ID.nl logo
Huis

Hoe Google het web sneller en veiliger maakt met QUIC

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.

▼ Volgende artikel
PlayStation sluit de ontwikkelaar van Demon's Souls-remake
Huis

PlayStation sluit de ontwikkelaar van Demon's Souls-remake

Sony PlayStation sluit in maart Bluepoint Games, de studio achter de remake van Demon's Souls.

Dat heeft een woordvoerder van Sony aan Bloomberg bevestigd. Door de sluiting zullen ongeveer zeventig werknemers hun baan verliezen. Volgens de woordvoerder is het besluit om de studio te sluiten genomen na "een recente zakelijke beoordeling."

"Bluepoint Games is een enorm getalenteerd team en hun technische expertise heeft exceptionele ervaringen voor de PlayStation-gemeenschap opgeleverd", zo stelde de woordvoerder. "We bedanken ze voor hun passie, creativiteit en vakmanschap."

Hermen Hulst aan het woord

In een bericht die via ResetEra werd gedeeld, liet PlayStation Studios-baas Hermen Hulst - voorheen van de Amsterdamse studio Guerrilla Games - weten dat het besluit werd genomen vanwege "een toenemende uitdagende industrie-omgeving". Aldus Hulst: "Stijgende ontwikkelkosten, een vertraging in de groei van de industrie, veranderingen in het gedrag van spelers en bredere economische tegenwind maken het moeilijker om games duurzaam te bouwen."

Watch on YouTube

Hulst vervolgt: "Om ons in deze realiteit te navigeren moeten we ons aanpassen en moeten we evolueren. We hebben goed gekeken naar ons bedrijf om er zeker van te zijn dat we hedendaags leveren, terwijl we ook klaar zijn voor de toekomst. Daarom zullen we Bluepoint Games in maart sluiten."

Hij eindigde zijn bericht met het volgende: "Ik weet dat dit moeilijk nieuws is om te horen, maar ik ben zeker van de richting die we hebben gekozen. Creativiteit, innovatie en het bouwen van onvergetelijke ervaringen voor spelers blijven de kern van PlayStation Studios. We hebben een robuuste line-up voor het fiscale jaar 2026, en hebben de komende maanden veel om naar uit te kijken."

Watch on YouTube

Over Bluepoint Games

Bluepoint werd in 2021 overgenomen door Sony Interactive Studio. Daarvoor werkten de bedrijven al veel samen, en de studio stond vooral bekend om hun expertise bij het creëren van remakes en remasters. Denk aan de remake van Demon's Souls die tegelijk uitkwam met de PlayStation 5, maar ook God of War Collection, de remake van Shadow of the Colossus en Uncharted: The Nathan Drake Collection.

Vorig jaar bleek al dat Sony een liveservicegame die ontwikkeld werd door Bluepoint had geannuleerd. Volgens geruchten ging het om een liveservicegame gesitueerd in het God of War-universum. Daarna begon Bluepoint mensen aan te nemen voor een onaangekondigde third-person-actiegame.

Sony heeft de afgelopen jaren meer studio's gesloten. In 2024 sloten bijvoorbeeld Firesprite, Firewalk en Neon Koi hun deuren.

▼ Volgende artikel
Waar voor je geld: 5 NVMe-ssd's van 2 TB voor je laptop
© ID.nl
Huis

Waar voor je geld: 5 NVMe-ssd's van 2 TB voor je laptop

De prijzen van NVMe-chips voor ssd's zijn flink aan het stijgen. Ben je van plan om je laptop van een grotere opslagcapaciteit te voorzien? Dan is dit het moment om te kijken waar je de beste deal kunt vinden. Wij vonden op Kieskeurig.nl een vijftal NVMe-ssd's, met uiteenlopende prijzen. Wees er snel bij, want deze prijzen kunnen snel verder stijgen.

Samsung 990 PRO 2 TB NVMe SSD

Met de Samsung 990 PRO 2 TB NVMe SSD kun je je computer of spelconsole voorzien van een extra snelle opslagoplossing. Deze M.2‑module maakt gebruik van de PCIe 4.0‑interface en haalt sequentiële leessnelheden tot 7.450 MB/s en schrijfsnelheden tot 6.900 MB/s. Volgens Samsung liggen de willekeurige lees‑ en schrijfsnelheden 40 % en 55 % boven die van de vorige 980 PRO, waardoor de drive geschikt is voor data‑intensieve toepassingen zoals videobewerking, 3D‑ontwerp of gaming.

Het energiemanagement is volgens Samsung verbeterd: de ssd levert ruim 50 % meer prestaties per watt ten opzichte van zijn voorganger. Om je systeem stabiel te houden, beschikt de controller over slimme temperatuurbeheersing en een slanke heatsink zodat oververhitting en lawaaierige ventilatoren worden vermeden. Deze NVMe‑schijf werkt in pc’s en consoles en is ook geschikt voor de PlayStation 5. Verder ondersteunt de Samsung Magician‑software het monitoren van de schijftemperatuur en het kopiëren van gegevens.

Leessnelheid: tot 7.450 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 6.900 MB/s

WD Black SN770 2 TB NVMe SSD

De WD Black SN770 2 TB NVMe SSD is een M.2‑ssd die is bedoeld om je laptop of desktop een turboboost te geven. Het model ondersteunt de PCIe Gen 4‑interface en levert leessnelheden tot 5.150 MB/s. WD noemt een 20 % hogere energie‑efficiëntie in vergelijking met de vorige generatie, zodat je systeem minder energie verbruikt tijdens intensieve sessies. Voor gamers is er een speciale ‘gamingmodus’ in het WD Black‑dashboard: hiermee kun je de piekprestaties optimaliseren en tegelijkertijd de status van de schijf in de gaten houden.

De fabrikant benadrukt dat de drive dankzij thermische technologie consistent presteert, zelfs wanneer je langdurig speelt of grote bestanden verwerkt. Het compacte M.2‑formaat maakt hem geschikt voor moderne moederborden en laptops. Doordat de SN770 zowel voor pc als laptop is geformatteerd, kun je hem zonder speciale aanpassingen installeren.

Leessnelheid: 5.150 MB/s
Schrijfsnelheid: 4.850 MB/s

Kingston FURY Renegade 2 TB NVMe SSD

De Kingston FURY Renegade 2 TB NVMe is ontworpen voor gebruikers die hun pc of gameconsole willen uitrusten met veel opslag en hoge snelheden. Deze M.2‑drive maakt gebruik van een Gen 4x4‑NVMe‑controller en 3D‑TLC‑NAND; hierdoor zijn sequentiële lees‑ en schrijfsnelheden tot 7.300 MB/s en 7.000 MB/s mogelijk.

Kingston meldt bovendien dat de drive maximaal 1.000.000 IOPS haalt, wat van belang is bij multitasking of het laden van grote games. Om de prestaties stabiel te houden bij langdurige belasting, heeft Kingston een low‑profile grafeen‑aluminium warmtegeleider ontwikkeld. Voor de PlayStation 5 is een uitvoering met geïntegreerde heatsink beschikbaar; deze extra koellaag helpt de schijf koel te houden wanneer je console continu wordt belast. Met een capaciteit van 2 TB heb je genoeg ruimte voor games en multimediabestanden, en de M.2‑vormfactor maakt hem geschikt voor moderne moederborden.

Leessnelheid: tot 7.300 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 7.000 MB/s

Seagate FireCuda 520N 2 TB NVMe SSD

De Seagate FireCuda 520N 2 TB NVMeis een compacte NVMe‑schijf die speciaal is ontworpen voor handheld gamingapparaten en ultracompacte pc’s. Met een M.2 2230‑vormfactor past hij in handheld consoles zoals de Steam Deck en de ASUS ROG Ally. De drive gebruikt een PCIe Gen4 x4‑interface en levert sequentiële leessnelheden tot ongeveer 5.000 MB/s en schrijfsnelheden tot 3.200 MB/s.

Het door Seagate opgegeven uithoudingsvermogen vermeldt voor de 2 TB‑versie een schrijflast van 660 TBW, wat duidt op de hoeveelheid data die je in de levensduur kunt wegschrijven. Dankzij het compacte formaat en de bijbehorende 5‑jaar garantie is de drive bedoeld als duurzame upgrade voor draagbare systemen. Je hoeft daarbij geen adapters te gebruiken omdat de drive rechtstreeks in het M.2‑2230‑slot past, wat montage vereenvoudigt. Met 2 TB aan opslagruimte is er voldoende ruimte voor games, apps en systeemupdates op een handheld platform.

Leessnelheid: tot 5.000 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 3.200 MB/s

SanDisk SN7100 2 TB NVMe SSD

De SanDisk SN7100 2 TB NVMe SSD richt zich op gamers en professionals die behoefte hebben aan hoge bandbreedte. In zijn 2 TB‑uitvoering gebruikt deze M.2 2280‑drive een PCIe 4.0 x4‑interface met NVMe 1.4‑protocol. Volgens een review haalt hij sequentiële leessnelheden tot 7.250 MB/s en schrijfsnelheden tot 6.900 MB/s, terwijl de random leesprestaties tot 1.000 K IOPS en de random schrijfprestaties tot 1.400 K IOPS reiken. De SN7100 combineert een BiCS8 TLC‑flashgeheugen met een host‑memory‑buffer (HMB), waardoor de drive DRAM‑loos is maar toch hoge prestaties levert. De review benadrukt dat de schijf energiezuinig is en gericht is op langdurig gebruik. Op Kieskeurig wordt vermeld dat deze SSD geschikt is voor zowel pc’s als gameconsoles en een opslagcapaciteit van 2 TB heeft. Daardoor kun je hem gebruiken in een desktop, laptop of console zonder dat je extra configuratie nodig hebt.

Leessnelheid: tot 7.250 MB/s
Schrijfsnelheid:
tot 6.900 MB/s