郑州慧牛科技讲述《王者荣耀》游戏之LTE网络性能优化-天涯论坛

4zhvml8 发表于 2024-8-30 17:17:22

郑州慧牛科技讲述《王者荣耀》游戏之LTE网络性能优化

<img src="http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_gif/kPw7qvKuHQ337MGRqLxpI3icz0HL3V9iaoJVFLZEzRF5jfQXiclJbIUro8cVGO2XGnMYpHPtU9MDS61dvRkXianO6g/0?wx_fmt=gif&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">1引言
《王者荣耀》是由于腾讯游戏研发的一款运营在Android、IOS平台上的MOBA类手游，属于多人联机在线竞技类游戏，于2015年11月26日在Android、IOS平台上正式公测，上线败兴受到广大手游玩家的热爱，日前该游戏在手游排行中处在TOP 1的位置。
随着LTE网络下玩家数量的增多，该游戏卡顿等网络问题逐步增多，用户投诉呈提升趋势，因此呢对该游戏的科研及优化非常必要。2游戏过程
《王者荣耀》游戏过程如下图所示。
<img src="http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/kPw7qvKuHQ37Nxpa86PouMY3T35icQ2ribyUgB2SS3KLAZibY6f4iaEWsGgS9LQDmmQgbq9TdjHxMcvU0CIeyqiaicGQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">图1 《王者荣耀》流程图·郑州慧牛科技
下面分别介绍各过程：1、登录与更新
与通常游戏相同，在起步周期APP会检测版本是不是有更新（（如图2）、登录奖励（如图3）等，这些过程都是HTTP过程，端口为80或8080（如图4）。
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           图2 检测版本更新                                图3 登录奖励

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图4 登录周期抓包·郑州慧牛科技
倘若需要更新，经过查找down.qq.com和down-update.qq.com域名获取下载服务器位置，183.57.48.18、183.61.46.140，向这些服务器并发多个请求，这些请求所有被分别重定向到文件实质存放服务器，类似：
http://183.60.137.158/update1.dlied.qq.com/sgame/Publish/201705_V19/Android/Resources。如下图所示。<img src="http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/kPw7qvKuHQ37Nxpa86PouMY3T35icQ2rib1GaQPqhhrRtFCE8laoN17vACTno8GJ3cCYFBLmP8eNSXvPEm2vTFpQ/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">
图5 从服务器下载·郑州慧牛科技
APP在获取实质位置后，再次并发多个请求进行更新包下载，下载的3分钟内，请求76次，分段下载61次，数据传输为HTTP；更新过程是一个HTTP多进程下载过程；
<img src="http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/kPw7qvKuHQ37Nxpa86PouMY3T35icQ2ribhof9j6XQPwnG5ILyiabMuDpTY2QKGZGYIRZiacOrxb3CYDnicEfVQgbAg/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">图6 登录过程为HTTP过程·郑州慧牛科技
打开游戏前几分钟的更新、签到等过程所有是HTTP过程，伴同海量DNS过程，未创立80/8080/443端口外的TCP连接。2、游戏开局
在游戏等待界面，有有些80端口的TCP握手和拆链，无传数据，估计是游戏自己的有些测试，触及了多个IP，但无游戏长连接IP。
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图7 游戏开局·郑州慧牛科技
进行实时交互的服务器为awx.smoba.qq.com，该域名下包括多个IP。
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图8 服务器下包含多IP·郑州慧牛科技
游戏创立的TCP长连接、心跳包和实时UDP数据都来自其中的某一个，如下图所示。
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图9 TCP连接，心跳包和实时UDP数据IP·郑州慧牛科技
其中，TCP长连接除了部分数据传输，每隔3s进行一次类似心跳包的发、收和反馈过程，收发数据包体积相同为56字节，如下图所示。
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图10 TCP长连接·郑州慧牛科技
两条UDP流，其中数据量小的UDP流发送固定体积的数据包，APP发60字节，服务器回58字节，每间隔5s APP发一次，如下图所示。
<img src="http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/kPw7qvKuHQ37Nxpa86PouMY3T35icQ2ribFwTWbIo5pYjS0UTWBK70OgI3gzMw9Vibb69c0aPGEE5r5lBQZG73a4Q/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">
图11 UDP数据流体积·郑州慧牛科技
游戏过程中，HTTP过程基本处在静默状态，无交互；游戏结束后，打扫战场，统计MVP、每一个玩家需要加分、经验等过程，这些数据必须靠谱传输到游戏服务器，从抓包看这一周期长连接TCP流传输数据量亦很强，还会有包括pingma.qq.com、game.eve.mdt.qq.com、game.str.mdt.qq.com等位置的HTTP请求触发，如下图所示。
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图12 游戏结束后抓包数据·郑州慧牛科技3模型提炼
从多次完整的抓包过程（更新、登录、对战）看，王者荣耀运用HTTP更新版本，更新用户账号信息，提交当局游戏战况，有一条TCP连接和两条UDP数据流贯穿游戏全程，这条TCP连接除了起始和结束周期用于数据传输，大部分时间用于发送心跳包，UDP一个流用于数据传输，另一个流用于收发固定体积数据。
从玩家的方向及投诉的状况看，玩家更加注重游戏中的时延，游戏中时延优化归根到底是对以上一条TCP流及两条UDP数据传输的优化，优化的结果直接反映到检测网络的心跳包时延上；而这3条数据流重点特点是小包密集型，同一IP服务器UDP与TCP同期进行，游戏过程TCP与UDP端口随机。
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图13 游戏全程包括1条TCP流和两条UDP流·郑州慧牛科技
由于每局游戏的装备都是当局购买当局有效，游戏实时数据即使发送失败，即出现丢包亦不需要网络侧重传，需要玩家再次发送，数据靠谱性方面亦能够跳帧，因此结合起来，游戏正在进行时，玩家的即时操作经过UDP传输，只追求低时延；游戏右上角表示时延大于150ms时，游戏画面就会显现卡顿、操作显现延迟，玩家游戏体验差，倘若引起输局极易导致投诉；4无线优化1、更新和登录优化
游戏更新下载及用户登录，过程为HTTP过程，更新包采用206分段下载，与视频等HTTP下载相同，且为多线程同期下载；登录及签到等HTTP过程与网页拜访类似，因此针对王者荣耀的初始周期能够采用已有的网页或视频优化手段，评定办法根据网页和HTTP下载评定就可。
由于用户投诉及感知敏锐期在游戏过程中，游戏起始周期除了等待在线更新、登录、签到外，还有很长期的本机加载过程，因此初始周期玩家基本能够忍受秒级的等待，优化优先级中。2、游戏开局优化
游戏开局后，HTTP过程基本无，数据交互采用TCP连接与UDP流的方式，针对UDP分组的优化日前还无专门的feature；但UDP做为普通数据业务，像修改SR、DRX周期，DNS、TCP等办法都能必定程度的减少时延；
另一能够创立专有承载进行保证，LTE协议QCI 3便是用于Real Time Gaming，如表1，该承载需求的比特速率被网络永久恒定的分配，即使在网络资源紧张的状况下，相应的比特速率亦能够保准；日前电信与腾讯合作，由腾讯供给接口，电信集团平台进行对接，子机构核心网侧针对王者荣耀创立QCI 3，这般就免去了无线侧做游戏识别，无线侧的优化只针对承载进行。
表1 QCI3的包时延和丢包率需求·郑州慧牛科技
QCI
Packet Delay Budget
Packet Error Loss Rate
3
50 ms
0.30%
TCP数据与服务器交互和心跳包处在同一个流，UDP数据交互在同一服务器上，心跳包客观衡量了游戏交互时间（用户感知组已然研发了王者荣耀分析工具）。优化结果如下表所示，从UE侧周期的心跳时延能够看出，开启QCI 3的预调度功能，能够有效降低空口时延，对游戏时延优化很强。
表2 优化结果·郑州慧牛科技
承载
预调度
UE平均心跳时延(s)
空口平均心跳时延(s)
QCI 3
关闭
0.070648
0.0549
打开
0.046773
0.024
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图14 打开预调度时空口心跳包时延分布图·郑州慧牛科技
<img src="http://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/kPw7qvKuHQ37Nxpa86PouMY3T35icQ2ribDS57r53CWgQHnd3n7iaAZMtMv9kvQrIN7Yo9bWPdsiaUFSJibibo89UV7w/640?wx_fmt=jpeg&tp=webp&wxfrom=5&wx_lazy=1&wx_co=1" style="width: 50%; margin-bottom: 20px;">
图15 关闭预调度时空口心跳包时延分布图·郑州慧牛科技
王者荣耀在游戏过程中不卡顿，最低需求时延必须<150ms，该背景下无线时延占全程时延的比例就很强，优化空口时延对游戏的整体感知将效果明显。
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qzmjef 发表于 2024-9-30 11:17:27

我完全同意你的观点，说得太对了。

4lqedz 发表于 2024-9-30 21:51:48

你的见解真是独到，让我受益匪浅。

nykek5i 发表于 2024-10-3 04:37:59

外链论坛的成功举办，是与各位领导、同仁们的关怀和支持分不开的。在此，我谨代表公司向关心和支持论坛的各界人士表示最衷心的感谢！

4lqedz 发表于 2024-10-3 10:51:25

论坛的成果是显著的，但我们不能因为成绩而沾沾自喜。

b1gc8v 发表于 2024-10-31 18:20:56

你的话语如春风拂面，让我感到无比温暖。

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