思博伦环形标志
云和虚拟化

在线游戏,毫秒必争

作者:

在不久的将来,在线游戏将呈现出爆炸式的增长和普及到更广泛的用户,而其中的各种用户场景也将重新定义联网的要求 - 对5G所坚守的承诺提出挑战。欢迎了解让这一切成为可能的不可或缺的低时延边缘测试和验证战略。

在未来的两年中,在线游戏平台公司已经准备好将在线游戏推向新的高度。

在线游戏的成长轨迹表明,游戏时间和用户量将呈现出指数级的增长。正如我们在上一篇博客右箭头图标所讨论的,这种趋势将对流量规模和低时延边缘计算的各项要求产生重大的影响。

在我们的在线游戏中,数据处理工作通常由用户的控制台(即游戏机)和云端共同承担。特别是,图像处理速率会对总体的用户体验产生极大的影响。

帧率是计算机图形技术中的一项基本指标,它测量的是连续的图像(帧)被捕捉或显示的频率。在α通道混合和4K分辨率等技术的帮助下,目前的帧率已经普遍可以持续达到60帧每秒(fps)。然而在不久之后,我们还将体验到120-400 fps的更高帧率。

与此同时,帧大小本身也在不断增长,图像正在标清过渡到高清,甚至4K,随着增强现实(AR)/虚拟现实(VR)的普及,最终达到8K的水平。此外,8K自适应比特率(ABR)流通道将需要在同步条件下运行,而传输层的恢复机制通常并不能发挥有效的作用。

这些趋势对用户的体验质量(QoE)构成双重挑战。接下来,我们将深入探讨即将到来的现实情况,及其对网络设计方式的带来的影响。

低时延对于在线游戏至关重要,但并非不可实现

如果某个帧在游戏主机和云之间传输时迟到或丢失,会发生怎样的情况?游戏玩家会体验到马赛克、图像模糊和卡顿的运动画面。(他们会毫不迟疑地通过社交媒体将这种遭遇告诉全世界。)

从云中的渲染服务器到游戏主机之间实现20毫秒或更低的时延已经成为一项黄金标准。这一过程包含云中的渲染时间、透过云的传输时间、网络弹性事件的时延(例如扩充或收缩云资源),以及地理因素造成的地理时延。

地理因素时延是什么?是的,一个数据包在光纤中传输一千米需要大约5微秒。一个数据包从加州的数据中心传送到纽约的用户那里需要25微秒,对于国际用户来说这一时间更长。即使处理还没有执行时,20毫秒的时延预算已经差不多快用光了!

因此,最显而易见的解决方案就是将渲染服务器群移到更接近用户的地方,也就是说,云需要知道用户的位置。虽然今天的在线游戏使用的都是Wi-Fi或有线连接,但我们已经开始看到下一代移动网络正在成为该等式中的组成因素。随着增强现实/虚拟现实体验逐步占领市场,游戏服务将需要了解用户的位置,并将流量引导至500-1000千米之内的某个数据中心,而只有这样才能将时延尽可能降低。

在线游戏服务需要具备足够的智能和敏捷性,以随需方式扩展或收缩接入点和各项资源,将多种场景考虑在内,从若干玩家在家中举办的联网对战,到包含数十或数百玩家齐聚一处的游戏聚会。云必须随时做好准备,将尖峰使用流量引导至某个附近的云,并以动态方式对其资源进行收放。

云必须随时做好准备,将尖峰使用流量引导至某个附近的云,并以动态方式对其资源进行收放。

抖动:比时延更为关键

时延的变化,即抖动,比时延本身还要让人头疼。低抖动(中间时延上下5%)意味着时间更容易预测,而这也是任何支持在线游戏的网络希望实现的目标。正如网络、处理时间、云和图像处理都会产生端到端时延一样,它们也会制造抖动。

云中的图像渲染会影响抖动,因为云测重的是灵活的软件,而非时延可预测的专用ASIC和CPU。当渲染服务器群包含10万个硬件GPU时,对抖动产生的影响将会十分可观。

从增强现实/虚拟现实玩家的角度来看,抖动可能成为一项巨大的劝退因素。每台手机的双8K通道(即单眼8K)将使数据速率提高4倍,并使通道的数量也同时翻倍。但如果某个通道与另一通道相比存在延迟,左眼和右眼便无法同步。由此产生的头痛将不可避免。

在线游戏平台“元宇宙”必须正确应对增强帧率和分辨率结合在一起的复杂现实,有效执行只会越来越严格的时延和抖动要求。

在我们的上一篇博客右箭头图标中,我们还探讨了在线游戏平台正是包含沉浸式娱乐、社交媒体和电子商务在内的元宇宙世界的切入点,因此我们必须对体验质量,尤其是时延和抖动,进行非常仔细的管理,也只有这样才能真正吸引和留住这些客户。

测试元宇宙的未来

在线游戏平台的平均生命周期通常为7年,那么我们如何确定今天上市的此类平台能够在全生命周期中满足不断提高的流量需求呢?

根据思博伦与客户的合作经验,我们认为首先应着手的地方就是执行以下重要的测试例:

  • 确保平台可以应对今天的流量负载

  • 利用仿真的下一代流量模式来测量未来的端到端性能

  • 确定用户和数据中心之间,以及各数据中心之间的端到端时延和抖动。

  • 测量时延和抖动中的微小变化

  • 针对不同的并发和用户数据等情况执行测试

  • 查明其中的薄弱环节

玩家都认为良好的体验质量是理所应当的,但也会对糟糕的体验耿耿于怀,而这通常造成结果便是失去客户。虽然在线游戏基础设施方面可以用来烧的投资已高达数十亿美元,但因不佳网络质量造成的失败却是不可接受的。幸运的是,采用正确的测试战略可以完全避免这种情况的发生。

在我们的下一篇博客中,我们将提供时延基准测试方面的数据,及其对在线游戏的影响。

欢迎进一步了解思博伦的云和虚拟化测试与保障解决方案,以及我们的适用于云在线游戏的5G网络基准测试解决方案。

喜欢我们的内容吗?

在这里订阅我们的博客

博客订阅

Chris Chapman

Senior Methodologist, Spirent

With over 20 years in Telecommunications and 11+ years of network performance theory, Chris has extensive knowledge in testing and deployment of L1-7 network systems. His expertise includes performance analysis of QoS, QoE, TCP, IP (v4 and v6), UDP, QoE, HTTP(S), FTP, WAN acceleration, BGP, OSPF, IS-IS. MPLS, LDP, RSVP, VPLS, firewalls and load balancers. His specialties are centered on testing L1-7.