请教一下，类似 LOL，王者荣耀， Diablo3 这样的网络游戏，如何同步多机实时的数据？
yazoox · 2021-03-22 09:44:16 +08:00 · 8314 次点击这是一个创建于 1350 天前的主题，其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。
比如：
一局游戏，
LOL 10 人
王者荣耀 10 人
暗黑 8 人 \
几个人的操作，显示，这些数据，都是要在 10 台机器 /客户端“同步“ 更新的！
类似这样的服务器&客户端架构，数据结构，数据同步，是如何设计实现的？有没有相关的文章详细讲解这个的？
p.s. 因为最近在看 Microsoft 的 Fluid 技术，用于多人协作的。但微软的这个，我个人理解，对于“实时”性要求不高，有点延时关系不大。只要数据准确，正确，不出错。
但是网络游戏不一样，对于实时性应该要求挺高的。好奇是如何设计和实现的。
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vus520 2021-03-22 09:49:39 +08:00
都是走服务器中转，一般延迟能控制在 80~30ms 以内，你说的实时，怕是没见过 460 哦
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yunhui 2021-03-22 09:51:17 +08:00
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Vegetable 2021-03-22 09:56:57 +08:00  4
服务器有一个逻辑帧概念，也就是一个时间点的状态快照。客户端去和逻辑帧同步就行了，涉及到两个指标，一个是服务器本身有多少帧，一个是客户端同步的频率是多少 tickrate 。
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timethinker 2021-03-22 09:58:08 +08:00
帧同步需要客户端计算结果严格一致，不然就会走偏，服务端在一局的游戏中只扮演数据转发的角色。
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chinvo 2021-03-22 09:59:03 +08:00 via iPhone
帧同步 和 状态同步
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yeqizhang 2021-03-22 10:01:36 +08:00
之前看主播解释攻速阈值时，说过帧这概念..
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ReferenceE 2021-03-22 10:16:03 +08:00 via Android
建议可以去康康 SignalR ？好像也是微软的
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eason1874 2021-03-22 10:27:19 +08:00
游戏有大厅服务器和专门的对战服，玩家匹配的时候就是客户端在确认用哪个对战服，然后客户端用 WebSocket 或者 UDP 直连对战服。
想知道客户端和服务端怎么交互数据，可以去腾讯云看一下游戏云解决方案，比如游戏联机对战引擎 SDK 文档的 API 介绍。 |
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wasd6267016 2021-03-22 10:34:18 +08:00 5
帧同步、状态同步
一句话给你介绍： 帧同步，所有客户端根据服务器下发的逻辑帧（包含的信息是十台设备的操作输入），在客户端演算一遍，输入一致算法一致 所以每个人看到的结果一致，谁延迟高谁吃亏 状态同步： 服务器以一定的频率下发各个玩家角色的状态给各个客户端，客户端以服务器信息为绝对真理，努力往这个结果上靠 |
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Macv1994 2021-03-22 10:42:53 +08:00
同问，我也一直想问这个问题
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Still4 2021-03-22 10:43:21 +08:00 4
wow 是状态同步，客户端下发操作命令，服务器运算操作结果，产生的结果推送到同屏的客户端，如果所有人都在不停的动，服务器负载是人数的平方，70 级的时候屠城只要 7 个团在一个房间内就会宕机，大概 300 人
war3 是帧同步，客户端下发操作命令，服务器直接推送操作指令给同屏客户端，接收的客户端负责运算结果，要求所有客户端版本相同，不允许跨版本连接。录像文件可以很小，因为只需要记录操作行为，实际结果是录像+客户端共同完成的 |
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polo3584 2021-03-22 11:03:39 +08:00
自己写过一个简单帧同步的格斗游戏，简单来说，服务器用一个固定频率发送客户端数据，有两个流派，一个是服务器计算之后再发送显示的内容，另一种是服务器发送固定数据到客户端再运算显示。
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joesonw 2021-03-22 11:22:47 +08:00
实时竞技都是帧同步, 每个客户端把当前帧(例如过去 1/60 秒)的动作, 用 UDP 发出去. 而且包得很小, 为了避免做排序重发. 一般都把当前帧和之前的 2(或多)帧放到一起发出去, 还得在一个 MTU 大小内, 避免被拆包.
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ETiV 2021-03-22 11:27:31 +08:00 via iPhone
服务器同时跑一个同样的场景、地图的主要（验证）逻辑
然后把各个客户端传上来的数据依次 patch 当前状态 再把这一帧的状态下发下去 |
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HytonightYX 2021-03-22 11:27:46 +08:00 1
第一次听到这两个概念感觉蛮有意思的，知乎上搜了下，这篇文章还不错
https://zhuanlan.zhihu.com/p/104932624 |
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luoqeng 2021-03-22 11:36:26 +08:00
完全不是一个技术类别，没啥可类比的。
microsoft Fluid 类似于 CRDT 分布式框架，CRDT 主要无中心服务器，p2p 情况下可以最终一致结果。CRDT p2p 具体应用 聊天 文字协同编辑 游戏服务器是一台中心服务器，中心服务器决定客户端请求先后顺序，广播给其他客户端，没有一致性问题。 |
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gBurnX 2021-03-22 12:26:04 +08:00 7
简单来说，王者荣耀这类游戏不是 p2p 游戏，而是严格的 客户端 - 服务器 模式（ C-S ）。
简单说一下流程： 1.玩家的客户端， 负责把玩家的操控指令，发到服务端。 2.服务端负责接收所有玩家客户端的操控指令，并负责计算，最后把计算结果反馈给所有的玩家客户端。 3.玩家客户端负责接受服务端的运算结果，并显示出来。 4.以上的过程，是会有延迟的。但有些技能是立即释放。立即释放技能的流程是： 第一阶段，玩家在客户端点击这类立即释放的技能按钮，客户端把释放指令发送到服务端，客户端同时立即显示技能释放画面。 第二阶段，服务端把技能释放后的结果，传回到客户端，客户端此时显示技能释放后的效果，比如有没有打中或对方英雄、中招的物体状态的变化（比如 HP 、行动速度等等）。 所以： A.当客户端网络卡顿时，你会发现你无法操作角色，比如控制角色行走、拐弯、释放技能，此时会变得卡顿或无法操作。 B.当客户端网络卡顿时，你会发现技能释放后，虽然画面会显示技能释放动画，但被击中的对象，却没有及时反馈被击中后状态的改变，比如扣血、被控住，等等。 5.因为延迟的存在，并且很多技能是立即释放的。所以，如何把立即释放的技能进行阶段分解，减少玩家因延迟的卡顿感，这就是游戏设计者需要考虑的用户体验问题。 WOW 在这个问题上是花了大量心思的，当年网络延迟波动有可能高达一两秒，但游戏画面与操作却没有太大的卡顿。不像现在的 LOL 和王者荣耀，延迟大于 100ms 就会有明显感觉。这就是游戏体验在设计上的差距。 |
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gBurnX 2021-03-22 12:30:20 +08:00
另外楼上有些小伙伴说了帧同步，实际上没有纯粹的帧同步游戏，不然只要有网络延迟，游戏的不同步率只会越来越大。
帧同步率的游戏，其实是帧同步 + 每隔一段时间（ 1s ）的全局状态同步。当年 war3 和 starcraft 的联机挂就是针对全局同步的漏洞来实现联机时资源修改的功能。 |
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bbao 2021-03-22 13:18:36 +08:00
王者荣耀是 16ms 一次帧同步，服务器负责收集和推送客户端进行重放，卡顿时候，那种快进快打的效果，就是客户端播放过往同步的帧
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fighte97 2021-03-22 13:47:02 +08:00
看你到底要做什么，除了 FPS 和 FTG 其他的根本不需要低延迟
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xishijt 2021-03-22 14:01:07 +08:00
歪个楼,所以戴森球什么时候出联机?
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wasd6267016 2021-03-22 16:53:09 +08:00
@gBurnX 哈？完全帧同步的游戏玩家数都上 3 亿了 …… 你了解下原理，1s 级别的状态同步完全没必要
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wasd6267016 2021-03-22 17:00:31 +08:00
@gBurnX
“WOW 在这个问题上是花了大量心思的，当年网络延迟波动有可能高达一两秒，但游戏画面与操作却没有太大的卡顿。不像现在的 LOL 和王者荣耀，延迟大于 100ms 就会有明显感觉。这就是游戏体验在设计上的差距。” lol 和 wow 完全是两种模式 当你延迟超过 1s 的时候 你玩什么游戏体验都不可能好，装作“体验好”只是安慰你罢了 这有什么吹的啊 多少人被低 ping 战士乱杀的时候也没少骂啊 高延迟情况下，状态同步的 wow 之所以你觉得“不卡” 是客户端在假装模拟罢了，但是真正战斗起来你就会发现看上去你打到了总是不扣血（ FPS 也经常会这样），因为你客户端模拟的打到了，在服务器根本没大到，最终以服务器结果为准 帧同步的游戏这几年能火就是完全因为网络条件好了啊，你玩 lol 的时候能接受技能看着打到了结果不扣血？ 这还能硬吹一波 wow……服了 |
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wasd6267016 2021-03-22 17:04:52 +08:00
@gBurnX
错误太明显了吧 “简单来说，王者荣耀这类游戏不是 p2p 游戏，而是严格的 客户端 - 服务器 模式（ C-S ）。 简单说一下流程： 1.玩家的客户端， 负责把玩家的操控指令，发到服务端。 2.服务端负责接收所有玩家客户端的操控指令，并负责计算，最后把计算结果反馈给所有的玩家客户端。 3.玩家客户端负责接受服务端的运算结果，并显示出来。” 来来来 http://youxiputao.com/articles/12939?qqdrsign=06f3d 看看这篇文章 第二点就是完全错的 服务器只接受指令转发指令 所有的计算客户端来进行 你上面说的这种 算是一种状态 |
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fenghengzhi 2021-03-22 17:09:40 +08:00
多人游戏同步无非就是帧同步和状态同步
但这和多人协作还是有一些不一样的，你 LOL 王者荣耀每个人都是控制各自的英雄，你控制不了别人的英雄， 而多人协作是可能会有多人同时控制相同内容的情况的 |
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gBurnX 2021-03-22 20:24:43 +08:00
@wasd6267016
1. 括号里的 1s 只是给个例子，并不是说一定要 1s 啊。 2.并不是硬吹 wow，而是 WOW 在延迟高达 1s 甚至更高的情况下，人物行走控制与技能释放也是很流畅。而王者荣耀延迟只要超过 100ms 甚至 500ms 时，仅仅行走控制就会变得很艰难。 3.建议您留意一下，您发的那篇文章，时间是什么时候的。如果您近期还在玩王者荣耀高端局，您会发现最近锁血挂消失了，封神榜也很久没有锁血挂了。另外，你发的那篇文章，里面也存在常识性的错误。 |
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secondwtq 2021-03-22 20:32:54 +08:00
看到提到帧同步，可以参考一下这个文章
https://zhuanlan.zhihu.com/p/165293116 关于 “帧同步”说法的历史由来 另外还有一些整活的： https://www.forrestthewoods.com/blog/tech_of_planetary_annihilation_chrono_cam The Tech of Planetary Annihilation: ChronoCam |
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secondwtq 2021-03-22 20:49:54 +08:00
@gBurnX
> 另外楼上有些小伙伴说了帧同步，实际上没有纯粹的帧同步游戏，不然只要有网络延迟，游戏的不同步率只会越来越大。 > 帧同步率的游戏，其实是帧同步 + 每隔一段时间（ 1s ）的全局状态同步。当年 war3 和 starcraft 的联机挂就是针对全局同步的漏洞来实现联机时资源修改的功能。 来源请求 |
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cs8425 2021-03-23 10:55:42 +08:00
@gBurnX #29
2. "流畅"只是客户端设计成不等伺服回应 直接呈现画面造成的假象而已 3. @wasd6267016 是说实际上血量因為延遲 "还没有"扣到 以至于看起来像锁血 跟挂没有关系 不要瞎扯.... |
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gBurnX 2021-03-23 11:22:39 +08:00
@cs8425
你说的第 2 点，我已经在最开始的 18 楼详细解释过了。建议您以后在回复前，先仔细看评论，别遗漏，以免造成没必要的误会。 至于你说的第三点，我觉得你对同步原理还欠缺深入，并且你对这款游戏也没怎么关注，同时你也没怎么用过外挂。 首先服务器只接受指令转发指令这种模式，就一定能做锁血挂这种东西。很多年前，QQ 游戏大厅里一些 P2P + 服务器中转混合模式的小游戏，都存在这个问题，甚至直接出现无敌挂。以前很多国服选手已经证实过了锁血挂，而且还上过封神榜。 你不关注这些事情，请不要随意说别人瞎扯，谢谢。多学习，多沟通。 |
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cs8425 2021-03-23 13:06:56 +08:00
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wasd6267016 2021-03-23 13:59:32 +08:00
@gBurnX 大哥…… 王者荣耀开发者自己写的 到你这里就是常识性错误了
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wasd6267016 2021-03-23 14:08:26 +08:00
@secondwtq 游戏的不同步率只会越来越大 这句话就已经表明他根本不懂 帧同步了
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gBurnX 2021-03-23 17:21:32 +08:00
@wasd6267016
1.我的意思是，你发的资料，是很久以前的了。那种结构，出现锁血挂很正常。 2.常识性错误指的是星际。星际因为早期这种架构，出现了联机下的资源修改挂，后来的版本通过使用混合模式，修复了这个问题。截止到你发的文章的日期，星际已经不是一个纯粹的指令同步了。 |
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gBurnX 2021-03-23 17:23:12 +08:00
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gBurnX 2021-03-23 17:35:54 +08:00
@cs8425
实在抱歉，你说的 [SD 敢达 Online] 这游戏，我没玩过，也没研究过... 游戏的同步模型，现在发展的比较成熟，很少有只使用单一同步模式的游戏了。 从大方向上来看两个极端： 1.延迟越要低，服务端就越不应该参与计算。但劣势是，同步率越容易出错，掉线重连成本越大，同时外挂越容易做。 2.与上面相反的另一个极端是，同步率要高，掉线重连成本要低，外挂要难做，服务端就应该参与数值计算，甚至要对各客户端的数据进行验证。比如吃鸡的 1km 透视外挂，从技术层面来说，一种很简单的解决方法，就是服务端对玩家数值做验证。我不是吹 WOW，WOW 在玩家可行进的范围，是服务端做了验证的，不然 WOW 还会有穿墙挂。回到吃鸡，如果加入验证，玩家是没办法做到简单的透视的。但问题是，如果加入验证，蓝洞的服务器成本会成倍提高，他们从财务上并不愿意去做这事。 如果开发一款新游戏，应该针对玩家的用户体验、游戏逻辑，在不同场景、不同游戏模式中，混合使用这两种不同的同步策略。比如现在王者荣耀的掉线恢复功能，客户端代价很大且恢复速度慢。如果要提高用户体验，该功能其实应该改用混合两种同步策略，主第二种同步方式，同时用数据库联机同步技术来用第一种，但王者没做，主要是这种混合策略会很复杂，他们目前没能力做好，其次服务器与带宽资源的投入会加大，财务上也不一定顶得住。 |
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wasd6267016 2021-03-23 19:11:36 +08:00
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wasd6267016 2021-03-23 19:12:56 +08:00
@gBurnX
也是 当你说王者荣耀这种游戏“服务端负责接收所有玩家客户端的操控指令，并负责计算”这句话时候 已经没和你讨论的必要了 |
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wasd6267016 2021-03-23 19:17:29 +08:00
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secondwtq 2021-03-23 19:17:40 +08:00
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gBurnX 2021-03-23 19:30:48 +08:00
@wasd6267016
1.从 [谁主张谁说明] 这个角度来看，你第一次质疑我，用的那篇文章，根本就没成功质疑到位，原因是那篇文章，无论时间、内容都有问题。你至少得去找一篇接近最近的，以及内容靠谱的文章，来作为你的佐证。然后如果我有空，可以给你讲讲到底是怎么回事。 2.你说，从我说的 xxx，就觉得没必要和我讨论。这个情况中，你既没说我说过的那句话，到底哪里有问题，你也没给出你认为的正确的方案。从我的角度来看，我觉得这种情况，你是为了杠而杠。 如果你不是为了杠而杠，你可以明确地讨论一下，我说的那句话，到底哪里有问题，或者你认为的正确的算法流程是什么。 3.软工大一学生那个帖子，是我帮别人发的。我在之前的回复里提到过好几次。作为你的讨论对象，你只看了我的提问，却没有耐心去翻翻我的回复，就急着来杠，说明你不仅不够细心，也没讨论问题的经验，心态还很急躁。所以，你会犯上面第 2 点这种基础错误，也就不奇怪了。同时，对于一个做技术的人来说，这些缺点都是大忌，很容易压低你的技术上限。就同步这简单的小问题，你会在这里翻船，也就不奇怪了。 |
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timethinker 2021-03-24 12:32:00 +08:00
使用帧同步的这种游戏一般来讲实时性和运算复杂性要求都比较高，服务端不大可能参与运算。对于外挂，每一家公司都有不同的策略，有的是通过举报，即不公平性导致其他玩家察觉出外挂的存在，作弊玩家顾忌账号的注册成本，或者通过技术性的检测（即在服务端模拟一个轻量级的客户端接收事件序列，模拟当前的状态是否有异常，不过开发成本也会比较高）。
假设当状态都由服务端来进行计算，客户端的每一个细节都需要考虑到，计算量就会特别大，而且将这些计算完毕的状态再同步下发给客户端的网络带宽也很高（例如某一个物品的位置、状态），而且对于物理引擎也要跟客户端同步，比如计算碰撞、物理惯性各种细节，因为逻辑帧相对来说都比渲染帧要低，客户端也不能够完全按照服务端下发的状态进行立即同步，不然画面显示就会有卡顿，客户端必然要在本地进行平滑过渡处理，处理不好可能会导致画面漂移等一系列问题，就需要一个取舍。 所以在服务器进行状态运算产生的问题就是网络带宽和运算性能。 现在有一种叫做云游戏的东西，客户端只是当做一个“视频播放器”，把触摸或按下键盘的操作发给服务器，服务器完成操作渲染后传输流数据给客户端，客户端安装包可以做到很小，只有几 MB 。对于高实时的游戏来说明显会感觉到延迟，就像手机通过 2.4G 无线 WIFI 投屏到电视一样，手机画面同步到电视上总会慢一拍。 也有说网络延迟会越来越高，这个问题其实有时候我们玩游戏也能够感觉出来，一种做法是快进播放，网络的延迟只是暂时的，当它跟上来了，就需要把之前的逻辑帧补上去，所有有时候会觉得画面突然的快进，其他的玩家不会等你，在其他玩家看来你只是停留在那里，谁叫你网络不好呢对吧？ 假设服务端只负责事件转发，就需要确保客户端的运算结果是一致的，包括不同设备 CPU 的浮点计算结果一致（有自己的底层计算库），游戏引擎也要做适配，不然就会产生不同步的现象，要保证这一点就需要大量的测试，尽可能覆盖多一点的设备。但是开发成本显然更低，只需要侧重于客户端，并且减少了与服务端的联调，开发效率就会提高。 |
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