Microsoft erklärt, wie es die Größe von Windows 11-Updates um 40 % reduziert hat

Während seiner offiziellen Ankündigung im Juni versprach Microsoft, dass Windows-Updates 40 Prozent kleiner und effizienter sein werden als in Windows 10, da diese Updates nun hauptsächlich im Hintergrund stattfinden, um den Front-End-Nutzern ein nahtloses Erlebnis zu bieten.

Microsoft hat sein Versprechen gehalten und die Größe der Qualitätsupdates in Windows 11 um 40 % reduziert. Jetzt hat das Unternehmen in einem Blogbeitrag erklärt, wie es sein Ziel mit der neuen Kompressionstechnologie erreicht hat.

„Mit dem schnellen Tempo von Windows-Sicherheits- und Qualitätskorrekturen benötigt die Verteilung dieser großen Menge an aktualisierten Inhalten erhebliche Bandbreite. Die Reduzierung dieses Netzwerktransfers ist entscheidend für ein großartiges Erlebnis. Darüber hinaus können Benutzer in langsameren Netzwerken Schwierigkeiten haben, ihre Maschinen mit den neuesten Sicherheitskorrekturen auf dem neuesten Stand zu halten, wenn sie das Paket nicht herunterladen können“, schrieb der Microsoft-Softwareingenieur Jonathon Ready in einem Blogbeitrag.

„Zusätzlich zu ländlichen Gemeinschaften mit eingeschränktem Zugang zu Hochgeschwindigkeits-Breitband hat die hybride und remote Arbeit die Komplexität der Update-Verteilung für viele Unternehmen erhöht. Ohne Hochgeschwindigkeits-Intranets zur Verteilung von Updates an Geräte müssen Unternehmen auf ihre virtuellen privaten Netzwerke und die Internetverbindungen ihrer remote arbeitenden Mitarbeiter angewiesen sein, um die Update-Verteilung zu gewährleisten. Die Minimierung des Netzwerkverkehrs erhöht die Geschwindigkeit von Sicherheits-Patches und schützt eine remote arbeitende Belegschaft, egal wo sie sich befindet.“

Seit Windows 10, Version 1809, verwendet der Windows-Service gepaarte Vorwärts- und Rückwärtsdifferenzkompression. Durch die Nutzung der Vorwärts- und Rückwärtsdifferenzen kann das Betriebssystem auf seine Basisversion als Zwischenzustand im Service zurückgreifen.

Während die Vorwärts- und Rückwärtsdifferenzen in ihrer Funktion symmetrisch sind, ist ihr Inhalt weitgehend disjoint, was bedeutet, dass ein bidirektionales Delta, das den gemeinsamen und disjointen Inhalt enthält, nicht signifikant kleiner ist als ein Paar von Vorwärts- und Rückwärtsdifferenzen.

Da die Daten in Vorwärts- und Rückwärtsdeltas weitgehend disjoint sind, wird aus einem bidirektionalen Delta im Vergleich zu gepaarten Vorwärts- und Rückwärtsdeltas nur wenig Effizienz gewonnen.

Microsoft entdeckte, dass diese Transformationen und Patches im Delta-Anwendungsschritt „beobachtet“ und effizient in ein Rückwärtsdelta (n->0) neu kodiert werden können, wodurch die Notwendigkeit entfällt, Rückwärtsdeltas in einem gepaarten Delta-Ansatz zu verteilen.

Folglich verwendete der Redmonder Riese den Ansatz der „Rückwärts-Update-Datengenerierung“ für die Zusammenstellung virtueller Adressen.

„Die Zuordnung funktioniert, indem eine Byte-für-Byte-Demontage des Assemblierungscodes des Programms durchgeführt und die virtuellen Adressen identifiziert werden. Virtuelle Adressen entsprechen logisch den Einstiegspunkten für Funktionen des Assemblierungscodes und verschieben sich, wenn der Assemblierungscode mit einem Fix aktualisiert wird. Diese Verschiebungen werden von der Delta-Engine beobachtet und in einer Zuordnungstabelle erfasst. Der Zuordnungsprozess bei der Delta-Anwendung normalisiert die Adressen dieser Änderungen und ist ein großer Teil des Grundes, warum moderne architektonisch aufgeklärte Delta-Algorithmen so effizient sind“, fügte Ready hinzu.

„Ähnlich wie bei den grundlegenden Patch-Anweisungen können diese Transformationen „beobachtet“ und umgekehrt werden. Es gibt einen leichten Overhead, da nicht alle Zuordnungen 1:1 sind, und wo die Vorwärtszuordnung mit ihrer beobachteten Rückwärtszuordnung in Konflikt steht, müssen zusätzliche Patch-Anweisungen verwendet werden, um die Zuordnung auszurichten. Dies kann vor Ort erfolgen, und die Rückwärtszuordnung bietet nahezu die gleiche Leistung wie ein Rückwärtsdelta mit einer direkten Zuordnung von einer Delta-Generierung, die auf dem Server durchgeführt wurde.“

Laut Microsoft hat der Ansatz der „Rückwärts-Update-Datengenerierung“ in Windows 11 zu einer Reduzierung der Update-Größe um 40 % geführt. Dies wird seinen Kunden zugutekommen, die weniger herunterladen müssen, um auf dem neuesten Stand und sicher zu bleiben.