Google sleutelt aan TCP voor sneller internet

Onderzoekers van Google experimenteren met diverse verbeteringen voor het basale TCP (transmission control protocol). Die onderlaag voor internetverkeer is ooit ontworpen om content te vervoeren over vele verschillende soorten fysieke netwerken met uiteenlopende mogelijkheden en eigenschappen. Tegenwoordig zijn er echter uit de praktijk geboren inefficiënte soorten TCP-gebruik, en andersoortige netwerken.

Dataverzoeken

Zo opent een webbrowser standaard meerdere TCP-verbindingen naar servers, nog vóórdat de browser echt om data vraagt, blogt Google-netwerkingenieur Yuchung Cheng. Hij legt uit dat browsers dit doen om ingebouwde beperkingen van TCP te omzeilen, maar dat deze aanpak wel weer nadelen heeft. Het zorgt in veel situaties voor hoge latency (een trage reactiesnelheid in de netwerkverbinding) en is niet schaalbaar, aldus Cheng.

Google wil die netwerktraagheid bestrijden. Latency valt vooral te verminderen door ervoor te zorgen dat er minder verkeer heen en weer hoeft te gaan. Dat verkeer zijn de zogeheten round-trips: de verzending en ontvangstbevestiging van een signaal, zoals een verzoek om een webpagina. Om dat aan te pakken, stelt Google een aantal fundamentele wijzigingen voor aan internetbasisprotocol TCP.

Vier verbeteringen

Die wijzigingen komen concreet neer op vier voorstellen. De eerste is het fors vergroten van het aantal packets dat in eerste instantie wordt verzonden voor een net opgezette TCP-verbinding. Daarvoor geldt nu een limiet van drie packets, wat dus betekent dat er drie round trips nodig zijn om een datahoeveelheid van slechts 15 kilobyte te bezorgen, blogt Cheng. Google stelt een packetlimiet van tien stuks voor, wat op zichzelf al een snelheidsverbetering van 10 procent oplevert

Ten tweede is er de tijdslimiet voor de time-out van een TCP-verbinding. Google wil die juist verlagen, zodat slechte verbindingen eerder worden afgekapt. "Een RTT [round-trip time - red.] van 3 seconden was enkele tientallen jaren geleden wel gepast, maar het internet van nu vereist een veel kleinere time-out." Google stelt 1 seconde voor.

Gelijk terzake

Ten derde pleit de internetreus voor het gebruik van TCP Fast Open (TFO). Daarbij wordt het daadwerkelijke dataverzoek gelijk meegestuurd met de eerste packets die de TCP-verbinding moeten opzetten. Hiervoor is wel eerst de ruimere packetlimiet van tien stuks nodig, zodat het dataverzoek 'past' in die initiële dataverzending. TFO levert een versnelling op van 10 tot wel 40 procent, blijkt uit tests van Google. Die 10 procent is het gemiddelde, maar de 40 procent geldt voor veel gevallen, stelt het bedrijf.

Ten slotte stelt Google een techniek voor om efficiënter om te gaan met packetverlies. Het gebruik van Proportional Rate Reduction for TCP (PRR) zorgt ervoor dat verloren packets bij netwerkverstopping op een betere manier opnieuw worden gestuurd. PRR past de nieuwe verzending namelijk aan op de hoeveelheid packetloss. Deze techniek is al opgenomen in de Linux-kernel.

Tot standaard verheffen

Dit TCP-verbeterproject van Google staat naast andere versnellingsinitiatieven van het bedrijf, zoals http-aanpassing SPDY. Het bedrijf heeft zijn TCP-aanpassingen ingediend bij internetstandaardenorganisatie IETF (Internet Engineering Taskforce) om het te laten ratificeren, zodat het algemeen en wereldwijd gebruikt kan worden. Daarnaast ontwikkelt Google algoritmes om dataverbindingen sneller te laten herstellen van packetverlies op netwerken met veel 'ruis', zoals mobiele netwerken.