Benchmarking och Utvärdering av Protokollet QUIC : En jämförelse av QUIC gentemot TCP

Since 2012 Google has been developing a new transport protocol called QUIC (Quick UDP Internet Connections). The purpose of the QUIC-protocol is to speed up the web and first of all produce lower response time on websites. This is interesting in several perspectives. First of all, this is good news for the common user that browse the web but also in an economical perspective. Studies show that quicker response time on websites attracts customers both short term and long term which is important in areas as e-commerce. On top of this the Internet alone (home computers, data centers etc.) stands for about 10% of the worlds electricity consumption and a quicker and more effective transport protocol could contribute to lower this number since a lot of data is transferred through the Internet each day. QUIC is already in use by many of Google´s servers and can be used when browsing the web in a chrome or Opera browser. This means that many people have already been in touch with QUIC unknowingly. This degree project focuses on the main problems which makes the QUICprotocol needed and compares QUIC to TCP. TCP has been the dominating transport protocol regarding reliable data transmission for decades and still is. In this project an environment for testing is implemented which makes it possible to compare response time for websites. Two different tests are made where different common internet conditions are simulated to see how these conditions effects the response time for each protocol. The tests have shown that QUIC and TCP are pretty much equal regarding response time when the delay is 100 ms or less and there is no packet loss. When the delay exceeds 100 ms have our tests shown that QUIC delivers quicker response times. The tests have also shown that QUIC is superior to TCP when data is transferred over a connection with packet losses. Although it can be questioned if we could have optimized our TCP-server to compete with QUIC in a better way.Google utvecklar sedan 2012 ett nytt pålitligt transportprotokoll, QUIC (Quick UDP Internet Connections). Syftet med detta är att göra webben ”snabbare” genom att bland annat minska svarstider för hemsidor. Detta är intressant ur en mängd perspektiv. Dels ur användarsynpunkt vid surf på webben men även ur ett rent ekonomiskt perspektiv då forskning visar att snabbare hemsidor lockar fler kunder både på kort och lång sikt vilket är intressant inom t ex. ehandel. Dessutom beräknas Internet stå för ungefär 10% av all elkonsumtion på hela planeten och ett snabbare och effektivare transportprotokoll kan förhoppningsvis bidra till att förbättra den siffran. QUIC används redan idag på flera av Googles egna servrar och uppkopplad mot Internet med webbläsaren Chrome eller Opera har användaren med stor sannolikhet redan stött på QUIC utan att veta om det. Detta arbete fokuserar på några av de problem som ligger som grund för vad QUIC är tänkt att förbättra och jämförs sedan med transportprotokollet TCP som har varit standardprotokollet för pålitlig dataöverföring i decennier. I arbetet upprättas en testmiljö som gör det möjligt att mäta svarstider på en webbklient för de olika protokollen vid olika simulerade förhållanden. Testerna går ut på att variera fördröjning och paketförluster för att se hur detta påverkar svarstiderna för respektive protokoll. Jämförelsen har resulterat i att QUIC och TCP är jämna i avseende på svarstider då inga paketförluster förekommer och fördröjningen är 100 ms eller lägre. Däremot när fördröjningen ökar till en nivå över den genomsnittliga fördröjningen överstiger 100 ms så pekar våra tester på att QUIC levererar snabbare svarstider. Dessutom har testerna visat att QUIC är överlägset TCP gällande svarstider då paketförluster förekommer. Det kan dock ifrågasättas huruvida vår TCP-server hade kunnat optimerats för hålla jämnare steg med QUIC