Google heeft een netwerkprotocol ontwikkeld om verbindingen tussen browsers en webservers te versnellen: QUIC. Dat doet het protocol onder andere door het onderliggende protocol tcp te vervangen door udp. PCM legt uit hoe dat precies zit.

Het hele web is gebaseerd op http (hypertext transfer protocol), het applicatieprotocol dat afspreekt hoe een browser en webserver met elkaar communiceren. Maar dit is maar één protocol in een hele laag. Onder http werkt traditioneel het transportprotocol tcp (transmission control protocol). Dit is bekend om zijn betrouwbaarheid: het protocol garandeert dat gegevens aankomen. 

Bij het opzetten van een tcp-verbinding gebeurt er al een ‘3-way-handshake’: de zender stuurt een pakket naar de ontvanger, die stuurt een bevestiging terug, en daarna stuurt de zender daarop een bevestiging. En als de zender een pakketje stuurt en geen bevestiging terugkrijgt, stuurt hij het opnieuw.

Al die pakketjes die over en weer gaan, voegen extra vertraging aan elke verbinding toe. Bovendien voegt tls (transport layer security), de opvolger van ssl (secure sockets layer), ook nog eens een uitgebreide handshake toe om sessiesleutels en certificaten uit te wisselen. Zeker als je een versleutelde verbinding opzet, zit je dus talloze pakketjes over en weer te sturen nog voor je maar iets nuttigs kunt doen.

Verschil tcp en udp

Naast tcp is er nog een ander transportprotocol: udp (user datagram protocol). In tegenstelling tot tcp garandeert dat niet dat gegevens daadwerkelijk aankomen. Dit ‘onbetrouwbare’ protocol wordt veel ingezet in toepassingen waar het belangrijker is dat gegevens zo snel mogelijk overgedragen worden en het niet zo erg is dat een deel van de gegevens verloren gaat.

We merken lang niet altijd dat pakketjes verloren gaan

Denk daarbij aan videoconferencing of voip: we merken het waarschijnlijk niet eens als er wat pakketjes verloren gaan. Bij gebruik van tcp zou een verloren pakketje daarentegen opnieuw verstuurd worden en zou het beeld of geluid eventjes haperen door die vertraging.

Als een applicatieprotocol van udp gebruikmaakt en toch wil dat gegevens gegarandeerd aankomen, moet dat protocol zelf een methode daarvoor implementeren. In feite herimplementeert het zo een deel van de functionaliteit van tcp.

Zo werkt QUIC

Wat als je nu op het web tcp inruilt voor udp? Dan zouden de verbindingen al heel wat sneller opgezet worden. En dat is wat Google heeft gedaan: met het protocol QUIC (Quick Udp Internet Connections) neemt het opstarten van een verbinding én het afspreken van tls-parameters samen slechts één of twee pakketjes in. Het resultaat? Je kunt veel sneller een webpagina downloaden.

QUIC draait in de internetprotocolsuite dus boven udp, maar vervangt ook tls. Bovendien vervangt het nieuwe protocol een deel van http/2. Het hele verbindingsbeheer implementeert QUIC immers, en een stuk efficiënter dan het klassieke http. Wat overblijft van http/2 wordt in een http/2-api gestoken, die gebruikmaakt van QUIC.

©PXimport

Waarom udp?

Recentelijk zijn er allerlei inspanningen geleverd om het web te versnellen. In http/2 (zie kader) gebeurt dat bijvoorbeeld met multiplexing: als je een webpagina bezoekt, verlopen alle verbindingen tussen je browser en de webserver over één tcp-verbinding. Dus je browser hoeft niet meer voor elke afbeelding, css-bestand of javascript-bestand een nieuwe tcp-verbinding op te zetten met de bijbehorende vertraging.

Als alles goed gaat, werkt http/2 sneller dan zijn voorganger http/1.1. Maar omdat elk bezoek aan een webserver nu over één tcp-verbinding verloopt, vormt die verbinding een bottleneck. Tcp verwerkt immers alle pakketjes in dezelfde volgorde als ze verzonden zijn. Als de verzending van een pakketje mislukt, verstuurt de zender het pakketje opnieuw.

Udp is een 'onbetrouwbaar' protocol

De ontvanger wacht met het verwerken van de andere pakketjes tot het verloren pakketje arriveert. En hoe meer bestanden je over één tcp-verbinding downloadt, hoe groter de kans dat er ergens wel eens een pakketje verloren raakt en de verbinding dus tijdelijk blokkeert. Kortom: in goede omstandigheden is http/2 sneller dan http/1.1, maar in slechte omstandigheden trager.

Udp heeft dat probleem niet, omdat het een ‘onbetrouwbaar’ protocol is: het garandeert niet dat alle pakketjes aankomen. Als je QUIC boven udp gebruikt, legt een verloren pakketje dus niet de hele verbinding lam, maar heeft het alleen impact op het bestand waartoe het pakketje behoort.

Betrouwbaarheid QUIC

QUIC heeft dus de voordelen van http/2 zonder de bottleneck die tcp bij multiplexing introduceert. Maar geven we door het gebruik van udp nu niet te veel op? Je bent immers niet zeker of je gegevens correct worden overgedragen.

Dat klopt, en daarom implementeert QUIC zelf zijn eigen methode om te garanderen dat gegevens aankomen: forward error correction. Het is te vergelijken met raid5 voor opslag, maar dan voor netwerkpakketjes. Elk verzonden pakketje krijgt dus wat gegevens van andere pakketjes mee. Raakt er een pakketje verloren, dan kan QUIC de inhoud reconstrueren op basis van de andere pakketjes die wel zijn gearriveerd. Zo hoeft het pakketje niet opnieuw verzonden te worden.

De overhead van forward error correction is ongeveer 10 procent. Dat betekent dat QUIC voor elke 10 pakketjes die het verzendt, voldoende informatie meezendt om één verloren pakketje te reconstrueren. Dat lijkt inefficiënt, want je moet 10 procent extra pakketjes verzenden, wat ook extra tijd vraagt. Maar toch is dat nog altijd veel sneller dan verloren pakketjes opnieuw moeten sturen en wachten tot alle pakketjes binnen zijn.

QUIC is versleuteld

Een ander interessant aspect van QUIC is dat de verbinding altijd is versleuteld. QUIC herimplementeert immers de functionaliteit van tls. Zo implementeert het perfect forward secrecy (pfs). Dankzij die eigenschap is je eerdere communicatie nog altijd veilig als er een sessiesleutel uit een QUIC-verbinding wordt gecompromitteerd. Dat wil zeggen: uit een sessiesleutel kun je nooit de voorgaande sleutels afleiden.

QUIC beschermt ook tegen ip-spoofing

QUIC beschermt ook tegen ip spoofing, het vervalsen van het ip-adres van de zender. Daarvoor reikt de server aan de client een ‘source address token’ uit. De server versleutelt het ip-adres van de client en een timestamp van de server en bezorgt de client dat token. De server zendt dat token alleen aan het ip-adres dat in dat token zit. De server gaat ervan uit dat wie het token ontvangt, eigenaar is van het bijbehorende ip-adres. Op elk moment kan de server aan de client vragen om het token te sturen om te bewijzen dat het ip-adres van hem is.

De cryptografie in QUIC is overigens slechts een tussenoplossing. De ontwikkelaars hadden functionaliteit nodig die momenteel niet in tls aanwezig is. Op termijn zal de cryptografie worden vervangen door tls 1.3, waarin de benodigde zaken worden geïmplementeerd.

Goed, zo werkt QUIC dus. Het leuke is dat je er zelf al van kunt profiteren, althans als je de Chrome-browser gebruikt. Lees verder: QUIC inschakelen in Chrome om sneller te browsen. Ook nadelen komen aan bod.

The Duskbloods, de nieuwe game van Elden Ring- en Dark Souls-ontwikkelaar FromSoftware, zal echt alleen op Nintendo Switch 2 uitkomen.

Dat heeft de ontwikkelaar benadrukt bij het bekendmaken van zijn kwartaalcijfers (via VGC). Daarbij werd ook nog eens benadrukt dat The Duskbloods nog altijd gepland staat om ergens dit jaar uit te komen, net zoals de Switch 2-versie van Elden Ring.

Over de exclusieve Switch 2-release van The Duskbloods: "Het wordt verkocht via een samenwerking met Nintendo, met verkoopverantwoordelijkheden verdeeld per regio. De game komt alleen voor Nintendo Switch 2 beschikbaar." Daarmee is dus duidelijk gemaakt dat Nintendo een nauwe samenwerking met FromSoftware is aangegaan voor de game en dat het spel niet zomaar op andere platforms uit zal komen.

Over The Duskbloods

The Duskbloods werd begin vorig jaar aangekondigd in een speciale Nintendo Direct waarin de eerste Switch 2-games werden getoond, maar sindsdien zijn er geen nieuwe beelden van het spel uitgebracht. Zoals gezegd is de game ontwikkeld door FromSoftware, het Japanse bedrijf dat naam voor zichzelf heeft gemaakt met enorm uitdagende spellen, waaronder de Dark Souls-serie en Bloodborne. Met de openwereldgame Elden Ring scoorde de ontwikkelaar enkele jaren geleden nog een megahit.

The Duskbloods wordt een PvPvE-game, waarbij spelers het dus tegen elkaar en tegen computergestuurde vijanden opnemen. Maximaal acht spelers doen aan potjes mee. Na het kiezen van een personage in een hub-gebied wordt men naar een gebied getransporteerd waar er met andere spelers en vijanden gevochten wordt, al kan men soms ook samenwerken om vijanden te verslaan.

Spelers besturen een 'Bloodsworn', wezens die dankzij een speciaal bloed dat in hun lichaam zit meer krachten tot hun beschikking hebben dan reguliere mensen. Ondertussen is het einde van de mensheid nabij, en bestaat de wereld uit verschillende tijdperken, wat voor een mengelmoes van stijlen zorgt.

Resolutie is marketing, refreshrate is beleving. Waar 4K zorgt voor een mooi plaatje, zorgt een hoge verversing (Hz) ervoor dat je daadwerkelijk wint. Hieronder lees je waarom snelheid in feite de échte koning is in gaming.

Veel gamers staren zich blind op 4K-resolutie. Ze kopen een duur scherm, zetten de settings op Ultra en vragen zich vervolgens af waarom hun spel stroperig aanvoelt. De misvatting is dat 'mooier' gelijkstaat aan 'beter'. In werkelijkheid is de vloeibaarheid van het beeld – de refreshrate, oftewel verversingssnelheid – veel bepalender voor hoe direct en responsief een game aanvoelt. Aan het eind van dit artikel weet je precies of jij moet kiezen voor pixels of snelheid.

Hoe je ogen bedrogen worden door Hertz

Stel je voor dat je snel met je muis over je bureaublad beweegt. Op een standaard 60Hz-scherm zie je de cursor in schokjes over het beeld springen; je hersenen vullen de gaten in. Op een 144Hz- of 240Hz-gaming-monitor verdwijnen die gaten.

Het technische verschil zit hem in de verversingssnelheid: het aantal keren per seconde dat het beeld wordt vernieuwd. Bij 60 Hz krijg je elke 16,6 milliseconden een nieuw beeld. Bij 144 Hz is dat elke 6,9 milliseconden. Dat klinkt als een klein verschil, maar je voelt het direct. Het gestotter dat je onbewust gewend bent verdwijnt. Bewegingen voelen boterzacht aan, alsof de cursor (of je crosshair) aan je hand vastgeplakt zit in plaats van er achteraan zwemt. Dit effect wordt motion clarity genoemd: objecten blijven scherp, zelfs als ze snel door het beeld bewegen.

©Framestock

De winst in shooters en snelle actie

Wanneer werkt dit in je voordeel? Vooral in competitieve shooters zoals Call of Duty, Counter-Strike of Valorant. In dit soort games telt elke milliseconde. Een hogere refreshrate vermindert de input lag, oftewel de tijd tussen jouw klik en de actie op het scherm.

Stel, je draait je personage snel om. Bij een lage refreshrate wordt de vijand een fractie later getoond en zie je veel bewegingsonscherpte (motion blur). Met een hoge refreshrate zie je de vijand eerder en scherper, waardoor je sneller kunt reageren. Je hebt letterlijk actuelere informatie dan je tegenstander. Om dat te bereiken heb je wel een krachtige videokaart nodig die genoeg beelden per seconde (FPS) kan genereren om je snelle scherm bij te houden.

Wanneer resolutie het toch wint van snelheid

Is snelheid altijd heilig? Nee. Als je vooral tragere, meer verhalende games speelt (zoals Cyberpunk 2077 in de 'sightseeing' modus), Microsoft Flight Simulator of grafische RPG's, dan voegt 240 Hz weinig toe. In deze titels kijk je vaak naar stilstaande of langzaam bewegende omgevingen.

In dat geval wil je juist de texturen van de bomen, de reflecties in het water en de details in gezichten zien. Een 4K-monitor op 60 of 120 Hz is dan een logischer keuze dan een onscherp 1080p-scherm op 360 Hz. De visuele pracht weegt hier zwaarder dan de milliseconden reactietijd. Ook voor console-gamers die op de bank zitten, is een goede televisie met 4K en HDR vaak indrukwekkender dan puur de hoogste framerates.

Situaties waarin een hoge refreshrate zinloos is

Er zijn momenten dat investeren in een snel scherm weggegooid geld is. Dat gebeurt bijvoorbeeld als je hardware de snelheid niet kan leveren; als je videokaart maar 50 frames per seconde kan leveren, heeft een 144Hz-scherm geen nut omdat het scherm wacht op de computer. Daarnaast beperken oude kabels je bandbreedte, waardoor je monitor soms terugvalt naar 60 Hz zonder dat je het doorhebt. Ook op oudere consoles zoals de Nintendo Switch of de standaard PS4 heb je niets aan snelle schermen, omdat deze hardware fysiek gelimiteerd is op 60 Hz of lager.

Bepaal wat jouw setup aankan

Kijk dus kritisch naar je huidige situatie voordat je naar de winkel rent. Heb je een high-end pc die makkelijk 120+ FPS haalt in jouw favoriete games? Dan is een upgrade naar een 144- of 165Hz-monitor de grootste sprong in spelplezier die je kunt maken. Speel je op een PlayStation 5 of Xbox Series X? Zoek dan specifiek naar een scherm met HDMI 2.1-ondersteuning om 120 Hz op 4K mogelijk te maken. Zit je ver van je scherm af en speel je relaxed? Investeer dan liever in resolutie en kleurdiepte.

©Proxima Studio

Kortom: snelheid is de sleutel tot succes!

Verversingssnelheid is belangrijker dan resolutie voor iedereen die actie- of competitieve games speelt. Het zorgt voor een vloeiender beeld, minder input lag en betere motion clarity, wat je direct een voordeel geeft in het spel. Resolutie is vooral luxe voor het oog, maar refreshrate is pure prestatie voor de speler.