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.

Netflix gaat dit jaar zijn mobiele app van een redesign voorzien. Daarbij komt er ruimte voor verticale video's om het verticale scherm van smartphones tegemoet te komen.

Dat kondigde co-CEO Greg Peters gisteren aan tijdens een gesprek met investeerders. De nieuwe interface van de mobiele app is nog niet getoond, maar moet ergens dit jaar uitkomen en Netflix helpen met "de uitbreiding van onze zaken gedurende het komende decennium".

Verticale video's

Netflix geeft aan dat het al sinds mei vorig jaar experimenteert met verticale video's. Daarbij worden er korte clips uit films en series van Netflix getoond in een verticaal formaat - iets wat voor smartphonegebruikers wereldwijd steeds natuurlijker voelt dankzij socialmedia-apps als TikTok en Instagram. Daarbij wordt het voor consumenten steeds normaler om videocontent op hun mobiel te kijken in plaats van op tv.

Netflix wil de opties voor verticale video's dus uitbreiden en de vernieuwde mobiele app die later dit jaar uit zal komen, moet dit mogelijk maken. Daarnaast wil het bedrijf ook meer stappen maken in de wereld van videopodcasts, waar de vernieuwde app ook geschikter voor moet worden. Deze week heeft Netflix de eerste exclusieve videopodcasts gedebuteerd.

Plannen van Netflix

De hierboven beschreven veranderingen lijken te suggereren dat Netflix zijn markt wil verbreden en het een en ander leert van populaire socialmediaplatforms. Tegelijkertijd blijft het streamingbedrijf investeren in nieuwe films en series.

Netflix wil ook nog altijd filmproductiebedrijf Warner Bros. overnemen, en daarmee dus ook HBO Max. Beide bedrijven zien de overname zitten, maar Paramount zit ertussen en wil Warner Bros. ook graag overnemen. Uiteindelijk beslissen aandeelhouders van Warner Bros. Daarom heeft Netflix de overnamedeal deze week nog wat verfijnd, waarbij er in meer 'contant' geld uitbetaald wordt in plaats van aandelen.

Je bent onderweg en ziet dat je telefoon nog maar vijf procent batterij heeft. Op dat moment is een powerbank precies wat je nodig hebt. Alleen: welke? De juiste keuze begint met twee vragen: hoeveel energie heb je onderweg nodig en hoe snel moet die energie eruit kunnen?

Capaciteit: mAh is handig, maar reken in Wh

In de specificaties van powerbanks zie je bijna altijd een getal in milliampère-uur (mAh). Maar daarbij moet je je wel realiseren dat dat niet het hele verhaal is. Fabrikanten geven die mAh vaak op bij de interne batterijspanning van de cellen in de powerbank (meestal rond 3,6 tot 3,7 volt). Jouw telefoon laadt meestal via 5 volt, en bij snelladen soms op 9 of 12 volt. Die omzetting kost energie.

Zie de powerbank als een watertank met een kraan die je moet omzetten naar een andere maat aansluiting. Dat omzetten levert altijd wat verlies op. Daarom haal je in de praktijk niet 10.000 mAh uit 10.000 mAh. Reken grofweg met een bruikbare opbrengst die vaak ergens rond de 60 tot 80 procent ligt, afhankelijk van de kwaliteit van de elektronica en hoe je laadt. Met 10.000 mAh kun je een gemiddelde smartphone daarom meestal geen twee keer volledig vullen, maar eerder ongeveer anderhalf keer. Heb je een telefoon met een kleinere accu, dan kom je dichter bij de opgegeven twee keer; met een grotere accu haal je dat juist minder snel.

Wil je wat preciezer rekenen, kijk dan naar wattuur (Wh). Dat is de eenheid die echt iets zegt over hoeveel energie erin zit. Een eenvoudige omrekening helpt: Wh = (mAh × volt) / 1000. Staat er op de powerbank bijvoorbeeld 10.000 mAh bij 3,7 V, dan is dat ongeveer 37 Wh aan energie in de cellen, voordat je het omzetverlies meeneemt.

Hoeveel capaciteit heb je echt nodig?

Als je vooral een extra lading voor je telefoon zoekt op een lange dag, dan zit je met 10.000 mAh in de praktijk vaak goed. Is 'bijna vol' al al genoeg, dan kan 5.000 mAh ook, maar reken er dan niet op dat je elke moderne smartphone die helemaal leeg is weer volledig volgeladen krijgt. Ga je een weekend weg of laad je meerdere apparaten op, dan is 20.000 mAh een logische stap. Je hebt dan meer oplaadcapaciteit, maar houd er wel rekening mee dat dat ook betekent dat de powerbank groter en zwaarder is.

Voor tablets geldt hetzelfde principe, alleen is de interne accu meestal groter dan die van een telefoon. Daardoor lijkt een powerbank die voor je telefoon prima is, bij een tablet ineens snel leeg. Dat is niet vreemd: je giet simpelweg meer water in een grotere emmer. Voor laptops ligt het net even anders: daar draait het niet alleen om capaciteit, maar vooral om het vermogen (wattage). Daar komen we zo op terug.

🔋Tot zover ging het over de hoeveelheid energie (mAh/Wh). De volgende stap is de afgifte: met welk vermogen (watt) kan de powerbank die energie aan je telefoon, tablet of laptop leveren? 

Snelheid: wattage maakt het verschil

Capaciteit zegt iets over hoe vaak je kunt laden. Snelheid gaat over wattage: hoeveel vermogen de powerbank kan leveren. Dat vermogen is vooral relevant als je snel wilt bijladen, of als je een tablet of laptop wilt opladen. USB-c is daarbij de norm geworden, en USB Power Delivery (PD) is de techniek waarmee lader en toestel afspraken maken over spanning en stroom. Je powerbank en je telefoon of laptop stemmen dat onderling af, zodat laden snel kan zonder dat het onveilig wordt. Daarvoor moeten de poort en je kabel het wel ondersteunen. Let daarom ook op de aansluitingen: usb-c heb je nodig voor snelladen met Power Delivery, terwijl usb-a vooral handig is als je oudere kabels of accessoires gebruikt.

©vadish - stock.adobe.com

Eén powerbank voor telefoon én laptop: waar je op let

Een laptop opladen vraagt meer dan een telefoon. Bij een telefoon kom je vaak weg met 10 tot 20 watt. Een laptop heeft meestal 45 watt of meer nodig, en veel modellen werken prettiger met 65 watt of hoger, zeker als je tijdens het laden ook blijft werken. De beste snelcheck is simpel: kijk naar het wattage van je eigen laptoplader. Dat is je richtgetal. Zit je daar ver onder, dan kan het laden extreem traag worden, of je laptop accepteert de lader helemaal niet.

Ook de juiste kabel is belangrijk. Voor hogere vermogens is niet elke usb-C-kabel geschikt. Tot ongeveer 60 watt (meestal 20 V bij 3 A) gaat het vaak goed met een kabel die expliciet 3 A ondersteunt. Ga je boven de 60 watt, dan heb je doorgaans een usb-c-kabel nodig die 5 A aankan. Zulke kabels hebben meestal een kleine chip in de stekker, een zogeheten e-marker. Die chip vertelt aan de powerbank en je laptop dat de kabel veilig meer stroom kan verwerken. Zie het als een identiteitsbewijs: zonder e-marker schakelt het systeem vaak terug naar een lagere stand, zodat het laden langzamer gaat en de kabel niet te warm wordt. Kijk in de specificaties of op de kabel zelf of er 3 A (tot circa 60 W) of 5 A (voor hogere vermogens) staat; dat is de snelste check. 

Formaat en gewicht: energie weegt nu eenmaal wat

Meer capaciteit betekent meestal meer cellen, en dus meer gewicht. Een powerbank van 20.000 mAh zit vaak ergens in de buurt van 350 tot 500 gram. Dat voelt in een jaszak al snel log. In een rugtas valt het mee. Stel jezelf dus de vraag: wil je elke dag een kleine powerbank mee voor noodgevallen, of is dat voor jou niet genoeg en ga je dus voor een grotere powerbank? 

Veiligheid: kies niet alleen op prijs

Bij draagbare accu's wil je geen twijfel over veiligheid. Een powerbank hoort bescherming te hebben tegen oververhitting, overladen en kortsluiting, maar bij heel goedkope modellen is dat niet altijd goed geregeld. De kans dat het misgaat is klein, alleen zijn de gevolgen groot als het wél gebeurt. Kies daarom liever een merk dat laat zien hoe het met veiligheid omgaat en dat testnormen en keurmerken gewoon vermeldt. Je hoeft die standaarden niet uit je hoofd te leren, maar het helpt als een merk concreet zegt welke testen en keurmerken het gebruikt. 

Zo kies je de juiste powerbank

 De juiste powerbank kies je door stap voor stap te bepalen wat je nodig hebt: eerst de hoeveelheid energie (liefst in Wh, met mAh als praktische indicatie), daarna de laadsnelheid (wattage en PD), en pas daarna pas de vorm en het gewicht. Voor dagelijks gebruik zit je vaak goed met een compacte powerbank rond 10.000 mAh met usb-c en Power Delivery. Wil je meer capaciteit zodat je meerdere keren kunt opladen (of ook je tablet opladen), dan is 20.000 mAh logischer. Houd er dan wel rekening mee dat de powerbank zwaarder wordt. Wil je ook een laptop kunnen laden, kijk dan naar het wattage van je laptoplader en kies een powerbank die dat vermogen via usb-c PD kan leveren, inclusief een kabel die geschikt is voor dat hogere vermogen.