Het slow-motion internet

Het internet is niet meer snel genoeg voor Google.

Probeer de Chrome-netbook om te zien waarom. Het is een prototype van een apparaat dat een voorbeeld is van een van de toekomstvisies van het bedrijf: het idee dat we bijna al ons computerwerk online kunnen doen en overal in een opwelling toegang hebben tot informatie. Deze netbook heeft een uitgekiend besturingssysteem dat in wezen een krachtige webbrowser is. Het slaat bijna geen bestanden of software op. Voor bijna alles wat u op het apparaat kunt doen, is een internetverbinding nodig.

Dit verhaal maakte deel uit van ons nummer van maart 2011

• Zie de rest van het probleem
• Abonneren

Toen ik de Chrome-netbook in handen kreeg, begreep ik waarom Google (een van onze TR50-bedrijven) het idee aantrekkelijk vindt. In het begin vond ik het gemak prettig: ik had altijd de bestanden die ik nodig had, omdat de machine me dwong ze op afstand op te slaan, in de cloud. Maar op een dag wachtte ik minuten op mijn webtekstverwerker om een ​​bestand te openen. Ik kon niet naar de taakbeheerder van de computer kijken en het probleem oplossen - ik moest gewoon naar een draaiend wiel staren. Een andere keer duurde het een eeuwigheid om mijn favoriete streaming-radiostation te laden. Toen het eenmaal nummers begon af te spelen, haperde de verbinding, wat het effect gaf van een overslaande cd. Het duurde niet lang of ik stopte met het gebruik van de netbook en ging terug naar een computer die offline kon werken.

Dit soort storingen betekent dat internet niet klaar is om te leveren wat Google voor ogen heeft, namelijk dat netwerkapparaten net zo vloeiend en gemakkelijk aanvoelen als pc's die lokaal hun computerwerk doen. En het is niet alleen het idee om uitsluitend op het web te vertrouwen dat in gevaar komt: zelfs op een alledaagse computer kan het traag en frustrerend zijn om iets belangrijks in een webtoepassing te doen. Online-apps zoals het gratis spreadsheetprogramma van Google voelen soms traag aan - er kan een vertraging zijn voordat een nummer dat je hebt ingevoerd op je scherm verschijnt. Dat is een groot probleem voor Google, omdat zijn hoop gebaseerd is op het vooruitzicht dat we allemaal een grondiger internet-verbonden leven zullen leiden. Het bedrijf kijkt uit naar een dag waarop we, in plaats van afhankelijk te zijn van software op desktopcomputers (vaak verkocht door Microsoft), ons wenden tot programma's die op afstand worden uitgevoerd (vaak door Google).

De behoefte aan snelheid
Zelfs kleine vertragingen online frustreren mensen en kosten bedrijven geld. (Bekijk infographics)

Google heeft zijn dominantie op het gebied van zoeken op internet gebruikt om een ​​uiterst winstgevend advertentiebedrijf op te bouwen; het had vorig jaar $ 8,5 miljard aan netto-inkomsten op $ 29,3 miljard aan inkomsten. Maar het bedrijf weet dat het niet voor altijd op zoekacties kan vertrouwen. Misschien zal iemand anders - Microsoft of een startup - een nog betere zoekmachine bouwen. Facebook streeft zijn eigen visie na van een web - een web dat is afgesloten van Google - dat draait om sociale connecties en persoonlijke voorkeuren. Of er kan zich een onverwachte dreiging voordoen. Google heeft veel producten gelanceerd die erop gericht zijn meer van de tijd die mensen online doorbrengen vast te leggen, niet alleen op pc's maar ook op nieuwe soorten apparaten, variërend van smartphones tot tv's met internettoegang, maar geen enkele heeft aanzienlijke inkomsten opgeleverd. Daarom probeerde Eric Schmidt, die van plan is om dit voorjaar een stap opzij te zetten als CEO, het bedrijf in nieuwe richtingen te duwen. Hij zei tegen werknemers dat ze Google moesten zien als een bedrijf dat software maakt voor mobiele apparaten, draaiend op een alomtegenwoordig internet en snel genoeg om op te gaan in elke dagelijkse activiteit.

Maar dat kan nu nog niet. Net als het gestage druppelen van een bijtende vloeistof, vreten herhaalde ontmoetingen met een trage website de bereidheid van een persoon om web-apps te gebruiken weg. Bill Coughran, een senior vice-president engineering bij Google die toezicht houdt op het Make the Web Faster-initiatief, zegt dat het bedrijf vreest dat de groei van online services een muur kan raken als het web te traag of te onveilig is.

De oplossing van Google is briljant en ambitieus: versnel het hele internet, niet alleen de sites die Google beheert. Dat betekent dat er veel dingen moeten worden veranderd waar Google geen controle over heeft: alles van de manier waarop websites worden gebouwd tot de glasvezel die internet bij mensen thuis brengt. En het kan meer zijn dan zelfs de uitgebreide middelen en technici van Google aankunnen.

De anatomie van het web

Wanneer mensen een website gebruiken, moeten verzoeken om gegevens van de browser op hun computers naar de servers die die site hosten, worden verzonden. De servers bepalen wat ze terugsturen. De code die beschrijft hoe de pagina moet worden geladen, gaat terug naar de browser; het kan instructies bevatten om bepaalde items op te halen, zoals afbeeldingen of video, waarvoor nog meer berichten moeten worden verzonden.

Elk van deze berichten omvat een ingewikkeld, onderling verbonden nest van hardware en software die vaak verouderd of slecht ontworpen is, of op zijn minst overbelast. De routes gaan door verschillende soorten fysieke infrastructuur, van hogesnelheidslijnen die de ruggengraat van internet vormen tot de kabels, telefoondraden en draadloze signalen die een site leveren aan de beoogde gebruiker.

Prestatieproblemen kunnen overal in dat proces optreden. De servers die een site hosten, kunnen traag zijn. De browser kan de code mogelijk niet efficiënt verwerken. De code kan moeilijk te verwerken zijn. Bovendien wordt het heen en weer onderhandelen over het verzenden van informatie en het bepalen of deze is aangekomen, beheerst door protocollen die decennia geleden zijn ontworpen. Ze zijn niet gemaakt voor het niveau van snelheid en interactiviteit dat wordt vereist door moderne webtoepassingen die bedoeld zijn om software te vervangen die traditioneel op een pc wordt uitgevoerd.

Mensen blijken gevoelig te zijn voor de minste vertraging. Een intern onderzoek toonde Google aan dat het introduceren van een vertraging van 100 tot 400 milliseconden bij het weergeven van zoekresultaten, gebruikers ertoe bracht 0,2 tot 0,6 procent minder zoekopdrachten uit te voeren, en het aantal zoekopdrachten daalde steeds verder naarmate de weken verstreken. Toen de normale snelheid eenmaal was hersteld, duurde het even voordat mensen hun eerdere zoekgewoonten hervatten.

Browsen op webpagina's zou moeten zijn als het veranderen van het kanaal op de tv, zegt Arvind Jain, technisch directeur bij Google en technisch leider van het Make the Web Faster-initiatief. Het project kwam ongeveer twee jaar geleden tot stand, in opdracht van Google-medeoprichter Larry Page (die Schmidt als CEO zal vervangen). Er zijn problemen met elk onderdeel van het web, zegt Jain, die spreekt met een nonchalante overmoed die typisch Google is. We realiseerden ons dat we ze allemaal moesten repareren.

Het web in de afbeelding van Google

Om te beginnen werkte Jain samen met een kleine groep, waaronder Richard Rabbat, die als productmanager voor het initiatief fungeert. Rabbat heeft de neiging om het internet op een grappende toon te bekritiseren. Maar hij is er net zo van overtuigd als Jain dat het onaanvaardbaar traag is, vooral op mobiele apparaten.

Rabbat groeide op in Libanon, waar internettoegang werd beperkt door oorlog en een slechte economie. Als student deelde hij de toegang met veel andere mensen via een satellietcommunicatiesysteem dat een VSAT wordt genoemd, of een terminal met een zeer kleine opening. Hij herinnert zich nog levendig hoeveel tijd hij besteedde aan het wachten op het laden van pagina's, wachtend op de informatie die hij nodig had.

Toen hun project begon, gingen Rabbat en Jain zitten en brachten in kaart wat Google zou kunnen doen om het internet op elk niveau sneller te maken, inclusief de eigen sites van het bedrijf. De verwachtingen aan de top van het bedrijf waren hooggespannen. Leonidas Kontothanassis, tech lead voor het kantoor van Google in Cambridge, Massachusetts, herinnert zich met een brede grijns dat drie minuten voordat het team dat aan het advertentienetwerk van Google werkt op een dag naar een vergadering over het stellen van doelen ging, ze een bericht kregen op een interne planningssite. Het team was op zoek naar manieren om het advertentienetwerk twee keer zo snel te laten werken. Het bericht gaf aan dat Larry Page wilde dat ze het 10 keer zo snel zouden maken. We hadden gebrainstormd over dingen die we konden doen om advertenties sneller te maken, maar die mooie kleine overwinningen werden op dat moment irrelevant, herinnert Kontothanassis zich. Het team moest zijn aanpak volledig veranderen, fundamentele aspecten van internet in twijfel trekken in plaats van te zoeken naar plaatsen om te tweaken.

Ondertussen werkten andere Google-ingenieurs aan de webbrowser van het bedrijf, die ook Chrome wordt genoemd en ruim voor het prototype van de netbook met dezelfde naam uitkwam. Het bedrijf ontwierp en bouwde de browser met het oog op de problemen die zijn ontstaan ​​met de populariteit van webapplicaties. Web-apps worden grotendeels in JavaScript geprogrammeerd, door middel van ad-hoctechnieken die ingenieurs hebben ontwikkeld als reactie op de vraag naar nieuwe websitemogelijkheden. Een van de belangrijkste innovaties van Google voor de browser was een nieuwe engine voor het sneller dan ooit tevoren verwerken van JavaScript. De code van de browser werd opengesteld voor het publiek, onder andere in de hoop dat mensen ideeën zouden hebben om het nog sneller te maken.

Omdat het echte doel van Google was om alle browsers te verbeteren, lanceerde het vervolgens een advertentiecampagne die was gericht op het idee dat een snellere browser een betere was. Sindsdien zijn rivaliserende browsers Firefox, Safari, Opera en Internet Explorer allemaal aanzienlijk versneld en gezien die metrische topfacturering in marketingmateriaal.

Als browsers echter sneller moesten worden, deden websites dat ook. In april 2010 zette Google een krachtig wapen in om andere sites te dwingen hun prestaties te verbeteren: het kondigde aan dat het rekening zou gaan houden met de snelheid van de site bij het rangschikken van pagina's in zijn zoekmachine. Zoals iedereen op internet weet, besta je nauwelijks als je site niet zichtbaar is op de eerste pagina van de zoekresultaten van Google.

De beste oplossingen, realiseerden Rabbat en Jain zich, zouden zich verspreiden met zo min mogelijk menselijke tussenkomst. Zoals Rabbat het stelt: kunnen we, in plaats van mensen te vertellen wat de problemen zijn, het automatisch voor hen oplossen? Eind 2010 bracht Google een gratis tool uit die websitebeheerders kunnen downloaden. Het analyseert sites en lost automatisch problemen op die ze vertragen. Het verandert bijvoorbeeld de manier waarop sites met afbeeldingen omgaan om ze efficiënter te laten laden. Het team testte de tool op een representatieve set webpagina's en ontdekte dat het een site doorgaans twee tot drie keer sneller maakte. Minder dan drie maanden na de lancering was de tool geïnstalleerd op meer dan 30.000 servers.

Dieper duwen

Vervolgens hoopt het bedrijf nog verder te reiken - in de fundamentele architectuur van internet. Google heeft een nieuw protocol voorgesteld, SPDY (spreek uit als speedy), waarvan het zegt dat het internetcommunicatie twee keer zo snel kan maken als onder de huidige protocollen. De huidige protocollen zijn niet ontworpen voor iets dat in de buurt komt van de bandbreedte die nu beschikbaar is. Degene die bekend staat als TCP, is bijvoorbeeld ingesteld om ervoor te zorgen dat er geen informatie verloren gaat. Het verhoogt voorzichtig de overdrachtssnelheid beetje bij beetje zodra een verbinding open is, waarbij het water de hele weg wordt getest. Als het een probleem detecteert, halveert het de overdrachtssnelheid; als gevolg hiervan profiteert TCP zelden van alle beschikbare bandbreedte. Een ander probleem is dat veel webpagina's tegenwoordig zo zijn ontworpen dat informatie in volgorde wordt geladen: een afbeelding hier, een advertentie daar, een video daar. Als alle stukjes parallel zouden kunnen worden geladen, zou de pagina gebruikers veel sneller bereiken. SPDY is niet bedoeld om TCP te vervangen; het is een voorgestelde vervanging voor HTTP, een protocol dat bovenop TCP is gebouwd. Maar Google zegt dat de verbeteringen die inherent zijn aan SPDY enkele van de tekortkomingen van TCP zelf zouden compenseren.

Maar hoewel iedereen het erover eens is dat deze oude protocollen de zaken vertragen, zal het niet gemakkelijk zijn om ze te vervangen. De uitdaging is niet zozeer technisch als wel economisch, zegt Neil Cohen, senior director productmarketing voor het content delivery network Akamai. Om de oude standaarden te vervangen, moeten de besturingssystemen van gebruikers worden bijgewerkt en moeten servers, netwerkhardware en andere apparatuur over de hele wereld worden gewijzigd.

In de tussentijd is Google van plan internetproviders onder druk te zetten totdat ze verbindingen aanbieden die voldoen aan de normen die het bedrijf verwacht en nodig heeft. In de komende jaren zal Google een internetverbinding van één gigabit per seconde bouwen en exploiteren voor een gemeenschap in de Verenigde Staten, waarvan de locatie nog moet worden aangekondigd. Dit is 20 keer sneller dan wat Verizon Communications over het algemeen levert via zijn FiOS-glasvezelservice - wat tegenwoordig een van de snelste consumentenplannen is - en 100 keer sneller dan wat de meeste Amerikanen hebben. Google hoopt dat het project technische informatie zal opleveren over wat er nodig is om dat serviceniveau te bieden, en dat het consumenten zal aanmoedigen om hogere snelheden te eisen.

Maar zelfs met hogere verbindingssnelheden zou de software opnieuw moeten worden ontworpen om de grotere capaciteit volledig te benutten. En het bouwen van de benodigde infrastructuur zou slopend, duur en tijdrovend zijn. In 2010 zei Verizon dat het bestaande FiOS-bouwprojecten zou afmaken, maar geen nieuwe zou lanceren; zelfs de relatief snelle service zal niet veel klanten bereiken. Google biedt mogelijk zeer hoge snelheden aan sommige testgemeenschappen, maar het is onwaarschijnlijk dat het een internetserviceprovider op enige significante schaal zal worden.

Bovendien kunnen sommige problemen met de manier waarop infrastructuur wordt geïmplementeerd, niet worden opgelost door Google. In veel gevallen gebeurt het falen van het systeem in een tussenstadium, zegt Tom Hughes-Croucher, een prestatie-expert bij Joyent, een leverancier van cloud computing-infrastructuur. Hij zegt bijvoorbeeld dat zelfs met een verbeterd protocol zoals SPDY, de verkeerd geconfigureerde server van een internetserviceprovider de webervaring voor duizenden mensen zou kunnen vertragen. Vertragingen komen veel voor in Zuid-Amerika en Afrika omdat ze weinig lokale datacenters hebben; vrijwel alle informatie moet verder reizen om gebruikers te bereiken. Het is een beleidskwestie, zegt Hughes-Croucher. Het is iets voor overheden om op te lossen.

Ten slotte, zelfs als de projecten van Google uitkomen, kan het bedrijf nog steeds worden gedwarsboomd. Ten eerste is de algehele marktmacht van Google - die het in staat stelt andere bedrijven ertoe aan te zetten zijn doelen na te streven - onder vuur komen te liggen, met name in een onderzoek van de Europese Unie naar de vraag of Google oneerlijke controle uitoefent over de rankings in zijn zoekmachine.

Hoe dan ook, het vertrouwen van Google in zijn macht om het web te veranderen lijkt grenzeloos.

Ik vroeg Rabbat en Jain wat er zal gebeuren als sommige snelheidsprojecten van Google niet slagen. Ze keken elkaar verward aan en toen begon Rabbat te lachen. We hebben het faalscenario niet onderzocht, zei hij. Hij herhaalde de zin een paar keer.

Hij herpakte zich en leunde naar voren, nu serieus sprekend. We geloven dat we dit kunnen, zei hij. Met de grootte van Google zullen mensen luisteren - ze zullen opties uitproberen die we voorstellen.

Jain knikte vurig. Dat klopt precies. Iedereen wil dit, niet alleen Google. Iedereen begrijpt dat dit werk iedereen ten goede zal komen. Het wordt geen Google-succes. Het zal een succes worden op het internet als geheel.

Erica Naone is Technologie beoordeling ’s editor voor web en sociale media.

zich verstoppen