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排队与掉线,线上游戏的「人口灾难」

2019-10-2410:19:23来源:游资网

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最近几天,每当我打开手机里的聊天讯息时,总会看到一大票《最终幻想14》玩家的哀嚎。随着 5.0 新版本的开启,这帮倒霉蛋饱受排队和掉线之苦已长达一周,等待六、七个小时进不了游戏的大有人在,以至于 WeGame 适时亮出了“二区新服排队少”的宣传口号,回想起来还有几分滑稽。根据以往的经验,只要一款线上游戏还有些名号,那么初期上线的过程往往伴随着一场“人口灾难”,玩家们蜂拥而至,超过服务器负载的用户连接,就像是持续不断的合法 DDOS 攻击,瞬间击垮那些以规模著称的公司和作品。《魔兽世界》如此,《命运2》如此,《最终幻想14》也是如此。

2004 年,暴雪配备了 40 台服务器迎接《魔兽世界》开服,但他们完全低估了用户的数量级,游戏几近崩溃。后来发展到扩充带宽也于事无补,不得不中断零售商的盒装游戏供应,以免情况进一步恶化。再就是不久前《命运2》的资料片“暗影要塞”上线,同样因服务器宕机而进行了一次紧急维护,期间还闹出了“Steam 好友超过 300 就会闪退”的笑话。有人在社交媒体上调侃到:工作辞了,婚也离了,孩子放学没去接,就为了履行“守护者”的职责,现在你居然不让我打游戏?上述这些问题,对很多人来说可能早已习以为常,但当自己不止一次的遭遇时,还是会感到疑惑。那么多资源殷实的大公司,那么多富有才华的游戏制作者,为何总是一错再错?搞不定的引擎早期的线上游戏很少会有排队系统,因为玩家数量有限,开发商和中间件的制作者也不太关心用户分流 —— 一个 MMO 内容比较泛用的引擎,Big World 就有类似的缺陷。打造该产品的 Micro Forté 公司很有意思,他们在上世纪 80 年代给 EA 开发了几部作品后,就布局其它业务去了。直到 1994 年时重返游戏行业,从澳大利亚政府那弄了笔拨款,筹划着制作 MMOFPS 的内容、开发引擎和工具,后来又顺利被微软看中,作为推广 Xbox live 服务的一部分,运气可以说相当不错。但财大气粗的微软,当时其实投资了好几家涉足 FPS 联机游戏的团队,他们最后选择了 Bungie 做的《光环》,Micro Forté 只不过是个保底。于是在项目被终止后,这家公司因经营困难被迫裁员 70%。幸好开发引擎在资金链断裂前做完了,他们为了填补家用就直接打包拿出来卖,没想到销路不错。


用 Big World 创造小镇

这套 MMO 工具最终商业化,并得名 Big World 是在 2002 年,有很多我们熟悉的企业都购买了授权,比如网易用来开发《天下2》和《天下3》,Wargaming 拿来支持《坦克世界》的服务,台湾的宇峻奧汀也是使用者之一。还有一个比较流行的说法,有人认为《魔兽世界》的一部分功能也是通过“自研 + Big World”引擎来实现的。理由很简单,当时暴雪的母公司维旺迪想要收购 Micro Forté,最后遭到拒绝,退而求其次获得了引擎的使用权,而 Micro Forté 的公司介绍中又有这么一段耐人寻味的话:2001 年底,在技术完工的最后阶段,我们收到了全球领先的跨国互动娱乐公司的收购邀约。作为交易的一部分,这家跨国公司提出会将一个重要的 IP,奇幻 MMOG 项目交由我方打造,但由于董事会认为出价太低,所以交易未能完成。不难发现,在很长一段时间内,Big World 引擎都是线上游戏的一套设计范式。但正因为推出得太早,它在排队系统、以及用户分流方面是有所缺陷的。就拿角色建模来说,由于最初定位于 FPS 游戏,相当一部分带宽和处理器资源都用在了 3D 空间的位置同步上。比如《坦克世界》里一炮打过去,履带、车头、车尾都有不同判定,对于绝大多数类型的 MMO 游戏而言,这套机制有些过于浪费性能了。

坦克世界

在排队系统的设计上,通常情况下可以单拿一组服务器出来当“连接服务器”,作为用户的入口。它们把汇集起的信息送到“心跳服务器”,由此转发到处理内容的“逻辑服务器”。当然有些小公司没钱、没条件,那也可以考虑利用多进程设计,把排队系统独立到一个进程里,负担过高时再分配到另一台物理机器上运转。但因为 Micro Forté 最早根本没考虑这些,导致其它公司的程序员在给 Big World 添加代码时,只能把排队系统放到引擎框架内,结果就是没法提高优先级,很难和服务器的其它资源做隔离。再就是排队本身的逻辑,要求服务器短时间内接纳连接,并将这些连接进行分流和保持,以免玩家“重连”而增加服务器的负担。但 Big World 全部采取了不稳定的 UDP 通讯协议,导致连接很难保持(虽然游戏内使用 UDP 是一种合适的方式,参考《无尽的任务》)。如果观察最近几年推出的线上游戏,会发现很多厂商都抛弃了老旧的 Big World 引擎,也有人在此基础上进行了二次优化。但有些古老的排队系统早已定型,重构需要耗费很多资源,有些设计思路也没有革新,一时半会还来不及做转型。

不过,之所以 Big World 引擎能被线上游戏广泛应用,证明它还是有两把刷子。秘诀是它并不以地图的形式来分担负载,而是哪里聚集的玩家多,就给哪里分配服务器资源,比较灵活,因此理论上可以最大限度的容纳角色数量。2011 年时,《坦克世界》就创造了并发在线人数 25 万的成绩 。相比之下,有人猜测《最终幻想14》的单区容量撑死 10 万人,肯定是架构方面有所不同。比如 1.0 版本用的是 Square Enix 自研“Crystal tools”引擎,当时的设计非常愚蠢,几乎所有的页面交互都要过一道服务器,无法在本地进行,玩家们关个物品栏都要几秒钟,很容易导致服务器过载。归根究底,这些网络工程的技术,和制作游戏内容领域有别,也难怪那些知名的单机游戏开发团队频繁踩坑。反倒是现在比较流行的手游,服务器单区容量都是以几百万注册用户、几十万在线玩家为基准的。料不到的问题当然,无论使用什么样的技术,还是不计成本的优化,用户连接数在物理意义上都是有限制的。较为常见的一套排队系统是,客户端登录时等同于向医院柜台挂号,叫到你的号时,连接服务器把号给收回来,同时送出一张通行券。但这其中又有很多变化,比如竞技匹配的排队机制,就要求将水平相近的玩家一批批放行。看似无缝的逻辑,也很容易在外力的影响下崩溃。《废土之王》的制作人拉米(Rami Ismail)举了个有趣的例子,他认为,如果是代码本身减慢了玩家数据的处理速度,可以比喻成“一个车站有足够多的火车和轨道,但每个乘客都必须下车填一张表”。若是硬件限制,那相当于“轨道的数量不够,一大批进站的火车堵住了”。要是算到网络问题的头上,就如同“发车班次太少,人们都被困在了车站”:也许从 A 站到 D 站的火车只比你想象中慢了 2%,但久而久之 D 站就会挤满等待的人,直到最终发生故障。其实站在消费者的角度来看,线上游戏的冗长排队和频繁掉线,无疑是运营商“风控”的结果。他们本可以掏钱买服务器解决问题,但又担心玩家流失后,针对基础设施的投资打了水漂,因此才过于保守。但置身其中的一部分开发者又会认为,问题的根源通常不是缺少机器,而是软件引发的崩溃和故障。

前顽皮狗工作室的德鲁(Drew Thaler)对此深有体会,他之前负责维护《神秘海域》和《最后生还者》的多人服务器。由于索尼提供了一项尚未大规模使用的技术,《最后生还者》在重制到 PS4 上时,服务器的代码出现了问题,这导致玩家的匹配时间过长,有时还会直接掉线。开发团队当时提出了一个临时方案,几个月后才发现,那个问题只是由一小段关于“SSL 实现”的 Java 代码引发的。换而言之,可能是配置加密传输时,手动处理端口、约定协议给搞错了。虽然这算是一个比较低级的失误,很容易就能解决,但相当难以定位,德鲁表示:就像是手机上的谷歌地图给你指了条错路……最后原因可以追溯到你家有根电线出了故障……网络服务不仅仅是一台服务器,它们是复杂的系统。这台服务器处理匹配和排队,那台要去接收日志,这个得拿来做 NAT 隧道,还有设备用于处理排行榜和身份验证,又比如应对虚拟货币,需要对交易进行特别保护……

故障可能由任何细小的东西引起,《网络创世纪》的设计师拉菲(Raph Koster)同样分享了一则糗事。有次在给《网络创世纪》的活动制作圣诞树时,由于缺少美术,他突发奇想的做了个看起来很酷的功能:我在一棵普通的松树上附加脚本,做出了彩色宝石的效果。每棵树都带有周期性的回调脚本,这些脚本可以(使宝石)出现和消失,所以它们会闪烁。然后我们给每个登陆的玩家送了棵圣诞树,成千上万棵树使得每秒会产生 20 个回调,每台服务器上的消息队列都超载了,最终导致整个服务器崩溃。


《网络创世纪》中的圣诞树

实际上,《全境封锁2》中也有过相似的问题,玩家们的炮塔和无人机有时不起作用,最后查明原来是技能的状态效果太过复杂,一旦有很多人同时使用,消息就会堆积起来阻塞服务器。这意味着,不少代码上的缺陷,只有在用户数量激增的情况下才会体现,德鲁补充到:这就是问题所在,游戏在测试或是千人模拟时远转良好,但如果 1 个小时内,突然有 10 万人登陆会怎样……3A 游戏免费后,用户会呈指数增加,付费情况下你可能不会完全预料到这一点。我们推出过《神秘海域》的免费周末活动,它带来了 10~20 倍于正常负载(的用户数),击垮了我们的服务器。如何保证线上游戏稳定的运行,以及如何减少排队和掉线的情况,全方位牵扯到引擎、游戏设计和网络工程等相关知识,由此来看它是一项非常精细的技术。但有时这些理不清的关系,会导致某些麻烦无法单靠开发者、运营商,乃至投资人任何一方解决,于是他们本应付诸的成本,顺理成章的转嫁到了玩家身上。十年前还有人相信,遵循摩尔定律的发展,线上游戏的一些网络制约最终会弱化。但随着集成电路走向瓶颈,以及用户需求的不断提升,时至如今,它仍然是一个悬而未决的问题。

责任编辑:孙妍(EN083)

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