Internet až 10× rychlejší. Stačí trocha matematiky

Jak zrychlit až desetinásobně internet bez výměny současných linek? Vědci přišli na způsob, jak pomocí matematických rovnic optimalizovat přenos dat.

Internet a první internetové protokoly vznikaly v roce 1973 jakou součást experimentálního výzkumu pro vědeckou obec a armádu. Kdo by si mohl v té době pomyslet, že přes tuto infrastrukturu budeme jednou streamovat video ve vysokém rozlišením v počtu stovek milionů uživatelů zároveň a v rámci celé planety. Spolu s miliony dalších infromací.

Podívejte se na zajímavé a vtipné video se zakladatelem internetu Vintem Cerfem - První částdruhá část

Některé základní stavební kameny, mezi které patří i zmíněné protokoly, tak byly vytvořeny pro stabilní přenos dat, ale v dnešní době znamenají obrovskou a zbytečnou zátěž, kterou lze poměrně jednoduše optimalizovat. Jak ukázali vědci z univerzit Aalborg a MIT, stačí trocha chytré matematiky.

Pakety jako zastaralá technologie

Hlavním problém, který způsobuje obrovské ztráty rychlosti přenosu dat, jsou pakety, respektive zapracovaná ochrana při přenosu od odesílatele k příjemci. Ať už posíláte jednoduchou zprávu nebo přehráváte video z Youtube, data k vám putují pomocí paketů. Pokud se zjistí, že jeden z paketů je poškozen, dojde k opětovnému posílání, což je hlavní problém, který zpomaluje celou internetovou síť.

Jak jednoduše vysvětluje Frank Fritzek, dochází k posílání jednoho paketu za druhým a po cestě je spousta „semaforů“ se světly, které často ukazují červenou – dochází k poškození plynulého toku dat (starší abstrakt výzkumu z roku 2000 z oblasti síťového toku informací v PDF).

Klepněte pro větší obrázek
Toto už někdy viděl asi každý uživatel internetu

Nová technologie odstraňuje potřebu mít po datové cestě jakékoli „semafory“ a tedy opakovat posílání paketů, které nedorazily nebo byly poškozené.

S matematickými rovnicemi se dopočítá, co chybí

Nový způsob síťového kódování oproti kontrole, která v případě chyby zajistí opětovné poslání, se snaží zcela zrušit tento princip. Místo paketů se data posílají v rámci matematických rovnic, které je možné pomocí obousměrné komunikace do sítě zrekonstruovat i v případě, že dorazí z části nebo poškozené.

Díky novému síťovému kódování je tak možné realizovat mnohem plynulejší přenos dat, který může zvýšit propustnost o pětinásobek až desetinásobek oproti způsobu založeném na paketech.

Vědci technologii samozřejmě už otestovali na reálných vzorcích. Jeden z příkladů je video, které bylo pomocí současného systému s pakety během stahování 13× přerušeno. V případě stahování pomocí kódování matematickými rovnicemi ale došlo ke stáhnutí bez jediného přerušení.

Revoluce v rámci celého internetu

Taková technologie týkající se samotných základu internetového kódování by samozřejmě dokázala ovlivnit veškeré přenosy, ať už jde o rychlost a kvalitu mobilního připojení, internetového spojení přes telefonní linky, satelitních připojení a komunikaci všech zařízení mezi sebou v rámci různých typů sítí.

S nadcházejícím internetem věcí, kdy se bude do internetu připojovat stále větší množství zařízení ve stále kratším čase, je nový způsob síťového kódování opravdu zásadní vylepšení.

Klepněte pro větší obrázek
Technologie RLNC už je dostupná pro mnoho platforem, zbývá jen implementace samotnými výrobci hardwaru

Tvůrci si hlavní technologii RLNC - Random Linear Network Coding (další podrobnosti v PDF) patentovali a založili vlastní společnost Steinwurf.

Jedna ze starších ukázek využití RLNC, kdy je pouze jeden odesílatel a mnoho příjemců:

Hlavním cílem je teď dostat tuto technologii k výrobcům síťového hardwaru, ale také koncových hardwarových zařízení. Technologie RLNC dle tvrzení snižuje i zátěž procesoru, čímž zároveň snižuje i spotřebu. To se hodí především ve světě mobilních zařízení a malých zařízení určených třeba na tělo, které mají malou baterii a potřebují pravidelně přistupovat do sítě.

Jednou z výhod je, že už nyní jsou k dispozici kompatibilní knihovny pro platformy jako iOS, Android, Windows, Ubuntu, Raspberry Pi, OS X, Debian nebo Arch Linux, takže implementace by snad měla být jen otázka času.

Témata článku: Technologie, Internet, Programování

57 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Filip Hruška 21. 7. 2014 13:08:10
    No, ta metoda na "zrychlení" internetu je tu už dost dlouho, říka se tomu...
  • Rengen 21. 7. 2014 8:51:20
    Nechci dělat Hulána, ale to video v článku se nechce načíst! B-]
  • potkan2000 20. 7. 2014 8:15:48
    Co je to za blbost. To se tyka jen TCP a pod. protokolu. Prenos vudea ale...

Určitě si přečtěte


Nejlepší programy pro střih videa na doma: 10 video editorů, ze kterých si vyberete

Nejlepší programy pro střih videa na doma: 10 video editorů, ze kterých si vyberete

** Adobe Premiere Pro ani Final Cut se pro běžné uživatele příliš nehodí ** Programy na domácí střih většinou stojí do dvou tisíc ** V desítce nejzajímavějších najdete i 3 videoeditory dostupné zdarma

19.  9.  2016 | Stanislav Janů | 37

Pojďme programovat elektroniku: Vyzkoušíme IR, ovládneme světýlko přes Bluetooth a vyšleme zprávu na sto metrů

Pojďme programovat elektroniku: Vyzkoušíme IR, ovládneme světýlko přes Bluetooth a vyšleme zprávu na sto metrů

** Budeme odposlouchávat IR ovladač klimatizace ** Vyrobíme laciný rádiový vysílač ** Vyzkoušíme komunikaci pomocí Bluetooth a v pásmu 433 MHz

21.  9.  2016 | Jakub Čížek | 18

Vymazat se z internetu není možné, velkou část osobního obsahu však odstranit můžete

Vymazat se z internetu není možné, velkou část osobního obsahu však odstranit můžete

** Online stopy i se svým jménem zanechá většina uživatelů internetu ** Jejich smazání nikdy nebude stoprocentní ** Poradíme, jak odstranit jejich větší část

20.  9.  2016 | Stanislav Janů | 21

Zoner Photo Studio X: Umí vrstvy, vyrobí fotoknihu a získáte jej za roční paušál

Zoner Photo Studio X: Umí vrstvy, vyrobí fotoknihu a získáte jej za roční paušál

** Je to největší aktualizace za poslední roky ** Konečně umí vrstvy, vyrobí fotoknihu i obraz ** Nově pouze jako předplatné s průběžnými upgrady

19.  9.  2016 | Jakub Čížek | 66


Aktuální číslo časopisu Computer

Srovnání výhodných 27" monitorů

Velký test levných rychlých routerů

Jak nastavit Android, aby vás nesledoval

45 podrobných testů a recenzí