 2000, the majority of unique IP addresses seen on the University of California, San Diego connection from CERFnet began with the prefix, except for 17% of IP addresses which did not. In mid 2009 the mirrorshades server was upgraded and replaced after about ~1,100 days uptime. A funding proposal in 2010 raised the possibility that "The legitimate traffic is also a potential research resource". was being advertised via the border gateway protocol (BGP) as a passive honeypot for Internet background noise and backscatter collection, based in the Center for Applied Internet Data Analysisgroup="caida"|Both "Cooperative Association for Internet Data Analysis" (CAIDA) and "Center for Applied Internet Data Analysis" (CAIDA) appear in academic texts. at the San Diego Supercomputer Center. On 15 July 2001 the network monitoring of traffic recorded the spread of the Code Red II worm. Prior to July 2001, the project had been logging unsolicited TCP SYN packets destined for IP addresses within ; and after 19 July 2001 full incoming IP header logging took place. The IP address block was stated to have "high value to research". Capture data for August 2001, using data compression and retaining only IP headers was 0.5 gigabyte per hour. In 2002 the block was 0.4% of all internet IPv4 address space. By September 2003, traffic was 0.75 terabytes per month and costing $2,500 per month for bandwidth. In April 2009 the upstream rate limiting was removed, increasing the number of packets reaching the network telescope. totalling 37 terabytes per month. Support was supplied by Cisco Systems under a University Research Board (URB) grant. The project was funded by an Advanced Networking Infrastructure and Research (ANIR) award, from the National Science Foundation (NSF); the United States Department of Homeland Security (DHS); and Network Modeling & Simulation (NMS) / Next Generation Internet Program (NGI) of the Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA). By July 2018, the replacement 10 Gigabit Ethernet infrastructure, using an optical splitter and Endace capture card, was operational.

Ответы

Пол Викси заявил после продажи IP-адресного пространства, что "ampr. org может более эффективно использовать полученные средства для выполнения своей некоммерческой миссии, чем само IP-пространство, на текущем этапе". Дуг Бартон, бывший менеджер Internet Assigned Numbers Authority, сказал, что "реакция, которую мы наблюдаем сейчас, была полностью предсказуема, но это никак не меняет моего мнения о том, что сама продажа была абсолютно оправданной, осуществлена добросовестными людьми и соответствовала принципам ответственного управления этим пространством."

Первоначальный комитет

Комитет по цифровым видам связи для радиолюбителей был сформирован для предоставления консультаций по цифровым стандартам совету директоров Американской радиорелейной лиги (ARRL) после встречи в 1981 году. Первоначальное рабочее название было "Временный комитет ARRL по цифровым коммуникациям", сокращенно "цифровой комитет". В середине 1980-х годов комитет проводил заседания дважды в год: в середине года и вновь на ежегодной конференции по компьютерным сетям. В сентябре 1987 года комитет рекомендовал перечень частот, которые должны были использоваться в Северной Америке для пакетной радиосвязи и цифровой связи. В январе 1988 года комитет провел заседание по стандартизации протокола AX.25 версии 3. В марте 1988 года комитет опубликовал "Рекомендации по частотам для пакетной радиосвязи". В начале 1993 года комитет и совет директоров ARRL работали над разработкой руководящих принципов для полуавтоматических цифровых станций, а предложения были переданы в Федеральную комиссию по связи.

Распространение

В мае 2021 года ARDC предоставил единовременный грант в размере 1,6 миллиона долларов клубу радиолюбителей Массачусетского технологического института (W1MX) на спасение и восстановление радимокупола на крыше Зеленого здания MIT (здание 54). В ноябре 2021 года ARDC присудил пятилетний грант общей суммой 1,3 миллиона долларов США для поддержки деятельности, связанной с любительской радиосвязью на Международной космической станции (ARISS USA), в США.

Цифровая библиотека любительского радио и связи

В январе 2022 года Интернет-архив получил грант в размере 0,9 миллиона долларов на создание Цифровой библиотеки любительского радио и связи (DLARC). Интернет-архив приступил к реализации проекта в сентябре 2022 года и начал сбор материалов в октябре. К ноябрю 2022 года библиотека пополнилась до 25 000 единиц. В январе 2023 года в библиотеке насчитывалось более 51 000 единиц, включая свыше 3300 книг и журналов, доступных посредством контролируемого цифрового доступа.