Wiskundig model voor verstoppingen op het world wide web

Het grootste bezwaar van het World Wide Web is wel dat zoveel anderen er ook gebruik van maken. Wie probeert om bestanden of plaatjes binnen te halen, en deze ondanks een snel modem met een slakkegang zijn computer ziet binnenkomen, weet dat er weer volop verkeersopstoppingen zijn.

Volgens twee onderzoekers van het Xerox Palo Alto Research Center komt dat omdat iedereen een vast abonnementsgeld betaalt en niet extra wordt aangeslagen voor elke naar binnen gehaalde file of elke verstuurde e-mail (Science, 25 juli). Iedereen probeert voor zichzelf een zo groot mogelijk stuk in te nemen van de beschikbare bandbreedte op het web, een maat voor de snelheid waarmee data over het net kunnen worden verstuurd. Voor ieder individu mag dat dan de beste strategie zijn, voor de netbevolking als geheel is het niet optimaal. Het verschijnsel staat bekend als de 'tragedie van de meent'. In zijn oorspronkelijke formulering ging het om een stuk gemeenschappelijke weidegrond waarop een aantal boeren elk tien schapen konden houden. Een boer kan in dat geval echter besluiten om er een schaap bij te nemen: hij plukt daar immers zelf volledig de vruchten van, terwijl de nadelen mede worden opgevangen door de anderen. Omdat deze redenering echter voor elke boer opgaat, zal de weide te gronde gaan.

Een dergelijk gedrag is betrekkelijk eenvoudig in een mathematisch model te vatten. De onderzoekers maakten daarbij tevens gebruik van methoden uit de statistische mechanica, waarmee het gedrag van grote aantallen atomen in een gas kan worden beschreven op grond van de eigenschappen van de individuele deeltjes. In het model konden internet-surfers zich inhouden of juist zoveel mogelijk bandbreedte tot zich proberen te nemen. Maar ze konden afhankelijk van de waargenomen drukte natuurlijk ook switchen. Deze simpele aannames gaven aanleiding tot een patroon van 'internet-stormen', relatief kortdurende stremmingen, waarbij praktisch al het verkeer tot stilstand kwam. Pas wanneer veel grootgebruikers er de brui aan gaven, kwam het weer een beetje op gang.

Om te testen of dergelijke verstoppingen ook in werkelijkheid optraden werden pakketjes data vanuit de Verenigde Staten via Groot-Brittannië rondgestuurd. De tijd die zo'n pakketje over een ronde doet is een directe maat voor de drukte op het net. De verdeling van de waargenomen stremmingen kon goed met het model worden beschreven. Volgens de onderzoekers kan alleen verbetering worden verwacht als een vorm van rekening-rijden wordt geïntroduceerd of een toeslag voor wie iets snel wil hebben.