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再谈网游同步技术

May 9th, 2015 18 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): https://www.skywind.me/blog/archives/131 

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

预测插值模式:《影子跟随算法》(2007): https://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:

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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:

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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 21 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 13 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。

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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 28 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:https://www.skywind.me/blog/archives/131

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网络游戏南北互通问题分析

June 11th, 2005 No comments

网络游戏南北互通问题方案

网络游戏用户按接入分,有多数的电信用户,次多数的网通用户,又有处于教育网的学生用户,造成了互联互通上极大的障碍。又由于当今游戏用户数据的越来越强的集中性和游戏服务器的分散性之间无可避免的矛盾,无法将游戏平台划分成为一个个独立的世界。

在上次的文档“QQ游戏服务器分布说明”后又补充了一篇“QQ游戏服务器响应速度”,可以发现QQ游戏服务器除去黑龙江,吉林,辽宁三省的大量网通用户外,在各地相对于电信和网通的访问速度都还是比较迅速的。下面是一些分析:

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网络游戏同步法则

June 11th, 2005 23 comments

网路的硬件也有限,而人的创造也无限,在公网平均130ms的Latency下,是不存在“完全的”的同步情况。如何通过消除/隐藏延时,将用户带入快速的交互式实时游戏中,体验完美的互动娱乐呢?

以下六点,将助你分清楚哪些我们可以努力,哪些我们不值得努力,弄明白实时游戏中同步问题关键之所在,巧妙的化解与规避游戏,最终在适合普遍用户网络环境中(200ms),实现实时快速互动游戏:

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