Starlink的数据包路由将如何工作

SpaceX的Starlink卫星集群最近以惊人的速度不断增加卫星，因此获得了头条新闻。该新闻报道的大部分都集中在它如何影响业余观星者以及它如何使遥远地区的人们受益。但是技术细节确实很重要，在CaseyHandmer的博客上，最近对Starlink实际运作方式的最重要方面之一进行了讨论-它将如何处理其数据?

在网络术语中，数据被量化为“数据包”，即计算机可以理解的一组“1”和“0”。对于Starlink，这些数据包将在地面站和停放在9个单独的低地球轨道上的一系列卫星之间反弹。每个轨道将包含许多卫星，并且每个卫星的覆盖区域将与位于其北部和南部的卫星重叠。星座完成后，地球上的每个点都将被至少两颗Starlink卫星覆盖。

未来版本的卫星将使用激光相互通信。但是目前，他们必须使用地面站与其他卫星通话。因此，在卫星，地面站和最终用户终端之间将有大量的数据包通过。描述每个包的这种复杂路径的信息必须存储在某个地方。那个地方叫做“元数据”。

元数据通常用于表示数据包中不包含要传递的实际信息的部分。它包含诸如包的长度，始发点和目的地之类的信息。可以说，此数据比大多数数据包的内容更有价值。它将使感兴趣的一方查看谁与谁关联，何时进行通信以及共享了多少信息。在某些情况下，例如当OsamabinLaden的快递员接听一个老朋友的电话时，这种类型的元数据可能会带来致命的后果。

因此，隐私对于任何希望成为互联网骨干系统的系统都是至关重要的。该安全网将必须解决许多潜在的挑战，包括卫星本身可能记录数据，或者是恶意因素截取了用于在卫星和地面站之间进行通信的波束。加密可以解决其中一些问题，例如数据包拦截，但不能解决其他问题，例如FBI强制SpaceX记录来自某个特定Starlink用户的流量。

Casey在他的博客中从头解决了这个问题，描述了一种系统，该系统在包路由过程的每个步骤中仅暴露了很少的信息。这个简化的系统必须考虑到卫星移动，卫星丢失以及无数其他潜在的复杂情况，但从根本上讲，它可以工作。Casey计算得出，路由器(或卫星)至少只能暴露两到三比特的信息，这足以在发送途中发送数据包并保持其完整性。

他用来显示这种简化方法的示例描述了从洛杉矶到纽约的数据包。第一颗卫星只是有点表明它必须发送“东北”数据包。然后，从包中删除标识其始发位置的数据，并在相同的2到3位空间中显示新信息，该信息表示下一颗卫星的方向性。接收卫星仅知道一个数据包是从西南方向到达的，该数据包有多长时间，还需要将数据包传递到东北。这种简化的方向性一直持续到最后一颗卫星将信息传递给地面站为止，然后地面站可以将数据包传递给纽约的最终用户。

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