​Smartare routrar minskar fördröjningar på internet

Fördröjningar över internet orsakar att internettjänster inte kan leverera förväntad kvalitet - onlinespel laggar, streamad video buffrar och videosamtal hackar eller kanske till och med bryts. Toke Høiland-Jørgensen forskar om nätverkskommunikation vid Karlstads universitet och i sin avhandling ”On the bleeding edge” beskriver han vad som kan orsaka fördröjningar samt hur smartare routrar kan minska dem

- Det pågår en mängd initiativ för att minska fördröjningar på nätet och det finns olika orsaker till att de existerar. Det vi specifikt har tittat på är något som kallas ”Bufferbloat” och hur det framförallt skapar fördröjningar i hemmanätverk. Det är oftast i hemmanätverken som fördröjningarna uppstår, eftersom kapaciteten här är lägre än i övriga nätet. Det betyder att det finns en risk att köer bildas och blir överfulla.

Bufferbloat – överfulla dataköer
Internet består av en mängd nätverk sammankopplade av routrar där data passerar för att ta sig över internet. Routrarna kan jämföras med en vägkorsning där datapaket, precis som bilar vid en trafikerad korsning, bildar kö och utifrån uppsatta regler släpps fram. Att det bildas tillfälliga köer är helt naturligt, det som skapar problem är när köerna blir överfulla och försätter vara det under längre tid. Då stoppas trafiken upp och följden blir fördröjningar, så kallat Bufferbloat.

- De regler som bestämmer hur data ska släppas igenom varierar i olika typer av routrar. Man kan säga att det är olika typer av kösystem och vi har studerat hur transporten av data över nätverk påverkas av dessa olika system.

Olika typer av kösystem
”Först till kvarn”-principen (också kallat ”först in – först ut”) är den enklaste princip att använda för att styra en kö, och är mest vanlig i dagsläget. Denna princip innebär att routern helt enkelt släpper igenom hela datasekvenser i den ordning de anländer. Men mera avancerade principer kan ge bättra prestanda, till exempel den så kallade fairness-principen. Den innebär ett kösystem som prioriterar genomströmning utifrån ett antal olika faktorer och som tillåter flera datasekvenser att parallellt eller växelvis ta sig vidare i nätverket.

- Det vi har sett är att den traditionella principen ”först in – först ut” är en av faktorerna bakom fördröjningar och att fairness-principen minskar fördröjningar avsevärt. Med fairness-principen delas kapaciteten bättre mellan olika användare och applikationer. Sen har vi tagit fram en algoritm baserat på denna princip som också fungerar bra i WiFi-nätvärk, och som innehåller en automatisk prioritering av de små datapaket som är viktiga för snabb respons, som till exempel namnuppslag och speltrafik.

Programvara minskar fördröjningar i ditt hemmanätverk
Tillsammans med forskare i USA och Polen har Toke Høiland-Jørgensen tagit fram programvara som vem som helst själv kan installera i sin hemmarouter för att minska fördröjningar.

- Vi har jobbet målinriktat för att våra forskningsresultat ska bli tillgängliga för alla att använda. Till exempel finns vår algoritm tillgänglig i programvara för hemmaroutrar som man kan installera på sin egen router och därigenom minska fördröjningar i sitt hemmanätverk.

För mer information kontakta Toke Høiland-Jørgensen på 0722-08 48 31.

Karlstads universitet präglas av utbildning och forskning av hög kvalitet i kombination med aktiv samverkan med det omgivande samhället. Universitetet har cirka 16 000 studerande och cirka 1 200 anställda.