Transfer-Beschleunigung

Hintergrund

Im Internet gibt es heute zwei Hauptprotokolle, die verwendet werden: TCP und UDP.

TCP ist das Arbeitspferd des Internets. In dieses Protokoll sind Zuverlässigkeitsmechanismen eingebaut, d. h., der Sender sendet ein TCP-Paket automatisch erneut an den Empfänger, wenn es unterwegs irgendwie verloren gegangen ist. Wenn ein Empfänger ein TCP-Paket empfängt, wird eine ACK (Acknowledge)-Nachricht an den Absender gesendet, damit dieser weiß, dass das Paket korrekt zugestellt wurde. Dieser relativ einfache Mechanismus macht das TCP-Protokoll sehr zuverlässig und für Entwickler einfach zu verwenden. Das Senden dieser ACK-Nachrichten an den Absender kann die Leistung stark einschränken (da der Absender auf das ACK von Paket1 warten muss, bevor er Paket2 senden kann) û daher wurden im Laufe der Jahre viele Verbesserungen an diesem Protokoll vorgenommen. Einige der wichtigsten Eigenschaften einer modernen TCP-Implementierung sind:

  • Skalierbare Fenstergröße ermöglicht es dem Sender, mehrere Pakete auf einmal zu senden und gleichzeitig auf mehrere ACKÆs zu warten. Die gesendeten, aber noch nicht mit einem ACK versehenen Daten werden oft als "Data In Flight" bezeichnet û der Sender hat ein Limit, wie viele Daten er im Flug haben kann, was bedeutet, dass der Sender nicht schneller Daten an den Empfänger sendet, als der Empfänger sie empfangen kann.

  • Die Bandbreitendrosselung ermöglicht es im Wesentlichen, dass ein 10-MBit-Client mit einem 1000-MBit-Server kommunizieren kann, ohne vom Server mit Datenverkehr völlig überfordert zu werden. Bei TCP basiert es auf der Idee, dass immer nur eine bestimmte Anzahl von Daten im Umlauf sein sollte.

  • Selektive ACKs ermöglichen es dem Empfänger, Pakete in beliebiger Reihenfolge zu empfangen und zu ACKen. Wenn Paket1 verloren gegangen ist, hindert dies nicht daran, Paket2 zu senden und zu ACKen, bevor Paket1 erneut gesendet wird.

Firewalls, Router und Switches sind stark für TCP-Verkehr optimiert - und damit die natürliche Wahl für die meisten Aufgaben, die heute im Internet erledigt werden. Webbrowser, E-Mail-Clients, Facebook, Instagram, Snapchat, Börsenticker, Spotify, Slack und FTP-Clients sind einige der Anwendungen, die typischerweise TCP verwenden.

Allerdings gibt es einen Nachteil. Wenn TCP-Verkehr über eine große geografische Entfernung gesendet wird, sinkt die Leistung erheblich. Der Grund dafür ist, dass der Verkehr (und ACKs) viel mehr Router und Netzwerkinfrastrukturen durchlaufen muss, um zum Empfänger zu gelangen û und das dauert.

Die benötigte Zeit wird oft als Latenz bezeichnet. Wenn Sie eine Website aufrufen, die im selben Land gehostet wird, beträgt die Latenz manchmal nur 10 Millisekunden. Wenn Sie eine Website besuchen, die auf einem anderen Kontinent gehostet wird, werden Sie sofort sehen, dass die Seiten aufgrund der erhöhten Latenzzeit lange zum Laden brauchen.

Das Latenzproblem von TCP wird bei der Übertragung von Dateien über Kontinente hinweg extrem deutlich. Sowohl der Absender als auch der Empfänger können über fantastische 1000/1000-Megabit-Verbindungen verfügen û aber sie erhalten nur 10 Megabit effektive Netzwerkbandbreite, wenn sie Dateien übertragen, da die Latenz sie daran hindert, effektiv zu kommunizieren, wenn sie TCP verwenden.

UDP ist das Geschwisterchen von TCP. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein UDP-Paket niemals ACKÆed wird. Der Sender hat keine Ahnung, ob das UDP-Paket beim Empfänger angekommen ist û es ist überhaupt kein zuverlässiges Protokoll. Aber es ist rasend schnell, da es kein ACKÆing gibt. UDP eignet sich hervorragend für Videoanrufe und Online-Spiele. In diesen Fällen macht es nichts aus, wenn ein paar UDP-Pakete verworfen werden. Die UDP-Pakete werden kontinuierlich gesendet û so dass Sie es im Videostream gar nicht bemerken werden. Das gleiche gilt für Online-Spiele û Sie erhalten innerhalb weniger Millisekunden ein neues UDP-Paket mit den neuesten Updates. Dass ab und zu ein paar UDP-Pakete verloren gehen, ist kein Problem. Wichtiger ist es, die Daten schnell und mit möglichst geringer Latenz zu übertragen.

UDP mag zunächst wie eine schreckliche Wahl für die Dateiübertragung erscheinen. Der totale Mangel an Zuverlässigkeit würde bedeuten, dass überall korrupte Dateien aufgrund von abgebrochenen UDP-Paketen zu finden sind. Das Fehlen einer Bandbreitendrosselung würde dazu führen, dass Clients mit Datenverkehr überflutet werden und im Grunde genommen offline gehen. Damit UDP für die Übertragung von Dateien nützlich ist, muss es genauso zuverlässig sein wie TCP. Zunächst einmal müssen die verworfenen Pakete erneut gesendet werden und eine Bandbreitendrosselung muss möglich sein. Auch die Sicherheit muss berücksichtigt werden.

Filemail UDP-Beschleunigungsprotokoll (UAP)

Das Filemail UDP Acceleration Protocol (UAP) ist ein maßgeschneidertes Dateiübertragungsprotokoll, das auf UDP aufbaut und selbst in Umgebungen mit hohen Latenzzeiten blitzschnelle Übertragungsgeschwindigkeiten bietet. Es übertrifft mühelos alle TCP-basierten Protokolle wie HTTP und FTP - insbesondere beim Senden von Dateien über große geografische Entfernungen, bei denen die Latenz über 50 ms steigt.

Benchmarks

Benchmarks zeigen, dass Filemail UDP manchmal bis zu 200 Mal schneller ist als FTP, HTTP und andere auf TCP basierende Übertragungsmethoden.

Effektive Übertragungsbandbreite bei der Übertragung von Dateien von Europa nach Australien über 21 Netzwerk-Hops. Beide Enden sind über eine 1000/1000 mbit-Verbindung verbunden.

Filemail UAP ist von Grund auf mit einem Ziel vor Augen aufgebaut: Dateien extrem schnell von A nach B auf die sicherste und zuverlässigste Art und Weise zu übertragen. Im Folgenden sind einige der Merkmale dieses revolutionierenden Protokolls aufgeführt.

Inoffizielle Vergleiche mit UDP-basierten Übertragungslösungen von IBM Aspera und Signiant zeigen, dass Filemail in so gut wie allen Fällen schneller ist. Einige der Leistungsunterschiede könnten darauf zurückzuführen sein, dass Filemail auch Hardware-Beschleunigung nutzt - insbesondere durch die Verwendung des AES-NI-Befehlssatzes. Auch die Protokolle von IBM Aspera und Signiant verwenden einen separaten TCP-Kanal (SSH), um Bandbreitendrosselung, ACK'ing usw. durchzuführen. Filemail UAP verlässt sich nicht auf das langsamere TCP-Protokoll - es verwendet UDP für die Datenübertragung, ACK'ing, Bandbreitendrosselung und Verschlüsselung.

Sicherheit

Der gesamte UDP-Datenverkehr wird durch AES Galois/Counter Mode (AES-GCM)-Verschlüsselung geschützt. Dies ist ab heute der Goldstandard innerhalb der Verschlüsselung und stellt sicher, dass die übertragenen Daten nicht von Dritten abgefangen werden können. Jede Übertragungssitzung hat einen separaten Schlüssel, der zwischen Client und Server mit Rivest-Shamir-Adleman (RSA)-Verschlüsselung ausgetauscht wird.

Hardware-beschleunigte Verschlüsselung

Filemail UAP verwendet den AES-NI-Befehlssatz, der vor einigen Jahren von AMD und Intel eingeführt wurde. Dieser Befehlssatz ermöglicht es Filemail UAP, dedizierte Hardwarekomponenten zur Ver- und Entschlüsselung von Daten zu verwenden. Dies macht einen großen Unterschied, wenn es um die Übertragungsgeschwindigkeiten geht. AES-NI wird auf Betriebssystemen wie Microsoft Windows, macOS, Linux, iOS und Android unterstützt. Hardware-Hersteller wie Intel, AMD, ARM, VIA, Atmel, Samsung, Qualcomm, NXP und Broadcom unterstützen es ebenfalls.

Software- und Hardware-Anforderungen

Filemail UAP ist in Low-Level-C++ geschrieben und kann auf praktisch allen Geräten und Betriebssystemen ausgeführt werden. Binäre Versionen sind derzeit für Windows, MacOS und Linux verfügbar. Filemail Desktop ist unser Flaggschiff unter den Transfertools, das UAP verwendet. Konsolenanwendungen sind ebenfalls verfügbar. Das Filemail UAP wurde stark optimiert und verfügt über einen extrem geringen Speicherbedarf von nur wenigen Megabyte bei gleichzeitiger Maximierung des Bandbreitendurchsatzes. Außerdem verbraucht es in der Regel weniger als 5% CPU, wenn Dateien mit maximaler Geschwindigkeit gesendet werden.

Bidirektionale Übertragungsbeschleunigung

Filemail UAP wird sowohl beim Hoch- als auch beim Herunterladen von Dateien mit Filemail Desktop verwendet. Das bedeutet, dass Sie UND Ihre Kunden und Geschäftspartner von dieser Technologie profitieren können.

Erste Schritte mit Filemail UAP

Filemail UAP ist in unsere Filemail Desktop-Anwendung integriert und wird beim Senden und Herunterladen von Dateien automatisch aktiviert. Die Nutzung von Filemail Desktop ist kostenlos und erfordert keine Anmeldung. Übertragen Sie die Beschleunigung zu den Menschen.