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
De top 5 beste wintersportgames
© Ubisoft
Huis

De top 5 beste wintersportgames

De Olympische Winterspelen gaan bijna van start, en het zien van al die atleten in de kou werkt op een bepaalde manier toch inspirerend. Terwijl je dus uitkijkt naar de volgende skivakantie (of juist liever thuisblijft om gebroken botten te voorkomen), kun je jouw wintersportdromen vervullen dankzij videogames. Hieronder staan vijf van de beste wintersportgames waarin je je helemaal kunt uitleven.

⛷️🏂 🪂 Steep

Platforms:PlayStation 4, Xbox One, pc

Een van de meest moderne en toegankelijke wintersportgames komt uit de stal van het Franse Ubisoft, dat in 2016 Steep uitbracht. De game combineert verschillende sporten zoals skiën, snowboarden, parachutespringen en… vliegen met jetpacks? Deze sporten doe je op de Mont Blanc, de hoogste berg in de Alpen - en Europa trouwens. De physics is wat Steep bijzonder maakt: het is een veel realistischere insteek dan bijvoorbeeld SSX.

In Steep beweeg je je al sleeënd en skiënd over deze berg, waar ondertussen ook allerlei andere spelers rondbewegen, wat een bijzonder gevoel van samenhorigheid geeft. Ook kun je dus in alle rust wintersporten met vrienden als een soort virtuele skivakantie. De game draait in principe om het onder de knie krijgen van de verschillende soorten wintersport om zo de 'Ultimate Legend' te worden, maar in alle rust genieten van de Alpen is net zo goed een optie.

Overigens is er ook een soort vervolg in de vorm van Riders Republic, een game die zich meer richt op zomersporten maar ook het snowboarden uit Steep uitstekend overneemt en verbetert.

Watch on YouTube

🏂 SSX 3

Platforms: GameCube, PlayStation 2, Xbox, GameBoy Advance

Wie aan wintersport in games denkt, komt waarschijnlijk zeer snel uit op de SSX-reeks. Het derde deel in die franchise is misschien wel de meest geliefde, vanwege de keiharde soundtrack, grote hoeveelheden complexe trucs die je kunt uitvoeren en een meeslepende, met vele collectables gevulde open wereld om in te snowboarden. De game kwam uit in 2003, en werd toentertijd ook sterk geprezen om de indrukwekkende physics en graphics.

De open wereld van het spel is een soort aaneenschakeling van alle courses waar je op snowboardt. Daar kun je dus in op zichzelf staande races op rondscheuren en tegenstanders van hun bord af meppen, of op je eigen tempo trucs oefenen terwijl je jamt op nummers van onder andere de Black Eyed Peas. Als je nog een PlayStation 2, GameCube of originele Xbox hebt staan is dit het perfecte moment om weer met grandioze tricks te gooien. En mocht je die niet hebben, dan is de game backwards compatible op Xbox.

©Electronic Arts

⛷️🏂 🥌⛸️Mario and Sonic at the Olympic Winter Games

Platforms: Wii, DS

Ooit was de rivaliteit tussen Mario en Sonic zó groot dat er gehele marketingcampagnes vanuit de ontwikkelaars werden gevoerd - Sega does what Nintendon't bijvoorbeeld. Door de jaren heen is die storm gaan liggen, maar in de Mario and Sonic sport-spellen konden fans van beide kampen hun conflicten toch nog een beetje uitvechten. Je kunt namelijk zowel Mario- als Sonic-personages selecteren en deelnemen aan de Olympische Spelen.

In de game uit 2009 gaat het specifiek om de Winterspelen, dus onder de activiteiten vallen in dit deel onder andere sporten als skiën, bobsleeën en schaatsen. Daarbij maakten beide versies van het spel - op de Wii en DS - allebei op eigen manieren gebruik van motion controls of de touchscreen om deze spellen speelbaar te maken. Dat maakt een wintersportervaring die ook zonder de kleurrijke personages uniek is.

Watch on YouTube

⛷️Lonely Mountains: Snow Riders

Platforms:pc, Xbox Series, PlayStation 5

Skiën kan best een rustgevende bezigheid zijn, zeker met een mooi uitzicht en wanneer niemand zijn of haar botten breekt. In Lonely Mountains: Snow Riders komen beide van die aspecten naar voren, terwijl je steeds sierlijker naar de onderkant van een berg beweegt. Waar het juiste pad vinden aanvankelijk wellicht lastig lijkt, word je er na verloop van tijd handiger in, en een bijkomend voordeel is dat je bij een crash zelf geen botbreuken oploopt. Je blijft het gewoon proberen.

Jouw afdaling van de berg perfectioneren kun je in Snow Riders trouwens ook met een aantal vrienden doen - maximaal acht - en daarbij is het mogelijk om tegen elkaar te racen. Een fijne samenkomst van relaxatie en uitdaging, dus. Daarmee kom je wel in de sfeer voor de Winterspelen.

©Megagon Industries

⛷️🏂 🛷☃️Ski or Die

Platforms: Commodore 64, NES, MS-DOS, Amiga

We gaan nog even flink terug in de tijd, naar 1990. Toen kwam Ski or Die namelijk uit, dat weer bestond uit vijf verschillende minigames. Daaronder vallen halfpipe snowboarden, racen in een opblaasbare slee, twee versies van skiën, waarvan één draait om trucs en de ander om het afdalen van een berg zonder obstakels te raken, en als laatste: sneeuwbalgevechten.

We hebben in deze lijst al zoveel sneeuw gezien, en dit is de eerste keer dat de leukste bezigheid in de sneeuw naar voren komt. Deden ze toch goed in 1990. Misschien is het een idee om van sneeuwbalgevechten een Olympische sport te maken?

©Electronic Arts

Overige tips

Uiteraard zijn er nog meer wintersportgames die in mindere of meerdere mate nog steeds relevant zijn. Hieronder daarom nog een aantal overige tips voor games om in de stemming voor de Olympische Winterspelen te komen:

🏂 SSX: Tricky (PlayStation 2, Xbox, GameCube en Game Boy Advance)
🏂 Alto's Adventure (PlayStation 4, Xbox One, Switch, iOS, Android en pc)
🏂 1080 Snowboarding (Switch 2, Switch, Wii U, Wii en Nintendo 64)
🏂 Shaun White Snowboarding (PlayStation 3, Xbox 360, Wii, Nintendo DS, PSP en pc)
🏒 EA Sports NHL 26 (PlayStation 5, Xbox Series X en S)

▼ Volgende artikel
HBO werkt aan Baldur's Gate-tv-serie met The Last of Us-showrunner
Huis

HBO werkt aan Baldur's Gate-tv-serie met The Last of Us-showrunner

HBO heeft The Last of Us-showrunner Craig Mazin ingeschakeld om een televisieserie te maken gebaseerd op Baldur's Gate.

Dat meldt Deadline. Mazin is vooral bekend van de miniserie Chernobyl, maar heeft de eerste twee seizoenen van gameverfilming The Last of Us ook gemaakt samen met Neil Druckmann, die de games zelf ontwikkeld heeft bij Naughty Dog.

Mazin zou de Baldur's Gate-televisieserie creëren, schrijven en draaiende houden. Jacqueline Lesko, Cecil O'Connor en Gabriel Marano zouden ook verbonden zijn aan het project als producenten. Marano representateert daarbij Hasbro Entertainment, de eigenaar van de Baldur's Gate-franchise.

Gebaseerd op Baldur's Gate 3

De serie zou vooral gebaseerd zijn op gebeurtenissen uit Baldur's Gate 3 (dat verkrijgbaar is op pc, PlayStation 5 en Xbox Series-consoles) en beginnen bij waar het spel is beëindigd. Mazin zou daarbij volledige vrijheid hebben om het verhaal te bedenken. Diverse personages uit de game zouden ook in de serie voorkomen.

De Baldur's Gate-gamefranchise is weer gebaseerd op het populaire rollenspel Dungeons and Dragons. Met de derde Baldur's Gate-game enkele jaren geleden - ontwikkeld door het Belgische Larian - wist de franchise pas echt door te breken bij het grote publiek.

De Dungeons and Dragons-IP waar Baldur's Gate op is gebaseerd werd gemaakt door Wizards of the Coast, en Chris Perkins, die tot 2025 aan het hoofd van verhalen bij het bedrijf stond, zal dan ook als raadgever betrokken zijn bij de aankomende tv-serie.

Mazin werkt op dit moment nog aan de HBO-serie The Last of Us, waarvan vorig jaar het tweede seizoen is uitgekomen. De ceo van HBO gaf onlangs aan dat hij vermoedt dat het derde seizoen van de serie de laatste wordt.

Mazin heeft in ieder geval een goede reputatie op het gebied van het maken van series, voornamelijk gebaseerd op Chernobyl en het eerste seizoen van The Last of Us. Het tweede seizoen van bovengenoemde serie werd echter wisselender ontvangen.

Nieuw op ID: het complete plaatje

Misschien valt het je op dat er vanaf nu ook berichten over games, films en series op onze site verschijnen. Dat is een bewuste stap. Wij geloven dat technologie niet stopt bij hardware; het gaat uiteindelijk om wat je ermee beleeft. Daarom combineren we onze expertise in tech nu met het laatste nieuws over entertainment. Dat doen we met de gezichten die mensen kennen van Power Unlimited, dé experts op het gebied van gaming en streaming. Zo helpen we je niet alleen aan de beste tv, smartphone of laptop, maar vertellen we je ook direct wat je erop moet kijken of spelen. Je vindt hier dus voortaan de ideale mix van hardware én content.