Google: Auf SPDY folgt QUIC

Während SPDY auf dem Weg ist, als HTTP/2.0 zum Internetstandard zu werden, arbeitet Google mit QUIC an einem weiteren Protokoll, das das Internet schneller machen soll. Mit QUIC sollen vor allem die Unzulänglichkeiten von TCP und TLS überwunden werden.

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QUIC soll Latenzen verringern.
QUIC soll Latenzen verringern. (Bild: Bloomberg via Getty Images)

Quick UDP Internet Connections, kurz QUIC, nennt Google sein noch experimentelles Protokoll, das mehrere Datenströme durch eine UDP-Verbindung tunnelt. Das soll Latenzen reduzieren, wovon Protokolle wie SPDY profitieren könnten, so dass Webinhalte schneller beim Nutzer landen.

Robust gegen Paketverluste

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QUIC soll robuster sein, wenn es zu Paketverlusten kommt, als TCP, das nur einen einzelnen, seriellen Datenstrom vorsieht. Dadurch kann die verzögerte Übertragung eines einzelnen Pakets dazu führen, dass die gesamte Datenübertragung ins Stocken kommt. Das passiert beispielsweise bei der Überlastung von Netzwerken, da Pakete dann mehrfach gesendet werden müssen.

SPDY nutzt zwar mehrere Datenströme, um Inhalte parallel zu übertragen, die eigentliche Datenübertragung wird aber per TCP abgewickelt. Kommt stattdessen QUIC zum Einsatz, sollen die verschiedenen SPDY-Datenströme unabhängig voneinander übertragen werden können, so dass schlimmstenfalls ein einzelner Datenstrom verzögert wird, wenn es zu Paketverlusten kommt.

Die in SPDY zusammengefassten HTTP-Verbindungen werden bei QUIC wieder unabhängig übertragen, ohne dass dazu aber der Overhead anfällt, der zum Aufbau mehrerer TCP-Verbindungen notwendig ist.

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Zudem sorgen Paketverluste dafür, dass die Datenübertragung per TCP gedrosselt wird. Da SPDY mehrere eigentlich getrennt laufende HTTP-Verbindungen zusammenfasst, ist die Gefahr der Drosselung besonders groß, denn was sich sonst nur auf einzelne Ressourcen einer Webseite auswirkte, drosselt jetzt die Übertragung aller Inhalte, da diese über die gleiche Verbindung abgewickelt werden.

QUIC soll Paketverluste verringern, da zuvor ermittelt wird, welche Bandbreite in beiden Richtungen verfügbar ist. Kommt es dennoch zu einer Überlastung, soll die Geschwindigkeit langsamer drosseln. Zudem soll es Korrekturcodes auf Paketebene nutzen, damit Pakete nicht unnötig oft gesendet werden müssen.

Schnellerer Verbindungsaufbau

Der Aufbau einer TLS-Verbindung erfordert mindestens einen zusätzlichen Roundtrip, bevor Daten ausgetauscht werden können. Es müssen also Daten mindestens einmal mehr vom Client zum Server und zurück gesendet werden als bei unverschlüsselten Verbindungen. Und ein solcher Roundtrip kann leicht mehrere hundert Millisekunden dauern, beispielsweise, wenn eine lange Strecke überbrückt werden muss oder die Verbindung über Mobilfunknetze abgewickelt wird.

Mit QUIC soll diese Verzögerung wegfallen, da Pakete in beliebiger Reihenfolge übertragen werden können. Es muss also nicht gewartet werden, bis das erste Paket angekommen ist, damit das zweite gesendet werden kann. So können Daten schon ab dem ersten Paket gesendet werden, auch wenn der für die Verschlüsselung notwendige Handshake noch nicht abgeschlossen ist.

Warum UDP?

Google hat sich bewusst dafür entschieden, QUIC auf Basis von UDP umzusetzen und nicht direkt TCP weiterzuentwickeln. Auf Basis des eigentlich verbindungslosen Protokolls lassen sich die Latenzen wie gewünscht reduzieren, ohne dass dafür zwischengeschaltete Systeme verändert oder Betriebssystem-Kernel angepasst werden müssen. Bis solche Anpassungen breit umgesetzt wären, würden aber vermutlich 5 bis 15 Jahre vergehen, so Google. Die Nutzung von UDP als Transportprotokoll hingegen ermögliche es, QUIC schon heute einzusetzen, sofern es von Server und Client unterstützt werde.

Dabei solle QUIC behutsam mit der verfügbaren Bandbreite umgehen und TCP nicht stören, betont Google.

QUIC bald in Chrome

Google hat im Rahmen des Chormium-Projekts in den vergangenen Monaten einen QUIC-Client entwickelt und getestet. Auch der Prototyp einer Server-Implementierung existiert, und die ersten Testergebnisse sind positiv. Im nächsten Schritt will Google nun QUIC bei einer kleinen Zahl von Nutzern des Dev- und Canary-Channels von Chrome aktivieren, um Erfahrungen mit von echten Nutzern generiertem Traffic zu sammeln.

Die Nutzer würden davon nichts mitbekommen, abgesehen von "hoffentlich" kürzeren Ladezeiten, so Google. QUIC kann auch gezielt unter about:flags mit der Einstellung "Experimental QUIC protocol" deaktiviert werden.

Das Ziel

Google hofft, mit diesen Tests echte Performance-Vorteile nachweisen zu können, um auf dieser Basis dann mit anderen Interessierten einige der in QUIC erprobten Techniken in andere Netzwerkstandards zu integrieren.

Weitere Informationen zu QUIC hat Google in einer FAQ zusammengefasst. Eine detaillierte Einführung in QUIC gibt Google im Dokument QUIC - Multiplexed Stream Transport over UDP.

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flow77 28. Jun 2013

Soweit ich weiß gibt es Firewalls die nicht aus Stein sind und auf denen man recht...

gaym0r 28. Jun 2013

Lord Helmchen \o/

quadronom 28. Jun 2013

Herrlich! +1



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