Tudo o que você precisa saber sobre o protocolo de rede

Embora a maior parte do que fazemos seja online, não pensamos duas vezes sobre como tudo funciona. Muita coisa acontece em segundo plano quando você abre o site do Google em seu telefone Android. Pacotes de rede constantes são enviados para o seu roteador e depois de volta para o seu dispositivo sem que você perceba. Mesmo ao navegar em trânsito, seu dispositivo envia e recebe pacotes para torres de celular. Este guia explica o protocolo de transferência de rede QUIC e como ele pode mudar a forma como interagimos com aplicativos da web.

Uma breve história do protocolo QUIC e do Google

Os engenheiros do Google procuraram uma maneira de acelerar e aprimorar os aplicativos da web no início de 2010. Eles sentiram que poderiam otimizar a forma como os usuários interagem com os serviços da web, especialmente os produtos do Google. Nem todos tinham uma conexão estável à Internet de alta velocidade, tornando a navegação na Web um desafio para pessoas com conexões mais lentas.

Jim Roskind, do Google, liderou um novo projeto interno da empresa chamado Quick UDP Internet Connections (QUIC) em 2012. A ideia era implementar a velocidade do protocolo anterior chamado UDP (User Datagram Protocol) e, ao mesmo tempo, adicionar recursos de segurança e gerenciamento de congestionamento de rede.

O teste inicial mostrou resultados promissores à medida que o Google continuava a desenvolver o protocolo QUIC. O Google levou seu projeto à Internet Engineering Task Force (IETF) no início de 2020 para finalizar o padrão. O protocolo QUIC agora é suportado até certo ponto em vários navegadores da web e sistemas operacionais, com crescimento contínuo esperado no futuro.

Quais são as vantagens e desvantagens do QUIC?

O protocolo QUIC é outra mudança significativa para a indústria de redes. No entanto, algumas coisas potencialmente o impedem. Nas seções abaixo, cobrimos os principais benefícios e possíveis desvantagens do protocolo QUIC.

Benefícios

• Menos atraso ou latência. Tempos de resposta mais rápidos beneficiariam aplicações em tempo real, como videoconferências ou jogos online.
• Maior eficiência quando se trata de congestionamento de rede. O tratamento e o roteamento eficiente do tráfego de rede, mesmo durante cargas pesadas, mantêm tudo funcionando perfeitamente.
• Segurança melhorada. Como os recursos de segurança são implementados diretamente no protocolo, isso poderia aumentar a segurança dos pacotes de rede.
• Você pode ter mais de um fluxo de dados ao mesmo tempo. Vários fluxos de dados em uma conexão permitem que os aplicativos realizem multitarefas com mais eficiência.
• Conexões mais perfeitas ao trocar de rede. Quando você passa do Wi-Fi para o 5G, por exemplo, sua conexão é retomada ainda mais rápido.

Desvantagens

• A taxa de adoção leva tempo. Como qualquer nova tecnologia ou protocolo leva tempo para ser adotado pela indústria, isso pode estender o tempo necessário para se tornar o novo padrão.
• Existem potenciais desafios de segurança. Como o QUIC é construído em UDP, os firewalls podem achar desafiador inspecionar o tráfego de rede em busca de ameaças. Novos métodos para rastrear pacotes de rede baseados em QUIC em firewalls devem ser implementados para atender a essas novas demandas de segurança.
• Pode aumentar a sobrecarga de desenvolvimento. O QUIC é novo e pode ser mais complexo que os protocolos anteriores, provavelmente aumentando os custos de desenvolvimento.
• Pode haver problemas de compatibilidade com dispositivos mais antigos. TCP é o protocolo mais amplamente usado para muitos dispositivos modernos e mais antigos, portanto, não é garantido que o QUIC funcione em todos os lugares.
• Os gerentes de rede podem ter menos visibilidade de inspeção. Devido ao funcionamento da criptografia QUIC, os gerentes de rede podem ter mais dificuldade para inspecionar e detectar ameaças em tempo real. Eles devem usar firewalls com recursos de detecção QUIC e outras técnicas para acompanhar possíveis ameaças à segurança.

O que é TCP e como ele entra em ação?

Se você tentou definir um endereço IP estático em um de seus dispositivos ou alterar os servidores DNS, provavelmente já viu TCP/IPv4 ou TCP/IPv6. TCP (Transfer Control Protocol) transforma os dados de rede solicitados em pacotes enviáveis ​​e verifica se há erros. A parte IP (Protocolo de Internet) endereça e roteia corretamente esses pacotes para todos os dispositivos conectados na rede.

O TC/IP permite que dispositivos se conectem à Internet atribuindo-lhes endereços IP exclusivos, permitindo que o roteador da rede local os identifique individualmente. O roteador pode então enviar pacotes de dados aos dispositivos apropriados e recebê-los, criando um fluxo constante de tráfego de rede. É assim que esses dispositivos se conectam à Internet e se comunicam localmente entre si, combinados com vários outros protocolos e endereços MAC.

Como o TCP se compara ao QUIC?

TC/IP ainda é o método comum para conectar dispositivos à Internet. Assim como o TCP, o QUIC é um protocolo de transporte que aborda a situação de forma diferente. Primeiro, o QUIC é baseado no protocolo UDP, não no TCP. O UDP prioriza a velocidade em vez da confiabilidade. Nem sempre garante que os pacotes de dados chegarão em ordem ou chegarão. Você pode esperar alguma perda de pacotes e menor eficiência em troca de maior velocidade ao usar o UDP. O QUIC se baseia nessa base, fornecendo um mecanismo para evitar a perda de pacotes sempre que possível.

O TCP tem um nível de eficiência mais alto na entrega de pacotes, mas em velocidades mais lentas que o UDP. O TCP pode reenviar pacotes perdidos como opção de backup, mas é menos eficiente que a primeira tentativa. Comparado ao TCP, o QUIC envia pacotes em uma velocidade mais alta com melhor reordenação dos pacotes perdidos. O QUIC também criptografa pacotes no local, enquanto o TCP depende de um protocolo separado para criptografia. QUIC oferece a velocidade do UDP com recursos de eficiência do TCP. Ele usa recursos de ambos os protocolos.

O QUIC eventualmente substituirá o TCP ou o UDP?

Como o TCP ainda é o protocolo de transferência de rede mais utilizado, ele permanecerá como padrão por algum tempo. O QUIC está ganhando força e a taxa de adoção continua a aumentar ligeiramente ano após ano. No entanto, provavelmente não substituirá totalmente o TCP ou o UDP, se é que o substituirá. Isso porque cada protocolo tem uma finalidade específica e deverá continuar coexistindo no futuro. O QUIC, por exemplo, pode melhorar as redes locais para dispositivos desktop e tornar as redes móveis 5G mais eficientes. Isso seria útil para transmitir conteúdo em casa ou navegar na web em qualquer lugar.

O que o HTTP/3 significa para o futuro do QUIC?

Embora o HTTP/3 seja relativamente novo como padrão oficial, o HTTP/2 e o HTTP/1 ainda alimentam a maior parte da Internet. HTTP/3 suporta os recursos do QUIC por padrão, enquanto HTTP/2 e HTTP/1 dependem do TCP, que tem sido o protocolo preferido há algum tempo. Isso significa que as taxas de adoção de HTTP/3 e QUIC estão diretamente conectadas. Devemos ver ambos crescerem em popularidade em breve.

Quais sistemas operacionais já suportam QUIC por padrão?

Além da necessidade de a indústria adotar HTTP/3 e QUIC, também são necessários sistemas operacionais com suporte total ao protocolo QUIC. O suporte integrado adequado para QUIC permite que os dispositivos aproveitem os recursos do QUIC no nível do sistema. Dessa forma, as versões mais recentes do Windows e do macOS oferecem suporte aos recursos QUIC por padrão. Se você tiver o Windows 10 21H1 instalado no mínimo ou qualquer versão do Windows 11, seu dispositivo oferece suporte ao protocolo QUIC.

Para macOS, se você tiver Big Sur (macOS versão 11) ou superior instalado, seu dispositivo oferece suporte ao protocolo QUIC. O suporte ao Linux ainda está em desenvolvimento, mas algumas distribuições podem oferecer drivers externos que você pode instalar para acessar os recursos do QUIC. Provavelmente veremos suporte integrado adequado para QUIC no Linux à medida que o protocolo ganha mais força em todo o setor.

O Android oferece suporte ao protocolo QUIC?

Existe algum suporte inicial para o protocolo QUIC em dispositivos móveis Android e iOS. Para Android, os desenvolvedores usam o Cronet para implementar recursos HTTP/3 em seus aplicativos. Isso também permite que eles usem recursos QUIC em seus aplicativos individualmente, mas é opcional. O Android não tem suporte em nível de sistema para o protocolo QUIC, mas os desenvolvedores de aplicativos podem usá-lo quando necessário. Por exemplo, o navegador Google Chrome oferece suporte a QUIC, pois implementa HTTP/3 por padrão. Sites com recursos QUIC do lado do servidor também funcionam em todas as versões modernas do Google Chrome.

A partir do Android 11, o DNS sobre HTTP/3 (DoH3) é totalmente compatível com o recurso DNS privado. No entanto, ele só permite que você escolha provedores de servidores DNS pré-configurados, como Google DNS ou Cloudflare DNS. A partir do Android 13, o recurso permite especificar um nome de host para um DoH3 em vez de depender de uma lista de predefinições. Nem todos os servidores oferecem suporte a esse recurso, mas a lista continua a crescer. DNS privado com DoH3 permite acelerar suas pesquisas de DNS no Android com HTTP/3, o que oferece certos recursos QUIC por padrão.

O iOS suporta o protocolo QUIC?

A Apple oferece suporte ao protocolo QUIC e HTTP/3, começando com iOS 15. Se um dispositivo usa iOS 15 ou superior e o servidor do aplicativo oferece suporte a recursos QUIC, esse dispositivo funciona com o protocolo QUIC. O navegador Safari da Apple parece suportar HTTP/3, mas pode precisar ser ativado manualmente. No entanto, algumas versões podem estar ativadas por padrão, o que é um bom sinal para o futuro do QUIC. Como tal, o navegador Safari deve suportar o protocolo QUIC, desde que o HTTP/3 esteja ativado nas configurações do aplicativo.

O protocolo QUIC é um meio-termo sólido

Embora o TCP continue a ser o padrão de rede até que o protocolo QUIC se torne popular, ele veio para ficar. Ele combina o melhor do TCP e do UDP, oferecendo recursos exclusivos. No entanto, provavelmente podemos esperar que as cenas de desktop e dispositivos móveis se beneficiem do QUIC de várias maneiras. Como o Google está agitando o cenário dos protocolos de transferência de rede com o QUIC, será interessante observar o crescimento do HTTP/3 simultaneamente. Enquanto isso, aprenda como aumentar o sinal Wi-Fi para obter a melhor velocidade possível.