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KCP同 UDT/ENET的性能比较

February 18th, 2016 9 comments

如果不丢包那么 KCP(https://github.com/skywind3000/kcp)和 TCP性能差不多,KCP不会有任何优势,但是网络会卡,造成卡的原因就是丢包和抖动,有同学在内网这样好的环境下没有用任何丢包模拟直接跑,跑出来的数据是差不多的,但是放到公网上,放到3G/4G网络情况下,差距就很明显了,公网在高峰期有平均接近10%的丢包,wifi/3g/4g下更糟糕,这正是造成各种网络卡顿的元凶。

感谢 asio-kcp 的作者 zhangyuan 对 KCP 与 enet, udt做过的一次横向评测,结论如下:

  • ASIO-KCP has good performace in wifi and phone network(3G, 4G).
  • Extra using 20% ~ 50% network flow for speed improvement.
  • The kcp is the first choice for realtime pvp game.
  • The lag is less than 1 second when network lag happen. 3 times better than enet when lag happen.
  • The enet is a good choice if your game allow 2 second lag.
  • UDT is a bad idea. It always sink into badly situation of more than serval seconds lag. And the recovery is not expected.
  • enet has the problem of lack of doc. And it has lots of functions that you may intrest. kcp’s doc is chinese. Good thing is the function detail which is writen in code is english. And you can use asio_kcp which is a good wrap.
  • The kcp is a simple thing. You will write more code if you want more feature.
  • UDT has a perfect doc. UDT may has more bug than others as I feeling.

具体见:横向比较这里。截取一段在网络糟糕时,asio-kcp/enet的延迟数据:

worst network lag happen:
asio: 10:51.21
291  295   269   268   231   195   249   230   225   204

enet: 10:51.21
1563   1520    1470    1482    1438    1454    1412    1637    1588    1540

我当年主要测试了 KCP和 TCP/UDT的比较,扫了一眼 libenet觉得协议实现中规中矩,缺乏很多现代传输协议的技术,所以并没有详细测试。而 asio-kcp的作者同时给出了KCP/enet/udt三者的详细比较,为更多犹豫选择使用那一套的人提供了更多指引。

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网络程序计时器通常用啥实现?

July 26th, 2015 No comments

通常来讲,就是利用 select 的空余时间,来进行时钟检查,不管是 select / poll / epoll/ kevent,以下统称 select,它有一个等待时间作为参数,即没有事件时,最多 wait 多少时间,我们把这个作为网络库的基准频率,比如 10MS,或者 20MS, 25MS, 50MS,都是常用的几个值。

就是说网络库调用 select 等待事件时如果没有事件,那么最长等待 10MS 就返回了,这时再处理完所有网络事件后,就可以来处理时钟数据了。事件处理函数就是这样:

def update_events(milisec = 10):
    result = selector.select(milisec)
    for fd, event in result:
        do something with socket event
    current = time.time()
    update_timer(current)

while 1:
    WAIT_MILLISEC = 10
    update_events(WAIT_MILLISEC)

关键就是这个两次 select 中间 update_timer 的任务:集合中检查需要唤醒的时钟,并且调用它们的回调函数,来驱动整个服务器的时钟运行,以最简单的扫描法为例:

def update_timer (current):
    for timer in available_timers:
         while current >= timer.expires:
             timer.callback(current)
             timer.expires += timer.period

available_timers 记录着当前可用的所有 timer 的集合,expires 是他们需要被触发的时间,如果当前时间大于等于这个 expires,认为该 timer 需要被触发到。注意 timer.expires 更新的时候是 += 周期,而不是 = current + 周期,后者会导致误差积累,长时间运行后偏差越来越大。同时这里需要 while,因为可能跨越两个以上周期,当然只运行一次的 timer 就不需要了,这里只是简化下。

比如 libevent 里面的主循环 event_base_loop 每次 select 完毕后就调用一次 timeout_process。

这就是 Timer 调度的基本原理。

可能你会发现每次 select 结束都要扫描整个 available_timers 集合,是一个非常费时间的事情,那么首先想到的就是优先队列了:将 Timer 节点按照 expires 的先后顺序,将最快要发生的超时节点放在前面,每次检测队列头就可以判断是否超时了。

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再谈网游同步技术

May 9th, 2015 15 comments

实时动作游戏在近年来得到迅猛的发展。而游戏同步问题,成为大家继续解决的核心问题之一。早在 2004年,国内游戏开发还处于慢节奏 RPG满天飞的情况下,我就开始实时动作游戏研究,分别在 2005-2006期间写了一系列相关文章,被好多网站转载:

帧间同步模式:《帧锁定同步算法》(2007): http://www.skywind.me/blog/archives/131 

玩法规避模式:《网络游戏同步法则》(2005): http://www.skywind.me/blog/archives/112

预测插值模式:《影子跟随算法》(2007): http://www.skywind.me/blog/archives/1145

如今十年过去,网上越来越多的人开始讨论游戏同步技术了,然而很多文章往往只针对某种特定的游戏情况,而观点又经常以偏概全。很多人并没有真正开发过实时动作游戏,更别说了解同步技术的前世今生了。转载别人的观点并加上自己理解的人很多,实际动过手的人很少。避免给更多人造成无谓的误导,我今天基于先前的实践和对欧美动作游戏,战网游戏,主机游戏(PSN,XBox Live等)网络技术的了解,来对这个问题做一个简单总结:

网速的变化

开发快速动作游戏,首先要对公网的网络质量数据有详细的了解。这里所说到的网速,是指 RTT,数据往返一周的毫秒时间,而非每秒传送多少 KB/s。我写这篇文章是基于我 2005-2006年开发的东西来说的,当时国内公网质量比国外差很多:

clip_image003

上图为 2005-2006年国内的网络环境,某三个省级 IDC的情况采样。当时公网 RTT平均值基本在100ms,120ms左右徘徊。所以我文中引用了很多 100ms。这个情况在2009 年以后已经好了很多(60ms的rtt)。到了2012年以后,公网平均 RTT已经降低到平均 40ms-50ms,省内平均10ms以内了:

image

上图为 2015年某省级 IDC的全国延迟情况,如若全国多布点以及区别电信联通的话,平均延迟能控制在20ms以内,延迟基本接近国外水平(当然带宽还差很多),比我当年文章中提到的网络情况好了不少。

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快速可靠协议-KCP

December 22nd, 2012 18 comments

KCP是一个快速可靠协议,能以比 TCP浪费10%-20%的带宽的代价,换取平均延迟降低 30%-40%,且最大延迟降低三倍的传输效果。纯算法实现,并不负责底层协议(如UDP)的收发,需要使用者自己定义下层数据包的发送方式,并以 callback的方式提供给 KCP。连时钟都需要外部传递进来,内部不会有任何一次系统调用。

整个协议只有 ikcp.h, ikcp.c两个源文件,可以方便的集成到用户自己的协议栈中。也许你实现了一个P2P,或者某个基于 UDP的协议,而缺乏一套完善的 ARQ可靠协议实现,那么简单的拷贝这两个文件到现有项目中,稍微编写两行代码,即可使用。

URL:https://github.com/skywind3000/kcp

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[业余土制] 简易网络库 easenet

December 12th, 2010 3 comments

1. 跨平台网络库
2. 异步事件:kevent, iocp, epoll, poll, select封装
3. 内存管理:SlabPlus
4. 可靠协议:类tcp纯协议实现,包括重传机制,窗口管理,流量控制,拥塞处理。
5. 多种工具:缓存池,环状缓存,高性能hashmap等。

代码贴上:
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[业余土制] Python P2P模块

December 10th, 2010 No comments

影子跟随算法(2007年老文一篇)

December 12th, 2007 11 comments

算法简述

 

动作类游戏如何在高延迟下实现同步?不同的客户端网络情况,如何实现延迟补偿?十年前开始关注该问题,转眼十年已过,看到大家还在问这类问题,旧文一篇,略作补充(关于游戏同步相关问题还可以见我写于2005年的另外两篇文章,帧锁定算法网游同步法则):

影子跟随算法由普通DR(dead reckoning)算法发展而来,我将其称为“影子跟随”意再表示算法同步策略的主要思想:

1. 屏幕上现实的实体(entity)只是不停的追逐它的“影子”(shadow)。

2. 服务器向各客户端发送各个影子的状态改变(坐标,方向,速度,时间)。

3. 各个客户端收到以后按照当前重新插值修正影子状态。

4. 影子状态是跳变的,但实体追赶影子是连续的,故整个过程是平滑的。

clip_image002

1 算法演示

前面的1号终端控制红色飞船P1向左飞,并把自己的状态时时告诉服务器

后面的2号终端上接收到飞船P1的影子S1的状态(向左移动),并让P1的实体追赶S1

网络性能指标一:带宽,限制了实时游戏的人数容量

网络性能指标二:延时,决定了实时游戏的最低反应时间

 

使用该算法可以容易的开发出一款马里奥赛车,或者Counter Strike,详细说明见后:

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帧锁定同步算法

February 10th, 2007 17 comments

帧锁定算法解决游戏同步

早期 RTS,XBOX360 LIVE游戏常用同步策略是什么?格斗游戏多人联机如何保证流畅性和一致性?如何才能像单机游戏一样编写网游?敬请观看《帧锁定同步算法》

《帧锁定同步算法》转载请注明出处:http://www.skywind.me/blog/archives/131

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