Что такое пакет лосс
Как исправить потерю пакетов
Потеря пакета происходит, когда ваше сетевое соединение теряет информацию во время передачи. Это может заставить ваше сетевое соединение казаться медленнее, чем должно быть, и снижает надежность сетевого взаимодействия как с локальными, так и с удаленными устройствами. Остановка потери пакетов должна быть на вершине списка для всех, кто хочет улучшить проблемную сеть.
Что такое потеря пакетов?
В большинстве сетей время от времени наблюдается очень низкий уровень потери пакетов. Превращения сетевых соединений таковы, что время от времени пакет отбрасывается, что неизбежно. Тем не менее, в правильно функционирующей сети потеря пакетов происходит достаточно редко, что не влияет на эффективность сетевого подключения.
Если вы видите более высокие уровни потери пакетов в вашей сети, вам нужно предпринять шаги, чтобы это исправить. Возвращаясь к нашей аналогии с водой, значительная потеря пакетов напоминает плохо протекающую трубу. Это должно быть исправлено, прежде чем любые другие улучшения могут быть сделаны.
Что вызывает потерю пакетов в вашей сети
Потеря пакета происходит не только по одной причине. Диагностика причины потери пакетов в вашей сети покажет вам, что вам нужно исправить.
Обнаружение потери пакета
Существует ряд программных приложений, которые могут обнаружить потерю пакетов в сети. Они каким-то образом «вынюхивают» пакеты, анализируя время их поездки или просматривая пакеты. Самый простой способ выяснить, существует ли потеря пакетов, — это пропинговать устройства в вашей сети.
В macOS или Linux откройте окно терминала и используйте следующую команду:
В Windows вы можете использовать tcpdump через оболочку Bash в Windows 10 или запустить Wireshark.
Процесс обнаружения пакетов довольно низок. После того, как вы установили способ проверки связи по сети, вам необходимо следовать практике изоляции и устранения, чтобы определить источник и причину потери пакета. Для этого в большинстве случаев потребуется пинговать большинство устройств в сети или запускать сценарии, которые выполняют то же самое. Знание топологии сети будет очень полезно здесь.
Определение причины потери пакета
Чтобы определить основную причину потери пакетов, вы должны начать с самой простой проблемы, чтобы обнаружить и вернуться обратно.
Сначала проверьте соединение Ethernet между устройствами. Проверьте наличие явных признаков физического повреждения и неправильного подключения. Эти кабели работают правильно? Решает ли переключение кабелей проблему? Проверьте маршрутизаторы и коммутаторы аналогичным образом.
Во-вторых, определите, достаточно ли пропускной способности для обработки необходимых устройств в вашей сети. Является ли какой-либо один аппаратный элемент обработкой значительно большего количества соединений, чем следует? Это часто процесс поиска и замены, пока проблема не решится. Вы также можете использовать «заведомо исправный» коммутатор и маршрутизатор, поменяв его местами с потенциально проблемными устройствами в сети, чтобы увидеть, исчезает ли потеря пакетов при удалении определенного устройства.
Как исправить потерю пакетов в вашей сети
Как только вы определили причину потери пакета, есть два исправления, которые могут быть применены.
Первый включает в себя замену проблемного оборудования. Если ваше расследование привело к неправильной работе устройства, замените его.
Если потеря пакета вызвана программными ошибками, вам нужно попытаться исправить ошибку самостоятельно, попытаться обойти ее или сообщить об ошибке поставщику и надеяться, что он исправит ее. Для внутреннего программного обеспечения может быть легче найти исправление. Для стороннего программного обеспечения это зависит. Если вы являетесь крупным клиентом, вы можете найти выход из положения. Если нет, возможно, вы застряли в ожидании, пока пытаетесь использовать обходной путь.
Потеря пакетов часто представляет собой медленную работу в сети. Конечно, что-то столь расплывчатое может быть вызвано множеством коренных причин. Если вы диагностируете неэффективную сеть, потеря пакетов должна быть в верхней части вашего списка. После того как потеря пакетов исключена, вы можете перейти к более сложным проблемам.
Как проверить потерю пакетов интернета и попытаться исправить
Друзья, горячо приветствую вас на нашем сайте WiFiGid. Не было печали, да друзья помогут. Однажды в разговоре мне наш Бородач рассказал про некую проблему наличия у него потери пакетов. Если честно, жил и не тужил до этого – абсолютно ничего не мешало. Но как раз после изучения проблемы и выявления ее у себя, полез исправлять. Вся моя история и методы разрешения проблемы – читайте ниже.
Есть что рассказать? Остались вопросы? Поделитесь своим словом с другими нашими читателями. Вам не убудет, а им будет больше актуальной информации. Спасибо! Комментарии расположены прямо под этой статье.
Коротко по ситуации
Для передачи данных на сетевом уровне (отсылка к модели OSI про 7 уровней) данные передаются ПАКЕТАМИ. При определенных обстоятельствах эти ПАКЕТЫ могут теряться в сети (т.к. за качество передачи отвечает уже вышестоящие уровни, а здесь еще контроля нет). Итого, представим ситуацию:
Обидно? Еще бы. И самое страшно, на том или ином уровне эта проблема проявляется у всех. Но местами она бывает совсем недопустимой. Вот и попробуем ее выявить и устранить.
Основные причины
Мы выяснили, что пакеты пропадают – и это вообще нормально. Но почему это происходит? Здесь я попробую установить некий порядок. Не претендую на первоистинность, но именно так можно начинать проводить первичную диагностику на утечки:
Проверки
А теперь переходим к непосредственной проверке потерь. Ведь нужно же с чего-то это все начать?
Шаг 1 – Скорость интернета
Не профессионально, но зато практично:
В моем случае прямо сейчас с рабочего ноутбука цифры вполне себе даже нормальные. А вот если бы было что-то вроде 60 Мбит/с, я бы уже задумался о проблеме. Но не одним замером можно установить проблему.
Шаг 2- Пингуем
Открываем командную строку (в Windows проще всего щелкнуть правой кнопкой мыши по кнопке «Пуск» и выбрать любой Windows PowerShell). Открываем и вписываем по порядку следующие команды:
ping 8.8.8.8
ping 1.1.1.1
ping ya.ru
ping google.com
ping wifigid.ru
Этими командами мы отправляем по 4 пакета до DNS Гугла, DNS Clouflare, сайта Яндекса, сайта Гугла и нашего сайта соответственно. Смотрим результаты, все пакеты должны доходить, потерь быть не должно. Возможно, здесь удастся вычислить примерное направление возникновения потерь.
Как видите, и здесь потерь нет.
Утилита ping существует в Linux и в MAC. Так что на любом железе можно отпинговать все сомнительные участки сети.
Если на внешней сети появились потери, рекомендую провести пинг внутренних узлов сети, например, от вас до роутера. IP-адрес роутера, надеюсь, вы догадаетесь как найти. Нет? Комментарии ниже.
Шаг 3 – Трассировка
Если происходит обвал сети, нужно вычислять, на каком примерно участке это происходит. Для этого существует команда « tracert » – показывает все пройденные участки до конечной цели.
Допустим, мы знаем, что на пути до роутера (192.168.0.1) уже теряются пакеты. Задача – на всякий случай просмотреть все узлы до него в сети, увидеть как идет наш запрос:
Все пучком и без задоринки! Но классно делать трассировку куда-нибудь вовне (например, tracert ya.ru ). Зачем? Так можно увидеть, какие именно пути от вас до сайта падают. И так можно уже выходить на провайдера.
Другие программы
Не буду здесь рекомендовать никаких сторонних программ. Обычно они базируются на упомянутых выше ping и tracert. В лучшем случае они выводят какую-то красоту, в худшем – получите вирус на компьютер. В обоих этих случаях не вижу причины их использовать.
Краткий чеклист проверок
Если вы уже попробовали все (а обычно так в поиске причины и бывает), рекомендую еще пробежаться вот по этому списку. Авось приедет какая-то умная мысль в голову:
Личный опыт
Здесь я просто вынесу тезисы по личному опыту, на что следует обращать внимание:
Дополнение от Бородача
Есть очень полезная программка WinMTR – она в реальном времени показывает трассировку до выделенного сервера. Например, вы играете в CS GO, Dota или другую онлайн игру и видите потерю пакетов. В моем случае, я видел, что есть просадка при игре в HOTS, поэтому давайте покажу на её примере.
Итак, в первую очередь смотрим на процент «Loss». Если потеря происходит где-то вдали не у провайдера, то вы тут ничего не поделаете, скорее всего это решится через какое-то время. Если есть проблема со стороны провайдера, то звоним им. Если лузы появляются на роутере (192.168.1.1 или 192.168.0.1), то можно сделать вот что:
Если ничего из вышеперечленного не помогло, то проблема может быть и у провайдера. У меня были потери (17-30%) как раз на роутере. Я не мог понять, что с ним не так. Потом мой любимый Ростелеком отключил мне интернет из-за аварии на неделю, и после этого проблемы как не бывало, и лузов больше нет. Можно попробовать взять у друга роутер или подключить интернет напрямую в комп или ноутбук, и, если проблема сохранится, то значит нужно звонить провайдеру.
За сим откланиваюсь, не забываем про комменты ниже.
Потеря пакетов
Пользователи, которые просматривают Интернет или имеют доступ к другим сетям в режиме онлайн, могут делать это посредством отправки и получения блоков данных, которые называются пакетами. В течение всего этого процесса один или несколько пакетов могут быть потеряны при передаче и не дойти до адреса назначения. Это называется потерей пакетов. Это может проявляться в виде медленных услуг, обрывов сетевых соединений и полной потери сетевого подключения. Потеря пакетов может повлиять на любое приложение, но с большей вероятностью может нарушить работу тех, которые зависят от передачи данных в режиме реального времени, таких как программы для потоковой передачи аудио или видео, а также других различных цифровых системных платформ. [1]
Существует множество эксплуатационных проблем, влияющих на производительность сети. Это одна из наиболее распространенных проблем. Сеть постоянно испытывает регулярные потери пакетов, но они не могут оказать существенного негативного влияния на общую производительность сети. [2]
Cодержание
Причины
Потеря пакетов обязательно случается время от времени, и это не то, о чем вы должны беспокоиться. Из-за постоянного использования и высокого спроса пакеты сбиваются с толку или теряются по дороге, и вот некоторые из наиболее распространенных причин. [3]
Переполненные сети
Сети, которые достигают максимальной пропускной способности, называются перегруженными сетями и с большей вероятностью испытывают потерю пакетов из-за возросшего трафика. Поскольку процесс пакетной передачи следует определенным шагам, сбои в соединениях могут привести к потере некоторых пакетов, чтобы сеть могла справиться с входящей нагрузкой. Однако по мере развития современных технологий многие приложения и программы теперь способны обрабатывать отбракованные данные с помощью другого метода, который подразумевает замедление скорости передачи или автоматическую пересылку потерянных пакетов данных.
Ошибки
Ошибки программного обеспечения также являются еще одной причиной потери пакетов в сети. Приложения, доступ к которым осуществляется без надлежащего тестирования программного обеспечения, скорее всего, приведут к проблемам с сетью и, в свою очередь, повлияют на передачу пакетов. Перезагрузки программного обеспечения часто позволяют решить эту проблему, однако могут потребоваться обновления программы или полное исправление приложения.
Проблемы сетевого оборудования и программного обеспечения
Существует несколько возможных аппаратных или программных проблем, которые могут существенно повлиять на входящий трафик в сеть. Когда для запуска системы используются устаревшие аппаратные устройства, пакеты могут быть потеряны из-за медленной передачи данных. Компаниям и частным лицам рекомендуется постоянно обновлять или модернизировать свое аппаратное обеспечение для оптимизации производительности сетевых процессов. Это необходимо, чтобы избежать задержек в работе сети, потери пакетов или даже полной потери соединения с системой.
Угрозы и нападения
Утечки безопасности и сетевые угрозы также могут быть причиной потери пакетов. В последнее время кибернетические атаки, известные как атака падения пакетов, стали популярны среди киберпреступников. Некоторые люди посылают команды, которые отправляют пакеты данных в поток данных. Эти вредоносные пользователи могут сделать это, получив доступ к сетевому маршрутизатору. Эти типы атак могут быть идентифицированы с помощью мониторинга скорости потери пакетов в сети. Внезапный скачок в этих статистических данных может быть признаком онлайн-атаки.
Эффекты
Эффекты потери пакетов могут быть приписаны в зависимости от протокола или приложения. Его также можно заметить на примере следующих простых примеров. Влияние потери пакетов в данных рассматривается как ошибки в команде. При просмотре или совершении видеозвонка изображения размываются и дрожат, а получаемая речь (вырезание и вырезание) повторяется с частотой.
Протокол управления передачей данных (TCP), как правило, несет ответственность за потерю пакетов. Перед ним стоит задача оценки, идентификации и ретрансляции пакетов. Протокол User Datagram Protocol (UDP) не может этого сделать, поскольку он не обладает неотъемлемыми возможностями оценки и ретрансляции. Это одна из причин, по которой UDP также может не справляться с потерей пакетов. Однако, независимо от протокола или приложения, слишком большая потеря пакетов определенно является проблемой. [4]
«Эти причины потери пакетов включают недостаточную мощность сигнала в пункте назначения, естественные или антропогенные помехи, чрезмерный системный шум, отказ оборудования, повреждение программного обеспечения или перегруженность узлов сети. Часто речь идет о более чем одном из этих факторов». [5]
В зависимости от передаваемого файла потеря пакетов может привести к разным последствиям. Изображения могут быть получены в виде разбитых изображений. Аудиофайлы вызывают непонятную речь или шум. Другие типы файлов нанесут серьезный ущерб полученным данным. Даже полная потеря может привести к отсутствию полученного сигнала. Сокрытие потери брекетов является альтернативой уменьшению эффекта потери пакетов в тех случаях, когда причина не может быть устранена. [6]
Общие вопросы и решения
Потери сетевых пакетов можно устранить, определив первопричину проблемы. В случае неисправности аппаратного обеспечения, установка новой замены, способной обрабатывать входящий трафик, а также способной максимизировать производительность системы, позволит, если не устранить неисправность, снизить потери пакетов при аренде. Это одна из причин, по которой компаниям или частным лицам целесообразно инвестировать средства и приобретать высокопроизводительные устройства.
Использование проводных соединений поможет обеспечить стабильную и стабильную передачу данных на подключенные устройства. Однако аппаратные проблемы могут также привести к потере пакетов. Общей проблемой с беспроводными соединениями являются сетевые помехи. Это можно сделать, используя менее населенные каналы. Это уменьшит количество перерывов в работе сети из-за не перегруженных сетей. Для сетей с большим скоплением пользователей проблема может быть решена путем увеличения пропускной способности сети у провайдера Интернет-услуг.
packet loss
Смотреть что такое «packet loss» в других словарях:
Packet loss — occurs when one or more packets of data traveling across a computer network fail to reach their destination. Packet loss is distinguished as one of the three main error types encountered in digital communications; the other two being bit error… … Wikipedia
Packet loss — Paketverlust (engl: packet loss) tritt bei der paketbasierten Datenübertragung in Netzwerken auf. Es gibt verschiedene Ursachen für Paketverlust: Fehler des Übertragungsmediums Paketverlust bei der Verarbeitung/(Zwischen )Speicherung der Pakete… … Deutsch Wikipedia
Packet loss concealment — (PLC) is a technique to mask the effects of packet loss in VoIP communications. Because the voice signal is sent as packets on a VoIP network, they may travel different routes to get to destination. At the receiver a packet might arrive very late … Wikipedia
Packet Loss Concealment — Als Packet Loss Concealment (zu Deutsch: Maskierung von Datenpaketverlust) werden Verfahren bezeichnet, die Verluste ganzer Datenpakete in einem digitalen Datenstrom überbrücken. Es wird in der digitalen Sprachübermittlung (zum Beispiel bei der… … Deutsch Wikipedia
Packet loss rate — Die Paketverlustrate, engl. Packet loss rate (PLR), ist in der Nachrichtentechnik ein Maß für die Übertragungsqualität einer elektronischen Datenverbindung. Die Paketverlustrate, die meist in Prozent angegeben ist, gibt an wieviele Pakete eines… … Deutsch Wikipedia
Packet capture — is the act of capturing data packets crossing a computer network. Deep packet capture (DPC) is the act of capturing, at full network speed, complete network packets (header and payload) crossing a network with a high traffic rate. Once captured… … Wikipedia
Packet (information technology) — In information technology, a packet is a formatted unit of data carried by a packet mode computer network. Computer communications links that do not support packets, such as traditional point to point telecommunications links, simply transmit… … Wikipedia
Packet switched network — A Packet Switched Network, or PSN, refers to the packet switched networks that existed before the Internet. The history of such networks can be divided into three eras:early networks before the introduction of X.25 and OSI,the X.25 era when many… … Wikipedia
General Packet Radio Service — (GPRS) is a packet oriented mobile data service on the 2G and 3G cellular communication system s global system for mobile communications (GSM). GPRS was originally standardized by European Telecommunications Standards Institute (ETSI) in response … Wikipedia
Network packet — In computer networking, a packet is a formatted unit of data carried by a packet mode computer network. Computer communications links that do not support packets, such as traditional point to point telecommunications links, simply transmit data… … Wikipedia
Baltimore Steam Packet Company — The Old Bay Line s District of Columbia in 1949 The Baltimore Steam Packet Company, which was also known as the Old Bay Line, was an American steamship line from 1840 to 1962, providing overnight steamboat service on the Chesapeake Bay,… … Wikipedia
Лаги, джиттер и потеря пакетов: откуда берутся проблемы с неткодом и как их решать
Если вы когда-либо играли в онлайн-игры, то наверняка знаете о лагах не понаслышке. Пропущенный выстрел, который должен был попасть в цель; мяч, резко меняющий направление прямо в воздухе; вы вдруг снова оказываетесь на несколько шагов назад в том месте, где находились секундой ранее. В этом нет ничего сверхъестественного: это обычные артефакты систем, обеспечивающих совместную игру с людьми из других стран почти так же эффективно, как и с соседом по комнате. По крайней мере, большую часть времени.
В этой статье речь пойдет о самых базовых вещах, почему вообще возникает сетевая задержка, с какими еще проблемами неткода можно столкнуться, а также с тем, что можно сделать со своей стороны, чтобы улучшить ситуацию. Также разберем остальную часть конвейера между ПК и игровым сервером, который может повлиять на получение лучшего игрового опыта без задержек и прочих неприятностей.
Итак, почему вообще возникают лаги? Почему в 2021 году это все еще является проблемой — с мощностью современных компьютеров, повсеместным использованием широкополосного Интернета и спустя десятилетия попыток разработчиков решить эту проблему?
С точки зрения разработчиков, реализация даже базового мультиплеерного режима — задача непростая. Необходимо получать данные от множества игроков одновременно, неоднократно — тысячи раз в секунду — передавать эту информацию на некий центральный сервер, а затем возвращать обработанный результат на ПК каждого игрока.
Состояние игры должно быть идеально синхронизировано с минимальной задержкой независимо от того, имеете ли вы дело с игроками в одной локальной сети или с разных континентов. Поэтому вам придется придумать способ компенсации задержки игроков. При этом лучше избегать необходимости ожидания игроками, пока сервер сообщит им результаты их же собственных действий, ведь динамике это на пользу не пойдет. Для этого вам, вероятно, потребуется показать эффекты ввода каждого игрока сразу же, а затем уже сглаживать любые различия между ПК игрока и сервером таким образом, чтобы это было внешне неочевидно.
Мы не можем знать, что делают другие игроки, пока сервер не сообщит нам об этом. Поэтому мы вынуждены отображать действия других игроков в матче такими, какими они были в прошлом. Также достаточно большую проблему может составить читерство, поэтому необходимо убедиться, что игроки имеют ограниченный доступ к данным с сервера, не позволяющий компьютеру игрока принимать решения о том, что на самом деле произошло в игре — например, насколько успешен был выстрел или какое количество здоровья осталось у игрока.
С двумя-то игроками это реализовать достаточно сложно, а теперь представьте, каково организовать подобное для игры с 10, 20 или даже сотнями игроков на одном сервере. При разработке игры жанра battle royale со всеми ее особенностями реализация хорошего мультиплеера является одной из самых сложных частей разработки даже для опытной команды, поэтому неудивительно, что временами в игре могут возникать сетевые проблемы. Конечно, это не делает такие сбои менее раздражающими, и чем быстрее скорость и выше конкуренция в игре, тем больше такой опыт может помешать вам получить от нее удовольствие.
Помимо лагов и сбоев, могут возникнуть и другие проблемы с сетью: rubber banding, когда игровой мир возвращает вас туда, где вы были несколько секунд назад; получение урона сразу после того, как вы оказались за укрытием; промахи ваших собственных выстрелов, а то и вовсе потеря связи с игрой.
Так что же вызывает все эти проблемы?
Обычно в играх можно столкнуться с тремя сетевыми явлениями, каждое из которых по-разному влияет на пакеты данных с вашими вводами и игровые состояния, которые передаются между вашим компьютером и сервером.
Первое из них — задержка. Она возникает тогда, когда пакеты с данными слишком долго передаются серверу и затем возвращаются к игроку. Проще говоря, задержка — это скорость реакции вашего интернет-соединения, то есть время, необходимое для передачи данных с вашего устройства на сервер. Важно отметить, что задержка зависит от качества вашего интернет-соединения, а не от скорости.
Часто задержку путают с лагами, и хотя они не означают одно и то же, но имеют причинно-следственную связь. Лаг — это задержка прибытия пакета от источника к месту назначения или, с точки зрения геймплея, задержка между нажатием кнопки и ответом игры, выведенным на экран. То есть, по сути совокупность вообще всех явлений, которые происходят между этими двумя событиями.
Джиттер — это колебания задержки, означающие, что пакеты отправляются и принимаются с разной скоростью. Это похоже на плохой frame pacing: то ваш пинг меняется с 20 миллисекунд до секунды, то с секунды до 90 миллисекунд, а затем возвращается к 30 миллисекундам, которые были когда-то уже давно.
Потеря пакетов — это когда пакеты вообще не достигают места назначения. Она вызывает необходимость повторной отправки одних и тех же данных и и потенциально — странное поведение игры.
Конечно, наличие даже одной из этих проблем может довольно сильно раздражать. С точки зрения игрока, если вы не чувствуете, что контролируете игру, если ваша производительность страдает от проблем с сетью, велика вероятность, что вы просто закроете игру и больше в нее не зайдете. Для разработчиков и издателей это будет означать, что аудитория станет меньше, а если у вас free-to-play тайтл, это поставит под угрозу само его существование. Особенно важно это для соревновательных игр, поскольку любые повторяющиеся проблемы могут заставить игроков и организаторов турниров отказаться от их проведения до тех пор, пока проблемы не разрешатся.
Так почему же возникают подобные сбои?
Существуют три основных типа проблем с соединением:
проблемы «первой мили», вызванные домашней сетью вашего ПК и подключением к Интернету;
проблемы «средней мили», обусловленные перемещением данных по маршруту между вашим интернет-провайдером и игровым сервером;
проблемы «последней мили», связанные непосредственно с игровым сервером.
Обычно первая и последняя миля вызывают наименьшую задержку — в нашем примере это около одной миллисекунды. Средняя же миля имеет наибольшую задержку, ведь именно на ней пакеты преодолевают все географическое расстояние между вашим компьютером и сервером.
Начнем с того, что может улучшить со своей стороны сам игрок, — с проблем, связанных с ПК и домашней сетью.
Точно так же, как производительность игры ограничивается компонентами ПК, такими как центральный процессор или видеокарта, сетевое соединение тоже зависит от многих элементов. На то, как будут отправляться и приниматься пакеты данных, могут влиять настройки игры, сетевое оборудование вашего ПК и его драйверы, ваша операционная система и ее настройки. Но есть и физические аспекты — например, то, как ваш компьютер подключен к роутеру, какой у вас роутер и как он настроен — и, конечно же, подключение к Интернету, предоставляемое провайдером.
Пожалуй, наиболее важным для игр является переключение с беспроводного на проводной Интернет, что может значительно снизить задержки, джиттер и потерю пакетов. Помимо этого, возможно, стоит изучить роутеры с более гибко настраиваемой прошивкой — например, отдать предпочтение роутерам OpenWRT или pfSense — или просто повысить скорость вашего интернет-соединения — особенно в домашних условиях, где оно используется несколькими людьми, которые могут смотреть потоковые видео, загружать файлы из Интернета и выполнять другие задачи с высокой пропускной способностью одновременно. В идеале роутер должен иметь возможность отдавать приоритет критическим с точки зрения задачам, таким как онлайн-игры и видеоконференции, по сравнению с такими вещами, как воспроизведение видео с YouTube.
Наконец, полезно будет убедиться, что драйвера обновлены, вы отключили все приложения, которые используют значительный объем ЦП или пропускной способности сети в фоновом режиме, а также что сетевые настройки игры установлены правильно.
Теперь поговорим о средней миле, где у вас нет особого контроля над тем, что происходит, ведь пакет данных, отправляемый вашим компьютером, выходит в более широкий Интернет.
В первую очередь ваш пакет должен обработать местный интернет-провайдер. Но совсем скоро он перейдет к оптоволоконным магистралям, которые соединяют города и страны друг с другом. Здесь маршрут, по которому идет пакет, не обязательно окажется самым быстрым, и нет никакой гарантии, что пакет вообще доберется до конечного пункта назначения. Помните, что предшественник Интернета был разработан министерством обороны США для работы в условиях ядерной войны. Таким образом, доставляемость для него важнее скорости.
Сами маршруты со временем могут перенасыщаться и повреждаться, а потому изменяться. Так, вы можете обнаружить, что ваше соединение с определенным сервером может оказаться быстрым и надежным в один день, но на следующий уже совсем никуда не годится.
Так что же могут сделать разработчики игр для оптимизации на этом участке? Географическое расстояние критически влияет на пинг, поэтому можно открывать новые игровые серверы, которые находились бы в недостаточно обслуживаемых регионах базы игроков. Это уменьшит задержку для этих игроков и вероятность того, что какое-то соединение между игроком и сервером замедлится или полностью выйдет из строя. Но, конечно, запускать серверы повсеместно может оказаться непросто, особенно для небольшой компании с ограниченными ресурсами — да и это не решит всех проблем.
Другая идея состоит в том, чтобы вообще не полагаться на общедоступный Интернет для передачи пакетов от игрока к серверу — вместо этого пакеты могут передаваться через частные оптоволоконные маршруты, которые арендуют разработчики или их партнеры. Это дорого, но при использовании таких выделенных полос вы будете меньше зависеть от периодов занятости в вечернее время, когда возможны более высокие пинги и, как следствие, снижение надежности сетевого соединения.
Такой контроль над маршрутизацией также открывает некоторые интересные возможности для киберспорта, где отборочные и другие важные матчи проводятся онлайн. Можно настроить маршрутизацию и выбрать расположение сервера так, чтобы у обеих команд был одинаковый пинг, даже если одна из них находится географически ближе к серверу, и тем самым обеспечить участникам более справедливую игру.
Наконец, перейдем к последней миле в цепочке — игровым серверам.
До сих пор мы предполагали, что имеем дело с игроками, подключенными к одному выделенному серверу для проведения матча, поскольку часто это обеспечивает наилучший опыт. Так разработчики игр или их партнеры могут гарантировать, что на каждом сервере достаточно оборудования и обеспечивается самое быстрое подключение к Интернету, но есть и другие варианты.
Client hosting — это когда ПК одного из игроков сам по себе выступает в качестве сервера. Это хороший способ для разработчиков игр минимизировать затраты, но опыт каждого участника матча будет зависеть от качества соединения игрока-хоста. Таким образом, если такие игроки подключаются к сети через Wi-Fi или вовсе испытывают проблемы с подключением, другие игроки тоже столкнутся с лагами, джиттером и потерей пакетов.
Назначенный хост также имеет нулевую задержку для сервера, что дает ему огромное конкурентное преимущество перед остальными и, конечно, не является идеалом для соревновательных игр. При этом, если он покидает игру, необходимо найти другого хоста, что прерывает игру для всех участников на несколько секунд, пока не поизойдет так называемая миграция хоста.
Другой вариант — одноранговая (peer-to-peer) сеть, где игроки напрямую подключается друг к другу. Как правило, в таком случае тоже существует некий хост, который номинально отвечает за обработку новых соединений, поэтому проблема с миграцией хоста в данном случае сохраняется.
Помимо различных архитектур серверов, разработчикам игр необходимо оптимизировать пакеты, которые отправляются каждому игроку и обратно, и выбирать, как часто будет обновляться игровой мир. Чем чаще это происходит, чем выше частота тиков, тем быстрее должна выполняться обработка состояния игры на ПК игрока и на сервере, но в целом игра при этом становится более отзывчивой.
Некоторые игры работают с переменным весом тиков — например, королевские битвы, в которых скорость тиков повышается по мере выбывания игроков, или Counter-Strike, где сторонние и киберспортивные матчи проводятся со скоростью 128 тиков в секунду по сравнению со встроенным в игру матчмейкингом, работающим на 64 тиках.
Матчмейкинг — наиболее важная часть мультиплеера. Чтобы свести игроков в одном матче, вам, как разработчику игры, понадобится учитывать такие факторы, как пинг, уровень навыков, количество игроков в группе и выбранные каждым игроком карты и режимы. Каждый новый фактор существенно уменьшает размер пула для подбора игроков — что, в свою очередь, увеличивает время ожидания игры в среднем.
Даже небольшие инженерные улучшения или улучшенная маршрутизация в состоянии помочь с матчмейкингом, если это увеличит пул игроков — и, следовательно, позволит улучшить игровой опыт, не увеличивая время ожидания.
Наконец, последнее — методы борьбы с лагами, которые разработчики могут реализовать со своей стороны в коде.
Так называемое предсказание на стороне клиента часто используют в шутерах от первого лица. Его можно разделить на предсказание ввода и расчет траектории (dead reckoning): первое будет скрывать задержку действий самого игрока, в то время как второй — других игроков.
Предсказание ввода подчиняется следующей последовательности: клиент генерирует команду игрока, которая передается на сервер, где происходит вычисление следующего состояния игры, после чего оно отправляется обратно всем клиентам, и каждый из них отображает сцену на своем устройстве. Но все это время игроку тоже нужно что-то показывать, поэтому суть метода состоит в выполнении перемещения клиента локально, просто предполагая, что сервер примет команду. Недостатком его является то, что, если ответ сервера не будет соответствовать прогнозу клиента, возникнет резкое заметное изменение положения аватара игрока на экране.
Dead reckoning — это, по сути, алгоритм оценки положения объекта в виртуальном мире на основе его предыдущего положения, направления движения, скорости, ускорения и других параметров. Получив первый блок данных протокола состояния (protocol data unit, PDU) для объекта (например, персонажа другого игрока), каждый клиент начинает перемещение этого объекта, применяя согласованный алгоритм dead reckoning. Его движение обновляется при получении последующих PDU. Если для пакетов, несущих PDU, возникнет увеличенная задержка или вовсе их потеря, каждая копия виртуального мира продолжит показывать движение объектов в соответствии с алгоритмом до тех пор, пока не получит следующее обновление. Кроме того, при несоответствиях между статусом сервера и предсказанным клиентом некоторые игры могут сделать переход к новому статусу менее резким, используя алгоритмы сглаживания.
В дополнение к предсказанию клиента сервер может прибегать к методу компенсации сетевой задержки, чтобы правильно объединить виртуальные реальности, которые из-за проблем с неткодом испытывают рассинхронизацию. В таком случае сервер хранит историю последних позиций игроков (так, серверы, на которых работает движок Valve Source, сохраняют позиции игроков в течение 1 секунды), и когда ему нужно вычислить новое состояние, он сначала оценивает момент, когда действие было выполнено в клиентской версии состояния игрового мира. Другими словами, сервер «перематывает время» в соответствии с задержкой конкретного клиента, вычисляя выполнение введенной им команды (например, удалось ли выстрелу игрока поразить цель). Для этого используется следующая формула:
Время выполнения команды = Текущее время сервера — Задержка пакета — Интерполяция представления клиента
Иллюстрация выше представляет собой пример скриншота, сделанного на сервере сразу после того, как он подтвердил обращение. Красный хитбокс показывает позицию цели на клиенте, как это было некоторое время назад. Пока команда игрока (то есть, выстрел по цели) добиралась до сервера, цель продолжала двигаться влево. После того, как команда прибыла на сервер, для расчета факта попадания сервер восстанавливает позицию цели (синий хитбокс) на основе предполагаемого времени выполнения команды. Так сервер отслеживает траекторию выстрела и подтверждает или не подтверждает попадание.
Впрочем, иногда такой алгоритм приводит к ошибкам попадания, когда цель уже скрылась за укрытием. Эту проблему можно было бы решить, если бы клиент мог послать сообщение «попадание» вместо сообщения «выстрел». Однако серверы не могут разрешить клиентам сообщать о попаданиях по соображениям безопасности: некоторые клиенты могут этим воспользоваться в собственных целях и прибегнуть к читерству.
Мы рассмотрели основные причины различных задержек и других нежелательных аспектов производительности сети. Как у игрока, у вас есть немало опций, которые могут значительно улучшить качество вашего игрового опыта. Надежное сетевое соединение может сделать игру намного стабильнее и интереснее. Также мы рассмотрели варианты, что со своей стороны могут сделать разработчики и как они могут повлиять на игровой процесс.
Для получения дополнительной информации о лагах и о том, что вы можете с ними сделать, можно ознакомиться с каналом Battle(non)sense: там разбираются тесты сетевых проблем в разных играх и то, как разные технологии на них влияют. Прилагаем также и другие ссылки на видео и статьи о сетевом коде ниже: