Как оптимизировать сеть для мобильного мультиплеера

Как Оптимизировать Сеть для Мобильного Мультиплеера

Оптимизация сетевого кода в мобильных мультиплеерных играх является критически важным аспектом, влияющим на стабильность соединения, пинг и общий игровой опыт. Below are some key strategies and best practices to help you optimize your network settings for a mobile multiplayer game.

Архитектура Сетевого Кода

Клиент-Серверная Архитектура

Самая распространенная модель для многопользовательских игр — клиент-серверная архитектура. Сервер управляет состоянием игры и отвечает за синхронизацию данных между игроками. Это упрощает логику управления и обеспечивает более надежное управление состоянием игры, предотвращая недобросовестное поведение клиентов.

Пиринговая Архитектура

Пиринговая архитектура (P2P) позволяет клиентам напрямую взаимодействовать друг с другом, минуя сервер. Это может снизить нагрузку на сервер, но также увеличивает риск проблем с безопасностью и синхронизацией в играх.

Типы Соединений

TCP и UDP

В сетевом коде игр используются два ключевых типа соединений:

TCP (Протокол управления передачей): гарантирует надежность передачи данных, обеспечивая правильную доставку и последовательность пакетов. Он оптимален для игр, где критически важна точность, но может привести к задержкам.
UDP (Протокол датаграмм пользователя): менее стабильный, но обладает большей скоростью. Он лучше подходит для игр, где нужна быстрая реакция, таких как шутеры.

Синхронизация Состояния Игры

Репликация Переменных

Для синхронизации состояния игровых объектов между сервером и клиентами используется репликация переменных. Каждый реплицируемый объект имеет параметр NetUpdateFrequency, который определяет, сколько раз в секунду объект будет проверять своё состояние на предмет обмена по сети. Выставление адекватных значений этого параметра критически важно для предотвращения перегрузки сети и снижения нагрузки на CPU сервера.

Отправка RPC

Отправка RPC (Remote Procedure Call) с сервера на клиент или с клиента на сервер используется для отправки специфических данных. Однако, необходимо избегать вызова RPC каждый тик сервера, если частота сетевых обновлений намного ниже. Вместо этого, следует аккумулировать значения и отправлять их реже.

Оптимизация Сетевого Кода

Передача Только Изменений (Диффов)

Одна из эффективных стратегий оптимизации — передача только изменений (диффов) вместо полного состояния объектов. Это экономит пропускную способность и ускоряет обработку на сервере.

const updateGameState = (previousState, currentState) => {
    let differences = {};

    for (let key in currentState) {
        if (currentState[key] !== previousState[key]) {
            differences[key] = currentState[key];
        }
    }

    return differences;
};

Упрощение Структуры Пакетов

Уменьшение размера пакетов и улучшение скорости их обработки на сервере также помогает в оптимизации. Это достигается путем сокращения ненужных данных и оптимизации структуры пакетов.

Управление Нагрузкой на Сервер

Балансировка Нагрузки

При большом количестве пользователей важно распределять нагрузку между несколькими серверами. Это можно сделать с помощью балансировки нагрузки и кластеризации серверов, что обеспечивает высокую доступность и масштабируемость.

Мониторинг Производительности

Регулярный мониторинг ресурсов сервера (CPU, память, пропускная способность) позволяет оперативно реагировать на возникновение проблем и оптимизировать работу.

Компенсация Сетевых Скачков (Jitter)

Использование Буферов

Для компенсации сетевых скачков (jitter) можно использовать буферы для данных ввода и состояний мира. Это позволяет иметь запас времени на компенсацию jitter и интерполяцию, если один из пакетов потерялся.

Примеры из Практики

Оптимизация в Unreal Engine 4

В проекте Armored Warfare: Assault, разработчики столкнулись с проблемой перегрузки сети из-за высоких частот обновления объектов. Решением стало выставление адекватных значений NetUpdateFrequency и репликация данных по частям, чтобы избежать сатурации сети.

Оптимизация в Мобильном PvP Шутере

В мобильном PvP шутере, разработанном компанией Pixonic, использовались различные техники оптимизации, включая буферы для компенсации jitter и интерполяции. Клиент синхронизировался с сервером только после получения нескольких состояний мира, что помогло избежать рассинхронизации.

Заключение

Оптимизация сетевого кода в мобильных мультиплеерных играх требует тщательного подхода к архитектуре, типам соединений, синхронизации и нагрузке на сервер. Выставление правильных частот обновления, передача только изменений, упрощение структуры пакетов и использование буферов для компенсации jitter являются ключевыми стратегиями для достижения стабильного и быстрого соединения.