導(dǎo)語：電子競技的網(wǎng)絡(luò)延遲探究一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1網(wǎng)絡(luò)延遲的構(gòu)成和特性

1.1網(wǎng)絡(luò)延時的成分

目前實際應(yīng)用中因特網(wǎng)的通信標(biāo)準(zhǔn)基于TCP/IP協(xié)議，基于TCP/IP體系結(jié)構(gòu)進行信息通信的原理如圖1所示，這是一種典型的分組交換系統(tǒng)。在這樣一個系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)包通過選路從本地主機到達遠程主機，選路是指選擇一條用于發(fā)送分組路徑的過程，路由器則是做出這一選擇的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。圖一TCP/IP傳輸示意圖根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信原理，TCP/IP協(xié)議網(wǎng)絡(luò)的延時大致包含以下幾個成分（l）本地主機數(shù)據(jù)處理延時。當(dāng)應(yīng)用程序向協(xié)議軟件傳遞數(shù)據(jù)信元時，協(xié)議軟件將由應(yīng)用層至網(wǎng)絡(luò)層逐層地對數(shù)據(jù)進行封裝處理，而后進行發(fā)送。（2）物理線路上信號傳輸延時。這里的物理線路是指連接網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的線纜，如雙絞線、光纖等。數(shù)據(jù)信號在物理線路上以接近光速的速度傳輸，這一延時與整體延時相比不在一個數(shù)量級上，因此通信節(jié)點之間的地理距離并不是決定延時大小的主要因素。（3）中間路由器數(shù)據(jù)處理延時。網(wǎng)絡(luò)有其自身的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在網(wǎng)絡(luò)上，除物理線路外，還有作為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涔?jié)點的路由器。路由器需要將收到的數(shù)據(jù)流解釋至網(wǎng)絡(luò)層以選擇下一跳的目的地址。選路過程中多個中間路由器數(shù)據(jù)處理延時是網(wǎng)絡(luò)延時的主要組成部分。

1.2延遲的穩(wěn)定性和隨機性

網(wǎng)絡(luò)延遲在一定程度上體現(xiàn)出一種隨時間的穩(wěn)定性，這是由數(shù)據(jù)包傳輸方式所決定的，即路由的相對穩(wěn)定。因特網(wǎng)是采用動態(tài)路由機制來傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的，但這種動態(tài)并不等于隨機路由，只有當(dāng)互連網(wǎng)的情況發(fā)生嚴(yán)重變化時，例如路由失效、嚴(yán)重?fù)砣?，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報的路由路徑才會改變。對因特網(wǎng)路由行為的研究表明通信雙方或多方在會話期間路由很少改變，大部分的數(shù)據(jù)流沿同一條物理路徑傳輸。目前的多個路由協(xié)議中路由跳躍次數(shù)是選擇路由的重要參考指標(biāo)，往往作為制定路由的首要因素。所以在動態(tài)路由條件下，連接兩個IP之間的路由往往是跳躍次數(shù)較少的路徑，并且在一段時間內(nèi)保持這一路徑而不改變。有相關(guān)研究指出在一天時間內(nèi)對特定IP進行跟蹤所捕獲的路由路徑是基本穩(wěn)定的。對于網(wǎng)絡(luò)延遲的不確定性，合理的解釋是由負(fù)載的不確定性變化所導(dǎo)致目前基于TCP/IP協(xié)議的因特網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)接口層普遍采用隨機競爭類的媒體訪問控制協(xié)議，多個通信節(jié)點共享通信信道資源。而網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳輸有一種突發(fā)性的特點，由于共享帶寬的原因，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量突然增大時，將造成其經(jīng)過的路由器的負(fù)載增大，從而等待路由器進行處理的數(shù)據(jù)增多，這樣數(shù)據(jù)排隊等待處理的時間增長，使得數(shù)據(jù)報的延時增大，即造成總延遲的增大，另外，當(dāng)路由器的負(fù)載超過其處理能力時，將對隨后到達的數(shù)據(jù)包進行丟棄處理，這樣對以TCP協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包來講，將造成數(shù)據(jù)報的重發(fā)以及發(fā)送主機TCP滑動窗口的減小，這些最終都將造成數(shù)據(jù)報延時的瞬間增大。這是延時不確定性產(chǎn)生的主要原因。網(wǎng)絡(luò)的時延及其不確定性將對電子競技產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。當(dāng)存在較大延時時，玩家操作不能實時地傳遞給服務(wù)器，操作所產(chǎn)生的效果也不能實時地反饋給目標(biāo)玩家，從而使整個服務(wù)器的穩(wěn)定性和即時性變差，嚴(yán)重地還會引服務(wù)器的不穩(wěn)定，并且由于延時的不確定性使信息傳遞的連續(xù)性遭到破壞，造成了諸如卡ping等情況，這是所有網(wǎng)游所需要極力避免的問題。為了能夠更好地對延時進行控制，就需要對其特點進行分析，預(yù)測其產(chǎn)生機制，希望能夠?qū)σ蛱鼐W(wǎng)的延時特性進行仿真以建立有效的實驗系統(tǒng)。因此，有必要對延時及其不確定性產(chǎn)生的原因進行分析并探究其規(guī)律所在。

2實際條件下的網(wǎng)絡(luò)延遲

本文通過運行電子競技網(wǎng)游“勝利之日”（dayofdefeat）的效果來研究延遲的特性。為了使效果明顯，故特別選擇了具有50ms以上延遲的服務(wù)器，以便與觀察效果。研究方法是通過內(nèi)置的游戲錄像功能，將游戲的過程捕捉下來。兩臺計算機同時連接同一個服務(wù)器進行游戲，通過一臺電腦執(zhí)行特定的操作并從另一臺電腦中觀察得到的反饋效果，以幀為單位計算兩者之間的時間差，得到實際游戲體驗中的延遲特性。在實際測試中，對于不同的操作，延遲的大小也存在些許區(qū)別，大致有以下幾種情況（1）跑動和跳躍，所產(chǎn)生的延遲較小，且較穩(wěn)定，在約100fps下大約產(chǎn)生10-12幀的時間差，換算延遲約55ms左右。個別時間段產(chǎn)生突發(fā)的20幀以上的延時，即100ms左右，高延時時間呈數(shù)秒鐘的小段分布，但是整體所占比重很少，推測為常規(guī)的路由延時。（2）開火射擊，產(chǎn)生延遲稍多，約12-13幀，計60ms左右。值得注意的是開火射擊存在兩種情況。第一種是目標(biāo)未命中，通過考察射擊目標(biāo)物體上的子彈痕跡出現(xiàn)時間得到射擊延遲，這種情況下延遲與跑動跳躍情況相差不多，約1幀左右。第二種情況是命中的玩家目標(biāo)，延遲有所增長且波動較大，合理的解釋是服務(wù)器需要對射擊效果進行一定的反應(yīng)，包括被擊中玩家狀態(tài)數(shù)值的變更、死亡的判定、以及產(chǎn)生特定的動畫效果等。（3）切換武器，產(chǎn)生延遲大致與跑動跳躍相當(dāng)，延遲穩(wěn)定，也存在突發(fā)的高延遲時間。（4）使用地圖場景互動物品或射擊可破壞物。這類操作的延遲明顯較大，約18-20幀左右，計90ms。這是由于服務(wù)器需要產(chǎn)生復(fù)雜動畫效果所帶來的延遲。圖2不同操作下的延時分布綜合以上的情況大致能獲得如下的判斷：電子競技網(wǎng)游中，對于簡單操作其延遲量穩(wěn)定，雖時間的波動較小，具有較好的即時性。這種情況下的延時其主要成分應(yīng)是路由數(shù)據(jù)的處理延時，而路由的相對穩(wěn)定使得延遲大小也隨之穩(wěn)定，使得玩家獲得良好的游戲體檢。對于一些玩家間的互動操作，由于涉及到游戲人物數(shù)據(jù)的修改，需要進過服務(wù)器進行一定的處理，延遲稍高。而對于影響整個服務(wù)器的全局性操作，服務(wù)器需要消耗一定時間進行響應(yīng)，遠程主機數(shù)據(jù)處理延時由次要地位上升至主要地位，延時大幅增大，且這種延時的暫時增大同樣會波及到未進行操作的玩家，甚至其他臨近服務(wù)器的玩家，造成延遲短暫大幅上升的假象。游戲中也存在一定的路由延時，所占比重較小，影響力有限。

3總結(jié)

由以上可得，在因特網(wǎng)信息的傳遞過程中將產(chǎn)生一定的延時，延時具有相對的穩(wěn)定性和一定時不確定性，這將影響電子競技玩家的水平發(fā)揮和游戲體驗。分析指出在大多數(shù)情況下，網(wǎng)絡(luò)延時的分布情況主要決定于數(shù)據(jù)所經(jīng)過的跳數(shù)以及在每一跳上所花費的時間，而個別情況下服務(wù)器的處理延時也會產(chǎn)生可觀的效果，網(wǎng)絡(luò)上所經(jīng)過的路由器的負(fù)載也產(chǎn)生一定的不確定性?？傊陔娮痈偧贾锌此齐S機的數(shù)據(jù)延時背后，有著一定的規(guī)律可循。這些為電子競技行業(yè)的發(fā)展提供一定幫助，也為互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌l(fā)展提供一定的參考。

本文作者：張云龍工作單位：東北石油大學(xué)