Znasz tę procedurę. Klikasz na link. Czekasz. Idź zrobić sobie kawę, przejrzyj magazyn lub po prostu wpatruj się w sufit podczas ładowania strony. Jeśli Twój modem brzmi jak umierający robot, używasz połączenia dial-up. Prawdopodobnie zastanawiasz się: czy internet się pogorszył, czy też Twoja cierpliwość się wyczerpała?
Prawda jest kombinacją obu czynników. Szybkość Twojego połączenia nie uległa zmianie. Linie telefoniczne mają ścisły limit przepustowości. Ale Internet stał się „cięższy”. Strony są nadęte. Więcej osób przeszło na łącze szerokopasmowe, więc programiści mogą swobodnie wypełniać witryny obrazami i skryptami o wysokiej rozdzielczości, które blokują wolne połączenia. Przeciskanie tych danych przez wąski potok telefoniczny wymaga czasu. To nie magia. To jest fizyka.
Ale istnieje opcja pośrednia. Nie musisz wyrywać kabla telefonicznego i instalować łącza szerokopasmowego, aby pobierać pliki szybciej. Usługi takie jak NetZero i EarthLink promują „szybkie połączenie telefoniczne”. Obiecują prędkość do pięciu razy większą niż tradycyjne połączenie dial-up. Jak? To nie magia. To są serwery.
Wąskie gardło w procesie uzgadniania
Ten trzaskający dźwięk? To jest protokół uścisku dłoni. To jest rozmowa, którą modem prowadzi, zanim będzie mógł wysłać choćby jeden bajt danych. Jest to pierwszy czynnik zmniejszający prędkość.
Proces składa się z dwóch części. Pierwszy uzgadnianie sprzętowe modemu. To jest część sprzętowa. Twój modem inicjuje linię. Dostawcy usług szerokopasmowych nie mogą przyspieszyć tego procesu. To jest fizyka. Jesteś ograniczony do drutu miedzianego w ścianie.
Druga część to uzgadnianie oprogramowania. To tutaj dzieje się magia. Chodzi o uwierzytelnianie. Twój komputer przedstawia się Twojemu dostawcy usług internetowych (ISP). Tę część można przyspieszyć.
Wyjaśnienie serwerów akceleracyjnych
Usługi szybkiego połączenia telefonicznego korzystają z serwerów akceleracyjnych, aby ominąć powolne uzgadnianie oprogramowania. Zamiast komunikować się bezpośrednio z serwerem uwierzytelniającym Twojego usługodawcy internetowego na dużą odległość, modem komunikuje się z serwerem lokalnym. Serwer lokalny przeprowadza uwierzytelnianie. Jest szybciej. Jest bliżej. Eliminuje to opóźnienia.
Czy to oznacza powrót dial-upu? Nie. Ale to oznacza, że możesz wyciągnąć więcej z tego, co masz. Tu nie chodzi o nowe przewody. Chodzi o inteligentniejsze wyznaczanie tras.
Dla użytkowników, którzy utknęli przy połączeniu dial-up, różnica jest zauważalna. Strony ładują się szybciej. Obrazy pojawiają się wcześniej. To nie jest łącze szerokopasmowe. To nie jest praca bez zarzutu. Ale to lepsze niż czekanie, aż kawa się zaparzy. A czasami wystarczy „lepiej”.
Pytanie nie brzmi, czy połączenie telefoniczne umarło. Pytanie brzmi, czy chcesz poczekać, aż reszta świata Cię dogoni. Albo użyjesz przyspieszenia.
Standardowy proces ustanawiania połączenia internetowego to biurokratyczny koszmar pod przykrywką protokołu technicznego. Twój komputer cię pozdrawia. Serwer dostawcy odpowiada w naturze. Następnie rozpoczyna się przesłuchanie. Kim jesteś? Jakim typem Johna Smitha jesteś? Czy masz numer konta? Tak. Który? 5546743897. O tak. Jesteś w systemie.
Brzmi prosto. W rzeczywistości tak nie jest. Ta potyczka wymaga czasu. Czas, którego nie masz, gdy próbujesz załadować stronę, gdy kawa jest jeszcze gorąca. Standardowe połączenie dial-up zmusza każdą nową sesję do poddania się pełnej biurokratycznej kontroli. Jest powolny, być może ze względu na cechy konstrukcyjne lub ewolucję.
Dostawcy szybkich połączeń dial-up postanowili ograniczyć biurokrację. Stworzyli system, w którym maszyny zapamiętują swoje poprzednie rozmowy. Następnym razem, gdy się połączysz, nie będziesz zaczynał od zera. Twój komputer cię pozdrawia. Serwer natychmiast Cię rozpozna. Zna już Twoje imię i nazwisko, numer konta i Twoje prawa. Rozmowa z tuzina wymian zostaje przerwana jednym skinieniem głowy.
Ta optymalizacja nie jest kosmetyczna. Skraca czas konfiguracji połączenia nawet o 50 procent. Połączenie, które kiedyś zajmowało 45 sekund, teraz można nawiązać w 30. Te sekundy mają znaczenie. Łączą w sobie ponad setki codziennych połączeń. Ale nawiązanie połączenia to dopiero początek. Prawdziwy problem leży gdzie indziej.
Wąskie gardło pomiędzy serwerem a modemem
Po wprowadzeniu adresu URL w przeglądarce żądanie przechodzi przez dostawcę usług internetowych do sieci globalnej. Przeskakuje przez routery i serwery DNS. W końcu dociera do serwera internetowego, na którym znajduje się żądana strona. Połączenie zostanie otwarte. Dane zaczynają napływać.
Następnie natrafiają na Twoją linię telefoniczną.
Twój modem jest słabym ogniwem. Konwertuje sygnały cyfrowe na dźwięki analogowe i odwrotnie. Jest powolny. Jest narażony na hałas. Występuje problem z ilością danych przesyłanych z serwera WWW na ekran. Serwer WWW może przesyłać dane z dużą szybkością, ale modem może pobrać tylko określoną ich część. Reszta danych znajduje się w kolejce i czeka na udostępnienie wąskiej przepustowości.
To tutaj serwery akceleracyjne zmieniają zasady gry.
Jak działają serwery akceleracyjne
Dostawcy instalują na swojej infrastrukturze specjalistyczne oprogramowanie. To oprogramowanie zamienia niektóre serwery w serwery akceleracyjne. Serwery te znajdują się pomiędzy Twoim połączeniem telefonicznym a resztą Internetu. Pełnią jednocześnie rolę mediatora, bufora i akceleratora.
Oto, co się dzieje, gdy szukasz strony za pomocą tego systemu:
Twoje żądanie opuszcza modem i dociera do serwera akceleracyjnego dostawcy. Serwer nie czeka na wolne połączenie, aby załadować zawartość. Zamiast tego korzysta z własnego połączenia szerokopasmowego, aby uzyskać dostęp do serwera internetowego, na którym znajduje się strona. Szybko ładuje dane. Przetwarza je. Następnie wysyła go do Ciebie.
Serwer akceleracji optymalizuje dane, zanim dotrą do modemu. Kompresuje obrazy. Usuwa niepotrzebny kod. Reorganizuje informacje, dzięki czemu są one przesyłane bardziej efektywnie za pośrednictwem linii telefonicznej. Stronę otrzymasz szybciej, ponieważ ciężka praca jest wykonywana po stronie dostawcy, a nie po Twojej stronie.
To nie magia. To jest inżynieria. Chodzi o uznanie, że problemem nie jest internet, ale ostatni kilometr. Serwer Acceleration wypełnia tę lukę. Absorbuje opóźnienia. Wygładza przepływ.
Rezultatem jest korzystanie z Internetu, które mniej przypomina chodzenie po błocie, a bardziej jak chodzenie po asfalcie. Nadal jest to połączenie telefoniczne. To jeszcze nie jest światłowód. Ale jest szybciej. W świecie dostępu do Internetu prędkość jest często jedynym czynnikiem, który ma znaczenie.
Czy to oznacza, że połączenie telefoniczne nie działa? Jeszcze nie. Oznacza to, że dostawcy wyciskają każdą kroplę wydajności z przestarzałej technologii. Robią stare nowe. To na razie wystarczy.
Sekretem szybkiego połączenia modemowego nie jest magia. To triada technologii działających w tle: kompresja, filtrowanie i buforowanie. Te przyspieszające serwery działają jak agresywni pośrednicy, wyciskając każdą kroplę prędkości z Twojego powolnego połączenia. Zobaczmy, jak faktycznie naciskają na Twoje dane.
Silnik kompresji
Głównym problemem jest tutaj kompresja plików. Jeśli kiedykolwiek zastanawiałeś się, jak szybko ładuje się ogromna strona internetowa na modemie 56k, dzieje się tak dzięki sposobowi pakowania danych. Istnieją dwa główne podejścia: ze stratami i bez strat.
Pliki tekstowe wymagają bezstratnej kompresji. Po zapisaniu dokumentu lub załadowaniu strony HTML powinien on być dokładnie taki sam jak poprzednio. Algorytmy bezstratne ściśle pakują dane, ale jednocześnie doskonale je rozpakowują. Ani jeden bit nie jest stracony. Nie występują żadne błędy.
Obrazy mają jednak większą swobodę. Mogą używać kompresji stratnej. Celem jest tutaj szybkość, a nie archiwalna doskonałość. Fotografię zawierającą 2 miliony kolorów można uprościć do 16 000 kolorów. Dla ludzkiego oka różnica może nie być zauważalna. Oznacza to ogromne zmniejszenie ilości danych przesyłanych przez modem. Niektórzy dostawcy, tacy jak NetZero, umożliwiają dostosowanie tego salda. Możesz zdecydować, czy chcesz zobaczyć wyraźny obraz, czy szybciej ładować stronę.
Ale kompresja nie jest rozwiązaniem uniwersalnym. Ewoluuje i ma ograniczenia. Oto, co faktycznie przyspieszają te serwery:
- Strony HTML i Java
- Prosty tekst
- Grafika JPG i GIF
- Standardowe e-maile
Ale oto, co pozostaje niezauważone:
- Media strumieniowe (audio lub wideo)
- Bezpieczne strony internetowe (HTTPS)
- Muzyka lub zdjęcia dołączone do listów
*Pobieranie oprogramowania
Dlaczego taki wyjątek? Wszystko zależy od charakteru danych. Kompresja plików w czasie rzeczywistym po prostu nie działa w przypadku niektórych typów. Weźmy bezpieczne witryny. Dane są szyfrowane. Dla serwera kompresji wyglądają one jak losowy zestaw znaków. Nie można kompresować losowego szumu. Jeśli serwer zmieni choć jeden znak w zaszyfrowanym strumieniu, protokół bezpieczeństwa zostanie złamany. Dane staną się nieczytelne. Dlatego serwer nic nie robi. Umożliwia przesyłanie zaszyfrowanego ruchu bez modyfikacji.
W przypadku plików, które może przetwarzać, proces jest agresywny:
- Tekst: Serwer kompresuje tekst HTML i e-mail w czasie rzeczywistym. Zmniejszenie rozmiaru wynosi około 50%. To połowa danych przesyłanych przez Twoją linię.
- Obrazy: Pliki GIF i JPG są odczytywane i kompresowane. Rozmiar pliku zmniejsza się o 50–90%. Najbardziej cierpi na tym reklama banerowa, która często ma niską rozdzielczość.
- Pliki już skompresowane: Archiwa MP3, Zip i filmy są już skompresowane. Plik MP3 stanowi jedynie ułamek rozmiaru oryginalnej płyty CD. Próba dalszej kompresji jest kosztowna obliczeniowo i daje mizerne wyniki. Serwer ich przepuszcza. Strony chronione są również pomijane.
Wynik? Strona internetowa, która kiedyś zajmowała kilka minut, teraz ładuje się w ciągu kilku sekund. Ale kompresja to tylko połowa sukcesu.
Filtrowanie i buforowanie
Po kompresji danych serwer szuka czegoś, co można całkowicie usunąć. To jest filtrowanie. I pamięta, co już pobrał. To jest buforowanie.
Kiedy wpisujesz adres URL w przeglądarce, pytasz o coś więcej niż tylko stronę internetową. Prosisz o złożony zestaw kodu, obrazów i skryptów. Jeśli strona korzysta z reklam typu pop-up, w oprogramowaniu ukryte są dodatkowe opcje. Instrukcje te informują urządzenie o dokładnym rozmiarze reklamy i miejscu, w którym powinna ona pojawić się na ekranie. Reklama pojawia się dopiero po wykonaniu tego ukrytego kodu.
Problem polega na tym, że reklamy te zużywają przepustowość. Spowalnia przesyłanie danych do komputera, zamieniając szybkie ładowanie w powolne oczekiwanie.
Aby zapobiec temu opóźnieniu, dostawcy szybkiego połączenia Dial-Up dołączają do swojego oprogramowania blokadę wyskakujących okienek. Bloker skanuje przychodzący kod pod kątem charakterystycznych parametrów reklamowych. Po ich odkryciu odrzuca prośbę. Żadnych reklam. Mniej danych jest przesyłanych linią telefoniczną. Szybsze ładowanie. To prosty kompromis: rezygnacja z irytujących szumów wizualnych na rzecz szybkości.
Buforowanie
Buforowanie to druga połowa równania przyspieszenia. Kiedy po raz pierwszy odwiedzasz witrynę, Twoja przeglądarka ładuje całą stronę. Tekst. Obrazy. Skrypty. Jeśli przeglądarka zapisze te elementy, przy następnej wizycie sprawdzi, czy nie występują duplikaty. Jeśli obraz się nie zmienił, nie ma potrzeby przesyłania go ponownie. Ten proces zapisywania plików do wykorzystania w przyszłości nazywa się buforowaniem.
Szybkie połączenie telefoniczne idzie dalej dzięki zastosowaniu buforowania po stronie serwera. Serwer akceleracji śledzi, które strony są najczęściej odwiedzane przez wszystkich subskrybentów. Zamiast kontaktować się z serwerem Origin tysiące razy dziennie w sprawie tej samej strony głównej, akcelerator robi to raz. Zapisuje stronę w swojej pamięci. Gdy inny abonent zażąda tej samej witryny, akcelerator po prostu przesyła zapisaną stronę ze swojej pamięci. Zbędne żądania są eliminowane. Czas jest oszczędzany.
Powinieneś także rozważyć buforowanie po stronie klienta. Przeglądarki takie jak Internet Explorer lub Netscape są zaprojektowane do buforowania często przeglądanych stron na komputerze lokalnym. Skraca to czas ładowania przy wielokrotnych wizytach bez konieczności uzyskiwania dostępu do sieci.
Co jest ważniejsze: buforowanie po stronie serwera czy lokalna pamięć podręczna przeglądarki? Zależy to od tego, jak często powracasz do tych samych witryn. Oba mechanizmy działają jednak w celu zapewnienia szybszego przesyłania danych.
Technologia ta działa, ponieważ przewiduje Twoje pragnienia, zanim je wyrazisz. To nie magia. To po prostu efektywność. Jednak niektórzy użytkownicy skarżyli się, że widzą nieaktualne treści. Pamięć podręczna zapisuje stare wersje stron. Skąd wiesz, że to, co widzisz, jest istotne? Wyczyść pamięć podręczną. Lub poczekaj, aż serwer odrzuci stare dane. To równowaga pomiędzy szybkością i dokładnością.
Większość ludzi nie myśli o buforowaniu. Chcą tylko, żeby strona się załadowała. I w większości przypadków tak właśnie się dzieje. Szybko. Cichy. Brak wyskakujących okienek blokujących widok.
Przeglądarka nie tylko pozwala, aby dane znikały bez śladu. Zapisuje strony z pamięci podręcznej bezpośrednio na dysku twardym. Oprogramowanie modemu szerokopasmowego wykorzystuje tę podstawową funkcję i znacznie zwiększa jej możliwości. Tak, zapisuje najczęściej przeglądane strony. Ale śledzi także elementy, które nigdy się nie zmieniają.
Przejdź na stronę główną HowStuffWorks. Większość z nich jest aktualizowana codziennie. Oprogramowanie ignoruje te zmieniające się części. Jest on umieszczony na logo, nagłówku, pasku nawigacyjnym i polu wyszukiwania. Elementy te pozostają statyczne. Oprogramowanie zauważa tę niezmienność. Przechowuje te elementy lokalnie. Przy następnej wizycie zostanie pobrane tylko to, co się zmieniło.
Możesz zobaczyć, jak buforowanie oszczędza czas, unikając niepotrzebnych transferów danych. System nie marnuje przepustowości na piksele, które nie uległy zmianie. To tutaj dzieje się prawdziwa magia. Po połączeniu buforowania po stronie serwera z buforowaniem po stronie klienta narzędzie zaczyna się uczyć.
Bada Twoje nawyki przeglądania. Wykorzystuje te dane do optymalizacji procesu połączenia. Im częściej go używasz, tym szybciej działa. To nie tylko narzędzie. Jest to mechanizm uczenia się, który optymalizuje przepływ pracy.
Kompresja, filtrowanie i buforowanie to trzy filary przyspieszania pracy przez modem. Ale co się stanie, gdy połączysz je wszystkie? Czy wydajność faktycznie się poprawia? Czy ta poprawa jest zauważalna dla ludzkiego oka?
Odpowiedź brzmi: tak. W następnej sekcji przetestujemy NetZero, aby zobaczyć, jak te techniki działają na prawdziwych stronach internetowych.
Szybkie połączenie modemowe: podsumowanie
Zrozumienie mechaniki procesu to jedno. Ale zobaczenie rzeczywistych wskaźników wydajności to zupełnie inna sprawa. Wybraliśmy NetZero, jednego z najbardziej znanych graczy na rynku szybkich połączeń telefonicznych, aby sprawdzić, czy twierdzenia marketingowe są prawdziwe.
Zarejestrowaliśmy się, pozostawiliśmy ustawienia domyślne („od razu po wyjęciu z pudełka”) i rozpoczęliśmy testowanie. Cel był prosty: porównać opóźnienie standardowego połączenia telefonicznego z połączeniem przyspieszonym.
Wyniki były mieszane, ale ogólnie pozytywne.
Wielokrotnie otwieraliśmy ten sam zestaw popularnych stron internetowych. Niektóre ładowały się natychmiast, inne zajmowały dość dużo czasu. Ale średnio różnica była mierzalna. Typowe ładowanie strony, które wcześniej trwało długo, teraz wydawało się szybsze. Na przykład strona główna HowStuffWorks ładowała się trzy razy szybciej przy włączonej usłudze akceleracji.
To nie była magia. To była po prostu mądra inżynieria.
Buforowanie danych bliżej użytkownika i kompresja ruchu przed przesłaniem go przez linię telefoniczną pozwala zmniejszyć wąskie gardło. Połączenie nie staje się fizycznie szybsze, ale staje się bardziej wydajne.
Dlaczego ma to znaczenie dla użytkowników bez dostępu do łącza szerokopasmowego
Nie chodzi tylko o oszczędność sekund podczas ładowania strony. Chodzi o zwiększenie znaczenia starzejącej się technologii.
Standardowe połączenie telefoniczne jest powolne. Boleśnie powolny jak na nowoczesne standardy sieciowe wypełnione reklamami, skryptami i obrazami o wysokiej rozdzielczości. Jednak wiele osób nadal jest zmuszonych do korzystania z niego. Nie stać ich na internet kablowy i światłowodowy. Mieszkają na obszarach, gdzie nie jest dostępny dostęp szerokopasmowy. Lub po prostu podoba im się łatwość korzystania z jednej linii telefonicznej.
Szybkie połączenie telefoniczne wypełnia tę niszę.
Proponuje opcję kompromisową. Otrzymujesz dostępność poprzez połączenie telefoniczne z ulepszeniami wydajności, które sprawiają, że surfowanie po Internecie jest naprawdę płynne. To nie jest Internet DSL ani kablowy. Ale to lepsze niż to, co wydarzyło się wczoraj.
Jeśli technologie kompresji i buforowania będą nadal udoskonalane, połączenie Dial-Up może nie zniknąć tak szybko, jak przewidywano. Może to być niszowa, realna opcja dla podzbioru użytkowników, którzy nie potrzebują prędkości gigabitowych, ale nie chcą czekać dziesięciu minut na wyświetlenie strony internetowej.
Więcej informacji na temat działania tych metod akceleracji i innych powiązanych tematów można znaleźć na następnej stronie.
