使用 VPN Accelerator 將速度提升高達 400%

Proton VPN 在為複雜且困難的問題開發全新解決方案方面擁有悠久的歷史，包括克服封鎖 VPN 的企圖(新視窗) 以及廣告商在網際網路上追蹤使用者。作為一家由在 CERN 相遇的科學家所創立的公司，我們擁有強大的研發文化，而我們近期利用這一點，透過名為 VPN Accelerator 的全新功能顯著提升了 VPN 速度。

VPN Accelerator 可改善 VPN 連線穩定性，並在某些情況下將我們的 VPN 速度提高達 400%。得益於這項新技術，您在使用我們的服務時，隨時都能享受最快的 VPN 速度。

VPN Accelerator 適用於所有 Proton VPN 應用程式，並能提升所有 VPN 協定的效能。作為一項頂級質子版功能，它已為所有使用付費 Proton VPN 方案的使用者預設啟用。

VPN Accelerator 是如何運作的？

VPN Accelerator 是 Proton VPN 獨有的功能，包含由我們研發團隊在內部開發的一套獨特技術，以更好地利用我們龐大的網路容量。

我們不斷擴充跨網路的 ProtonVPN 容量，目前已超過每秒 1 Terabit（1,000 Gbps），是現存最大的 VPN 網路之一。相比之下，瑞士最大的網際網路交換中心 SwissIX 的每日平均網路容量也僅有 80 Gbps。

然而，容量只是 VPN 速度的其中一個要素，且通常不是限制 VPN 效能的決定性因素。在下方，我們將探討 VPN Accelerator 如何透過克服其他限制因素來解鎖更高的 VPN 速度。

克服 CPU 限制

伺服器 CPU 速度通常是一個限制因素，因為許多熱門的 VPN 協定（包括 OpenVPN）不使用多執行緒(新視窗)。這意味著伺服器處理器上單一核心的 CPU 運算能力會成為速度的限制因素。

Proton VPN 透過在每台伺服器上使用多個 OpenVPN 處理程序來解決這個問題，從而充分利用多核心處理器。然而，除非負載在多個處理程序之間得到妥善分配，否則光靠這一點還不足以完全解決問題。不然的話，單一 CPU 執行緒可能會過載。

為了解決此問題，我們重新建構了 OpenVPN，以便工作階段可以均勻分配到所有運作中的 OpenVPN 處理程序，消除單一執行緒過載的可能性。類似的技術也套用於其他 VPN 協定。

延遲和 TCP 擁塞

TCP（傳輸控制協定）承載了全球大部分的網際網路流量。TCP 實際吞吐量 (Goodput)(新視窗) 與延遲和封包遺失率成反比，這就是為什麼網路測速通常會選取距離您儘可能近的伺服器。

實際吞吐量 (Goodput)

在特定時間內傳輸的有用資訊 位元 (bits) 數量。實際吞吐量可以透過將傳輸檔案的大小除以傳輸該檔案所需的時間來計算。

與非常遙遠的伺服器建立連線可能會導致 TCP 速度變慢。這本身與使用 VPN 無特別關係，但連線到 VPN 會增加從您的裝置到最終伺服器的端對端路徑長度，進而放大這個問題。

舉一個極端的例子，如果您人在瑞士，連線到紐西蘭的伺服器，並造訪美國的網站，您的流量將會繞行大半個地球，導致大約 600 毫秒的往返延遲(新視窗) (RTD)。

我們無法提高光速，也無法讓紐西蘭靠近歐洲，但 VPN Accelerator 解決了這個問題，將 600 毫秒的路徑分解為更短的路徑（例如，兩條 300 毫秒的路徑）。在每條較短的路徑上，都可以實現更快的實際吞吐量，從而在整個路徑上獲得更高的整體效能。

為了達到更高的速度，VPN Accelerator 還在每條路徑上使用名為 BBR(新視窗) 的 TCP 延遲控制 TCP 流量控制演算法。在較長的路徑或擁塞的網路中，通常會發生一定程度的封包遺失。BBR 能從封包遺失中更快復原，且提升速度的速度也更快（也就是說，在資料傳輸開始時，它能更快達到最大速度）。

對於高延遲伺服器或發生封包遺失時，效能的提升可能是革命性的。當連線到具有完美連線品質的附近伺服器時，效能提升就不太明顯。在下方的範例中，我們可以看到即使只有 1.5% 的封包遺失，與其他擁塞控制演算法相比，BBR 仍能提供 100 倍的效能提升(新視窗)。

提高「轉發」效率

大多數 TCP 擁塞演算法對封包轉發中的間隔或突然延遲相當敏感。因此，減少停頓（封包排隊或遭丟棄的短暫時間）的任何風險非常重要，因為這些停頓會導致 TCP 步調和後續效能大幅降低。

作為 VPN Accelerator 研發工作的一部分，Proton VPN 的研發團隊也解決了可能導致停頓的特定協定問題。例如，OpenVPN 和 IKEv2 核心代碼中的效率低下有時可能會導致控制通訊端被阻擋。藉由將處理程序間的通訊卸載至自訂編寫的「附屬」處理程序，我們得以消除這類型的停頓。

通常，每台 Proton VPN 伺服器每秒會處理超過 100,000 個封包，這累積了相當可觀的 CPU 時間。藉由修改伺服器上的 Linux 網路堆疊，Proton VPN 繞過了「已知流量」的正常封包處理路徑，從而顯著提高速度並降低延遲。

最後，Proton VPN 避免使用許多其他 VPN 服務所採用的虛擬伺服器、虛擬化技術或容器。我們的整個基礎架構皆安裝在實體伺服器上，因此無需在虛擬機器或容器與其主機之間轉發已加密的封包。這進一步降低了延遲並提升了速度。

Diagram showing why bare metal servers are faster than virtualized servers

您如何從更快的 VPN 速度中受益

在正常使用下，VPN Accelerator 可以將連線速度提高 400% 以上，特別是在連線到較遙遠的伺服器時。

由於 VPN Accelerator 已內建於所有 Proton VPN 應用程式中，您無需進行任何操作即可利用這項獨特技術。VPN Accelerator 還能讓不同的 VPN 協定達到相似的效能。例如，在使用 VPN Accelerator 的情況下，Proton VPN 的 OpenVPN 所提供的效能，與通常快得多的 WireGuard® 相當。

在理想的網路條件下，VPN Accelerator 可能不會對效能帶來任何改善。然而，網路條件通常並不理想。使用 Proton VPN，無論您連線到哪台伺服器或身在何處，您始終會自動獲得最快的速度。