Mätmetoder och protokollanpassningar för ett snabbare internet

Bredbandsprestanda marknadsförs ofta i megabit per sekund till konsumenter. Detta är ett viktigt mått vid nedladdning av stora filer eller för att uppnå en viss kvalité för strömmande media. För andra trafiktyper, exempelvis realtidskommunikation eller webbsurf, spelar fördröjningar i nätverket en stor roll. Fördröjning beror på flera faktorer, såsom avstånd, bearbetning eller köbildning. En studie vi nyligen genomfört kring hur stora buffrar påverkar prestandan i svenska 3G/4G-nät visade att köbildning i stora buffrar i nätverket kan leda till omfattande fördröjning när olika typer av datatrafik går igenom samma internetuppkoppling. Exempelvis om en person i ett hushåll med delad internetuppkoppling laddar ner stora filer, samtidigt som en annan person använder IP-telefoni eller surfar, så kan fördröjningen/svarstiderna för telefoni och surf mångdubblas.

Detta projekt syftar till att bidra till att minska fördröjningarna över internet, och därigenom bidra till bättre kvalitet på internets tjänster, via två komplementära och nära relaterade insatser. För att öka medvetenheten om problematiken med stora buffrar bland allmänhet och utvecklare kommer vi att ta fram nya prestandamått som mäter fördröjning under last. Dessa mått kompletterar de mått för genomströmning och svarstid i obelastade nätverk som typiskt används idag och kan bidra till att ge en mer komplett bild av bredbandskvalitét. De nya måtten kommer att tillgängligöras via automatiserade mätverktyg som kan användas av allmänhet och utvecklare. Vidare syftar projektet till att genomföra en systematisk utvärdering av protokollförbättringar för att minska effekten av stora buffrar. Det framtagna mätverktyget kommer här att användas i utvärderingen. Resultaten kommer förutom att spridas inom forskningsvärlden också att sammanställas i form av rekommendationer till slutanvändare och utvecklare kring hur servrar och klientdatorer kan konfigureras för minskade fördröjningar.

Projektet drivs av Stefan Alfredsson vid Karlstads universitet.

Blogguppdatering: Så har det gått

Detta är ett blogginlägg författat av Anna Brunström som arbetat med projektet.

Termen ”snabbt internet” betyder för de flesta detsamma som hög bandbredd, alltså möjligheten att överföra en stor datamängd på kort tid. Detta marknadsförs av nätverksleverantörer i megabit per sekund, där högre kapacitet sägs ge ”snabbare” nät. Det är sant när stora filer överförs, och kapaciteten utnyttjas till fullo. Men en stor del av internetanvändningen består av webbsurf, onlinedatorspel, chatt, röstsamtal och andra interaktiva användningar. Här är det istället en kort svarstid som är viktig och ger en större effekt på användarens upplevelse jämfört med ökad bandbredd. När en länk är klickad på en webbsida så ska den visas så snart som möjligt. I onlinespel där användare tävlar mot varandra är det viktigt med så lite ”lagg” som möjligt, eftersom det påverkar reaktionstiden.

Följande bild visar hur stor effekt svarstiden har. Här visas tiden det tar att hämta hem en webbsida, för de fyra svenska stora mobiloperatörerna, med anslutning med 3.5G och 4G.

webb 
Staplarna märkta ”No bg” (inget bakgrundsflöde) visar hur lång tid det tar att hämta webbsidan när ingen annan använder nätverket samtidigt. Det tar knappt tio sekunder, för alla operatörer. Värt att notera är att det inte är någon markant skillnad mellan 3.5G och 4G med ungefär dubbelt så hög kapacitet – tydligen har inte ökad kapacitet gjort att det går snabbare att surfa. Staplarna märkta ”w/ Bg” (med bakgrundsflöde) innebär att det finns ytterligare användare i nätverket som gör en stor datanedladdning. Vi ser då att tiden att hämta webbsidan kan bli många gånger längre.

Frågan blir då hur vi uppnår en kortare svarstid? Ett första steg är att få en ökad medvetenhet om denna aspekt. Megabit är en välkänd term som är lätt att mäta, men den måste kompletteras med svarstid under belastning för att beskriva hur ”snabb” en internetuppkoppling är. För detta ändamål behövs utvecklade mätverktyg, varav flent https://flent.org är ett sådant. Bilderna nedan visar hur verktyget används för att mäta den pålagda fördröjningen. Det går även att detaljstudera hur fördröjningen varierar under en mätsession.

cmdline
flentgui
 

Ett andra steg är att bredda förståelsen för vad som påverkar svarstiden. Titta gärna på följande filmer och lyssna på radiointervjun för mer information.
https://www.youtube.com/watch?v=6mYHom7ijiE
http://sverigesradio.se/sida/artikel.aspx?programid=1646&artikel=6278594