Slow-motion internet

Internet är inte längre tillräckligt snabbt för Google.

För att se varför, prova Chrome netbook. Det är en prototypenhet som exemplifierar en av företagets visioner för framtiden: idén att vi kan göra nästan all vår datoranvändning online och få tillgång till information var som helst på ett infall. Denna netbook har ett förminskat operativsystem som i grunden är en kraftfull webbläsare. Den lagrar nästan inga filer eller programvara. Nästan allt du kan göra på enheten kräver en internetanslutning.

Den här berättelsen var en del av vårt marsnummer 2011

• Se resten av frågan
• Prenumerera

När jag fick tag i Chrome netbook förstod jag varför Google (ett av våra TR50-företag) tycker att idén är övertygande. Jag gillade bekvämligheten till en början – jag hade alltid de filer jag behövde, eftersom maskinen tvingade mig att lagra dem på distans, i molnet. Men en dag väntade jag minuter på att min webbordbehandlare skulle öppna en fil. Jag kunde inte titta på datorns uppgiftshanterare och lösa problemet – jag var bara tvungen att stirra på ett snurrande hjul. En annan gång tog min favoritstreamingradiostation en evighet att ladda. När den väl började spela låtar, hickade anslutningen, vilket gav effekten av en hoppande CD. Snart slutade jag använda netbooken och gick tillbaka till en dator som kunde fungera offline.

Dessa typer av misslyckanden betyder att Internet inte är redo att leverera vad Google föreställer sig, vilket är att nätverksanslutna enheter ska kännas lika smidiga och enkla som datorer som gör sin datoranvändning lokalt. Och det är inte bara tanken på att enbart förlita sig på webben som är i fara: även på en vanlig dator kan det vara långsamt och frustrerande att göra något viktigt i en webbapplikation. Onlineappar som det kostnadsfria kalkylarksprogrammet från Google känns ibland tröga – det kan bli en fördröjning innan ett nummer du har angett visas på skärmen. Det är ett stort problem för Google, eftersom dess förhoppningar bygger på utsikten att vi alla kommer att leva ett mer grundligt internetuppkopplat liv. Företaget ser fram emot en dag då vi istället för att vara beroende av programvara som finns på stationära datorer (ofta säljs av Microsoft), vänder oss till program som körs på distans (ofta av Google).

Need for Speed
Även små nedgångar på nätet frustrerar människor och kostar företag pengar. (Se infografik)

Google har använt sin dominans av webbsökning för att bygga upp en extremt lönsam reklamverksamhet; det hade $8,5 miljarder i nettovinst förra året på $29,3 miljarder i intäkter. Men företaget vet att det inte kan lita på sökning för alltid. Kanske kommer någon annan – Microsoft eller en startup – att bygga en ännu bättre sökmotor. Facebook strävar efter sin egen vision om en webb – en avstängd från Google – som kretsar kring sociala kontakter och personliga preferenser. Eller så kan ett oväntat hot uppstå. Google har lanserat många produkter som syftar till att fånga mer av den tid människor spenderar online – inte bara på datorer utan också på nya typer av enheter som sträcker sig från smarta telefoner till internetaktiverade TV-apparater – men ingen har gett betydande intäkter. Det är därför Eric Schmidt, som planerar att kliva åt sidan som vd i vår, försökte driva företaget i nya riktningar. Han sa till anställda att tänka på Google som ett företag som tillverkar mjukvara för mobila enheter, som körs på ett genomgående internet och tillräckligt snabbt för att smälta in i alla dagliga aktiviteter.

Men det kan inte hända ännu. Som det stadiga droppet av en frätande vätska, tär upprepade möten med en långsam webbplats bort på en persons vilja att använda webbappar. Bill Coughran, senior vice president of engineering på Google som övervakar dess Make the Web Faster-initiativ, säger att företaget fruktar att tillväxten av onlinetjänster kan slå en vägg om webben är för långsam eller för osäker.

Googles lösning är lysande och ambitiös: snabba upp hela webben – inte bara de webbplatser som Google driver. Det innebär att ändra många saker som inte ens är i Googles kontroll – allt från hur webbplatser är byggda till fibern som tar in internet i folks hem. Och det kan vara mer än vad Googles enorma resurser och ingenjörer i världsklass kan hantera.

Webbens anatomi

När människor använder en webbplats måste förfrågningar om data gå från webbläsaren på deras datorer till servrarna som är värd för den webbplatsen. Servrarna bestämmer vad som ska skickas tillbaka. Koden som beskriver hur man laddar sidan går tillbaka till webbläsaren; det kan innehålla instruktioner för att hämta vissa objekt, till exempel bilder eller video, som kräver att man skickar ännu fler meddelanden.

Vart och ett av dessa meddelanden involverar ett komplicerat, sammankopplat näste av hårdvara och mjukvara som ofta är föråldrat eller dåligt utformat, eller åtminstone överbelastat. Rutterna går genom olika typer av fysisk infrastruktur, från höghastighetslinjer som utgör ryggraden i Internet till kablar, telefonledningar och trådlösa signaler som levererar en webbplats till den avsedda användaren.

Prestandaproblem kan inträffa var som helst i den processen. Servrarna som är värd för en webbplats kan vara långsamma. Webbläsaren kanske inte hanterar koden effektivt. Koden kan vara svår att bearbeta. Utöver det styrs fram och tillbaka förhandlingar om att skicka information och avgöra om den har kommit fram av protokoll som utformades för decennier sedan. De skapades inte för den hastighet och interaktivitet som krävs av moderna webbapplikationer som är avsedda att ersätta programvara som traditionellt körs på en PC.

Människor visar sig vara känsliga för de minsta förseningar. En intern studie visade Google att införandet av en fördröjning på 100 till 400 millisekunder vid visning av sökresultat ledde till att användarna gjorde 0,2 till 0,6 procent färre sökningar, och antalet sökningar sjönk allt lägre allt eftersom veckorna gick. När normal hastighet återställdes tog det tid för människor att återuppta sina tidigare sökvanor.

Att surfa på webbsidor ska vara som att byta kanal på TV:n, säger Arvind Jain, ingenjörschef på Google och teknisk ledare för initiativet Make the Web Faster. Projektet kom för ungefär två år sedan, på uppdrag av Googles medgrundare Larry Page (som kommer att ersätta Schmidt som VD). Det finns problem med varje komponent på webben, säger Jain, som talar med en avslappnad hybris som i huvudsak är Google. Vi insåg att vi måste fixa dem alla.

Webben i Googles bild

För att komma igång slog Jain sig ihop med en liten grupp, inklusive Richard Rabbat, som fungerar som produktchef för initiativet. Rabbat tenderar att kritisera Internet i en skämtsam ton. Men han är lika övertygad som Jain om att det är oacceptabelt långsamt, särskilt på mobila enheter.

Rabbat växte upp i Libanon, där tillgången till internet begränsades av krig och en dålig ekonomi. Som student delade han åtkomst med många andra människor via ett satellitkommunikationssystem som kallas VSAT, eller terminal med mycket liten bländaröppning. Han minns tydligt hur mycket tid han ägnade åt att vänta på att sidorna skulle laddas, i väntan på att få den information han behövde.

När deras projekt började satte sig Rabbat och Jain och kartlade vad Google kunde göra för att göra webben snabbare på alla nivåer, inklusive företagets egna webbplatser. Förväntningarna på toppen av företaget var höga. Leonidas Kontothanassis, teknisk ledare för Googles kontor i Cambridge, Massachusetts, minns med ett brett leende att tre minuter innan teamet som arbetar på Googles annonsnätverk gick in i ett målsättningsmöte en dag, fick de ett meddelande på en intern planeringssida. Teamet hade letat efter sätt att få annonsnätverket att köra dubbelt så snabbt. Meddelandet indikerade att Larry Page ville se dem göra det 10 gånger så snabbt. Vi hade brainstormade saker vi kunde göra för att göra annonser snabbare, men de där fina små vinsterna blev irrelevanta i det ögonblicket, minns Kontothanassis. Teamet var tvungen att helt ändra sitt tillvägagångssätt och ifrågasätta grundläggande aspekter av Internet snarare än att söka efter ställen att justera.

Under tiden arbetade andra Google-ingenjörer på företagets webbläsare, som också kallas Chrome och kom ut långt före prototypen av netbook med samma namn. Företaget designade och byggde webbläsaren med tanke på de problem som har uppstått med webbapplikationernas popularitet. Webbappar programmeras till stor del i JavaScript, genom ad hoc-tekniker som ingenjörer har utvecklat som svar på krav på nya webbplatsfunktioner. En av Googles främsta innovationer för webbläsaren var en ny motor för att bearbeta JavaScript snabbare än någonsin tidigare. Webbläsarens kod öppnades för allmänheten - bland annat i hopp om att folk skulle ha idéer för att göra den ännu snabbare.

Sedan, eftersom Googles sanna mål var att förbättra alla webbläsare, lanserade det en annonskampanj fokuserad på tanken att en snabbare webbläsare var en bättre. Sedan dess har rivaliserande webbläsare Firefox, Safari, Opera och Internet Explorer alla snabbat upp avsevärt och gett den högsta faktureringen i marknadsföringsmaterial.

Men om webbläsarna behövde bli snabbare, så gjorde webbsidorna själva det också. I april 2010 använde Google ett kraftfullt vapen för att tvinga andra sajter att förbättra sina prestanda: de meddelade att de skulle börja ta hänsyn till webbplatsens hastighet när sidorna rangordnas i sin sökmotor. Som alla på Internet vet, om din webbplats inte är synlig på första sidan i Googles sökresultat, existerar du knappt.

De bästa lösningarna av alla, insåg Rabbat och Jain, skulle spridas med så lite mänskligt ingripande som möjligt. Som Rabbat uttrycker det, kan vi istället för att berätta för folk vad problemen är, bara fixa det åt dem automatiskt? I slutet av 2010 släppte Google ett gratisverktyg som webbplatsadministratörer kan ladda ner. Den analyserar webbplatser och åtgärdar automatiskt problem som saktar ner dem. Det ändrar till exempel hur webbplatser hanterar bilder för att få dem att laddas mer effektivt. Teamet testade verktyget på en representativ uppsättning webbsidor och fann att det vanligtvis gjorde en webbplats två till tre gånger snabbare. Mindre än tre månader efter lanseringen hade verktyget installerats på mer än 30 000 servrar.

Trycker djupare

Därefter hoppas företaget nå ännu längre – in i Internets grundläggande arkitektur. Google har föreslagit ett nytt protokoll, SPDY (uttalas speedy), som man säger skulle kunna göra internetkommunikation dubbelt så snabb som den är under dagens protokoll. De nuvarande protokollen var inte designade för något i närheten av den bandbredd som är tillgänglig nu. Den känd som TCP, till exempel, är inställd för att se till att ingen information går förlorad. Den ökar försiktigt sin överföringshastighet lite i taget när en anslutning är öppen, och testar vattnet hela vägen. Om den upptäcker ett problem, halverar den sin överföringshastighet; som ett resultat drar TCP sällan fördel av all tillgänglig bandbredd. En annan fråga är att många webbsidor idag är utformade så att information laddas i sekvens – en bild här, en annons där, en video där. Om alla delar kunde laddas parallellt skulle sidan nå användarna mycket snabbare. SPDY är inte tänkt att ersätta TCP; det är en föreslagen ersättning för HTTP, som är ett protokoll byggt ovanpå TCP. Men Google säger att de förbättringar som är inneboende i SPDY skulle kompensera för några av bristerna i själva TCP.

Men även om alla är överens om att dessa gamla protokoll saktar ner, kommer det inte att vara lätt att ersätta dem. Utmaningen är inte så mycket teknisk som ekonomisk, säger Neil Cohen, senior chef för produktmarknadsföring för innehållsleveransnätverket Akamai. Att ersätta de gamla standarderna skulle kräva uppdatering av användarnas operativsystem och byte av servrar, nätverkshårdvara och annan utrustning över hela världen.

Under tiden planerar Google att pressa internetleverantörer tills de erbjuder anslutningar som uppfyller de standarder företaget förväntar sig och behöver. Under de kommande åren kommer Google att bygga och köra en en-gigabit-per-sekund Internetanslutning för en community i USA, vars plats ännu inte har meddelats. Detta är 20 gånger snabbare än vad Verizon Communications i allmänhet levererar över sin fiberoptiska FiOS-tjänst – som är en av de snabbaste konsumentplanerna idag – och 100 gånger snabbare än vad de flesta amerikaner har. Google hoppas att projektet ska ge teknisk information om vad som krävs för att tillhandahålla den servicenivån, och att det kommer att uppmuntra konsumenter att kräva högre hastigheter.

Men även med högre anslutningshastigheter skulle programvaran behöva göras om för att dra full nytta av den större kapaciteten. Och att bygga den nödvändiga infrastrukturen skulle vara ansträngande, dyrt och tidskrävande. Under 2010 sa Verizon att de skulle avsluta befintliga FiOS-byggprojekt men inte lansera några nya; inte ens dess relativt snabba service kommer att nå många kunder. Google kan erbjuda mycket höga hastigheter till vissa testgemenskaper, men det är osannolikt att det blir en internetleverantör i någon större skala.

Dessutom ligger vissa av problemen med hur infrastrukturen distribueras inte inom Googles makt att lösa. I många fall sker felet i systemet i mellanstadier, säger Tom Hughes-Croucher, en prestationsexpert på Joyent, en leverantör av molnbaserad infrastruktur. Till exempel, säger han, även med ett förbättrat protokoll som SPDY, kan en internetleverantörs felkonfigurerade server sakta ner webbupplevelsen för tusentals människor. Avmattningar är vanliga i Sydamerika och Afrika eftersom de har få lokala datacenter; i stort sett all information måste resa längre för att nå användarna. Det är en politisk sak, säger Hughes-Croucher. Det är något för regeringar att lösa.

Slutligen, även om Googles projekt går ut, kan företaget fortfarande hindras. För det första har Googles övergripande marknadsmakt – vilket ger det möjlighet att driva andra företag att nå sina mål – hamnat under eld, särskilt i en EU-utredning om huruvida Google utövar orättvis kontroll över rankingen i sin sökmotor.

Oavsett vilket verkar Googles förtroende för sin makt att förändra webben gränslös.

Jag frågade Rabbat och Jain vad som kommer att hända om några av Googles hastighetsprojekt inte lyckas. De tittade förvirrat på varandra och sedan började Rabbat skratta. Vi har inte utforskat felscenariot, sa han. Han upprepade meningen några gånger.

Han samlade sig och lutade sig framåt och talade allvarligt nu. Vi tror att vi kan göra det här, sa han. Med Googles storlek kommer folk att lyssna – de kommer att prova alternativ som vi föreslår.

Jain nickade ivrigt. Det är helt rätt. Alla vill ha detta, inte bara Google. Alla förstår att detta arbete kommer att gynna alla. Det kommer inte att bli en Google-succé. Det kommer att bli en framgång på Internet som helhet.

Erica Naone är Teknikgranskning redaktör för webb och sociala medier.

Dölj