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游戏加速与CDN网络加速有何差异?
网络不断优化,游戏加速还有需求吗?
为什么北上广大佬从来没有感觉玩王者荣耀需要加速?
我们在上篇随笔中梳理了网络加速技术的三种类型,
CDN
、
VPN
和视频压缩(
《网络加速技术梳理——八仙过海各显神通》
)。在与投资者交流过程中我们发现市场非常担心国内运营商之间互联互通的改善会导致游戏加速需求趋于消亡。
针对这些问题,我们专门从自下而上和自上而下的角度对网络延时问题进行了梳理,以便投资者更好地理解相关公司和行业。
1.网络延时改善了吗?-“1万白领+11万蓝领”的中国市场与精英偏见
当今社会泛娱乐化盛行,很多投资人也投入了王者荣耀、LOL等游戏的大军之中,沉溺于开黑收人头的乐趣里。当我们推荐游戏加速公司时,便纷纷遭到资深玩家投资者的质疑:“我们天天在玩王者荣耀啊,没有感觉到延时需要用加速器啊,现在运营商每年大笔投入网络建设,网络已经很好了,游戏加速没市场吧?”
为此我们亲赴中国移动电竞用户集中度排名前列的四川成都,使用王者荣耀实地测试当地网络延时的数据,自下而上探求网络延时的真实现状。
8
月
24
日到
27
日,使用华为
mate9
手机,移动
4G
和
WIFI
场景下测试结果如下图所示,并与上海测试结果进行了对照分析。
结果显而易见,在移动
4G
信号下,成都场景游戏延时基本一直超过
120ms
,且波动剧烈,最高可达
460ms
(游戏显示延时上限);而上海场景下延时稳定在
60ms
上下,波动较低。
WIFI
信号下,成都场景游戏延时较
4G
信号显著改善,下降至
60-80ms
左右,但仍不稳定,最高冲高至
230ms
;上海场景下延时稳定在
33ms
左右。
下表也给出了延时数值和游戏体验的关系,可见在成都无论是使用
4G
还是
WIFI
,游戏体验都无法和上海相比。如果一位成都玩家挑战上海玩家,是否太不公平了呢?(悄悄告诉你,职业选手比赛时)
因此,我们需要指出,在
分析游戏加速问题时存在一个普遍的偏见,不妨称为“精英偏见”
:投资者往往身在北上广深一线城市,享受着全国最优网络资源(并且位于网络关键节点处,详见后文),从而形成一种网络建设已经非常完善的错觉;
但真实情况是在我国的广阔领土上,还有很多地区的普通玩家深受网络延时过高的影响,游戏加速市场需求健在
。这种偏见正如《创京东》中引申出的“
1
万白领
+11
万蓝领”,反应了中国市场的特性,熊猫直播和快手、苹果和小米、华为和
OPPO
等令人一时难以理解的现象恰恰都可以用这个模型解释。
2.什么是网络延时?
谈到网络速度问题,
网络带宽不足
和
网络延时过长
这两个概念经常被混淆,实际上两者差异很大。
用户对网速特别敏感的网络使用场景主要有网络下载和实时对战游戏两大类。对比两者可以发现背后的原因不应该统一归结为“网速慢”这简单的三个字。
因此对于实时对战游戏来说,带宽不是问题,导致延时的是传输路径过长,导致操作指令数据包从玩家客户端(
PC
端或手机端)经过网络传输到游戏服务器,再将服务器响应传回客户端所用的往返时延
RTT
过长。
下图是一个成都
LOL
玩家
-
小明,在玩游戏时连接英雄联盟北京服务器的情景。图中除了标红的骨干网传输段外的网络传输环节是现有技术水平难以改变的,不做讨论。因此理论上影响该玩家游戏延时的就是骨干网成都节点到骨干网北京节点的传输时间了。
3.为什么会有网络延时?-你总是在绕路
为什么通过现在动辄
100MB
的宽带网络传输几十
KB
的游戏指令会产生明显的延时呢?通过观察一个四川电信玩家连接游戏服务器的过程,跟踪游戏指令数据经过的具体服务器可以发现问题:
如图可知,游戏数据并非直线从成都发往北京,而是中间绕去了上海,这样一来自然大大增加了传输时间。(实际上传输时间的增加主要是由于经历的服务器转发次数过多,与绕路导致的在光纤中传播的距离的增加关系不大,但绕路本身会大大增加服务器转发次数从而导致延时加剧)
如果成都电信玩家想要连接悉尼游戏服务器,那情况就更加夸张了,通过跟踪游戏数据可以发现,居然要绕道去美国,两次跨越太平洋和多次转发,造成延时大大增加至超过
250ms
。
实际情况中转发次数往往比上面的案例中更加繁杂。于是前文小明面临的游戏数据传输,在骨干网中并非成都直传北京,而是中间经过重重转发,跨越多个省市节点才最终到达北京节点,如下图所示。
为什么会出现如此看似愚蠢的通信方式,不走直路却要绕路呢,答案非常简单:直路不通。
运营商内部由于中心化的网络架构导致跨区域传输往往需要经过超级节点转发;而跨运营商传输时由于我国互联网建设发的的特殊国情,导致骨干网节点之间没有实现两两互连互通,必须通过国家级互联网直联点等有限的互联互通节点进行跨网传输,从而形成传输瓶颈。
4.千军万马的独木桥-骨干网传输两大瓶颈
上图为沈阳互联网直联点开通时的报道,非常形象地说明了互联网直联点的作用。在开通沈阳直联点前,北京周边多个省市的流量只要存在跨运营商通信需求,就必须绕道去往北京直联点跨网传输,恰如千军万马挤独木桥。这种情况背后是由我国的骨干网的结构导致的。
4.1
中国电信
ChinaNet
网络(
2012
年情况)
中国电信的骨干网之一
ChinaNet
,其核心层主要包括:超级核心(北京、上海、广州)、普通核心(天津、西安、南京、杭州、武汉、成都),核心节点间
Full-Mesh
连接,负责各省份间信息交互,
超级核心还负责与国内其他运营商、国际访问的流量交互
。
国内互联互通层:
在北京、上海、广州三个超级核心设有互联互通设备(
E
路由器),互联互通设备(
E
路由器)直接连接在超级核心
C
路由器,
ChinaNet
通过互联互通设备与部分其它运营商互联和流量互访。
国际网间互联:
在北京、上海、广州三个超级核心下挂国际网间互联设备(
X
路由器),
ChinaNet
通过
X
路由器与世界上其他运营商互联和流量互访。
片区内大区间互访:
同一片区内部各个大区之间,非合设核心所在省份的互访,由各省第一方向通过超级核心转发;一般情况下,大区内省间互访原则上通过本片区超级核心直接转发;片区间互访则原则上通过第二方向普通核心间链路转发。
4.2中国联通China169网络(原网通,2012年情况)
由于历史原因,
China169
网络业务流量分布存在较大的南北差异,北方
10
省的业务流量远大于其他各省的业务量,超过业务总量的
70%
,占据网络中流量的主要部分,也就是过去流传的“北网通、南电信”之说。
基于上述的业务特点和流量特点,
China169
骨干网采用分大区汇接与区域间直连相结合的网络结构,以北京
1
、北京
2
、上海、广州为核心这四个核心连接,同时在部分省间开通有直连电路。北京
1
、北京
2
、上海、广州核心节点相互间均有直接电路连接;
China169
与中国电信长途互联电路主要集中连接在北京
1
和北京
2
,在北京
2
、上海、广州还开通了用于与中国电信本地互联的专用电路;在北京
1
、北京
2
、上海、广州四个节点都具备与国际运营商互联、国内其它运营商互联和
NAP
互联的电路。
中国移动(原铁通)、教育网等其他骨干网的情况类似,不再赘述。
4.3小结
对于骨干网的拓扑结构分析可知,
运营商内部跨地区传输往往需要绕行超级节点转发,而跨运营商的数据传输必须通过北京、上海、广州的超级核心节点以及国家级互联网直联点才能实现,这些位置也就成为了互联网传输中的瓶颈,导致各种网络传输问题出现。
过去的“北网通、南电信”格局下,甚至跨网访问网页都会出现严重的延时。目前情况虽然大大改善,但是对于
RTT
要求严格的实时对战游戏来讲,仍然导致明显的延时问题。
过去的几年运营商不断加大投资,加之国家层面的推动,运营商内部跨区传输和跨运营商互连互通问题已经有了显著改善,“北网通、南电信”的格局也早已被打破,网络条件的改善不可否认。既然如此,为何还存在网络延时的问题呢?
我们认为本质上是由于用户需求的增长永远快过互联网直联点的建设,从而导致瓶颈一直存在,也许未来网络整体架构完成去中心化,各个运营商的每个骨干网节点间都平等互连互通后网络延时问题才有望彻底解决,但目前为时尚早。
5.跨运营商互联互通改善了多少?
将
PC
端游戏和移动端游戏面临的延时问题综合分析,
我们认为延时主要原因是由于运营商内部跨区传输时在超级核心处产生的瓶颈和跨运营商传输时在国家级互联互通直联点处产生的瓶颈,这样的双重原因导致的。
近年来两个瓶颈都有所改善,但是我们判断其供给的改善速度还难以跟上需求的增长速度。
需求侧:根据思科《皆字节时代:趋势和分析》报告估算,到
2016
年底,年度全球
IP
流量将突破皆字节
ZB
大关,到
2020
年将达到每年
2.3ZB
。
2011
年全球
IP
流量月均
27EB
,
2017
年全球
IP
流量月均
116EB
,复合增速
27%
,预计到
2020
年全球月均
IP
流量将达到
278EB