핑 계산법 개선 사항
먼저 아래 설명에서 사용하게 될 몇 가지 용어에 대한 설명입니다.
클라이언트 및 서버: 모든 콘솔, 모바일 디바이스, PC, Mac은 클라이언트이며, 클라이언트는 게임을 호스팅하는 지정된 서버에 연결되어있습니다. 서버는 전반적인 게임 상태를 유지합니다(플레이어 위치, 원 상태, 활성화된 상자 등). 또한, 서버는 게임 상태 변화가 있을 때 모든 클라이언트를 업데이트합니다.
패킷: 패킷은 네트워크를 통해 클라이언트에서 서버 또는 서버에서 클라이언트로 전송되는 데이터 블록입니다. 클라이언트와 서버가 서로 정보를 전달하는 방식입니다. 포트나이트(및 언리얼엔진4)에서는 핑 계산법에 이러한 패킷을 사용합니다.
프레임: 서버에서 프레임은 서버가 새로운 패킷을 확인하고, 게임 상태를 업데이트하고, 업데이트를 클라이언트에 전송하는 업무를 얼마나 잘 실행하는지 보여줍니다. 클라이언트에서 프레임은 화면 이미지가 업데이트되는 빈도수를 의미합니다. FPS(Frame per second)라고도 하는 프레임 속도는 서버나 클라이언트에서 1초에 처리되는 프레임의 수를 말합니다. 다시 말해, 클라이언트가 60FPS로 실행되다는 것은 1초에 60 프레임이 처리된다는 의미입니다.
다음은 핑에 대한 정보입니다!
과거 핑 패킷 계산법
"핑"을 클라이언트에서 서버로 패킷을 보내고 서버에서 응답 또는 그 반대의 상황에서 걸리는 시간으로 생각하는 분들이 많습니다. 이를 왕복 시간(RTT)으로도 표현합니다. 대다수의 플레이어가 궁금해하는 정보를 제공합니다. 서버에서 업데이트를 받는 데 걸리는 시간과 서버가 업데이트를 받는 데 걸리는 시간이 이에 해당됩니다. 플레이어의 핑 수치가 높을수록, 플레이어가 순간이동하거나, 갑자기 처치되거나, 상자 또는 다른 사물과 상호작용할 때 지연 현상과 같은 인게임 문제가 발생할 가능성이 높아집니다.핑은 밀리초로 표시되며, 낮을수록 더 좋습니다. 서버를 호스트하는 데이터 센터 근처에 거주한다면, 핑이 한 자릿수일 수도 있습니다! 반면, 지구 반대편에 위치한 서버에서 플레이한다면, 핑이 100ms 이상으로 올라갈 수 있습니다.
그러나 패킷 왕복 시간을 결정하는 것은 클라이언트-서버 커뮤니케이션 외에도 더 있습니다. 포트나이트에서는 일반적으로 서버와 클라이언트 모두 처음부터 프레임당 새로운 패킷을 확인합니다. 다시 말해서, 새로운 패킷을 확인한 바로 다음 패킷이 도착하면, 패킷이 도착하고 클라이언트 또는 서버가 확인하는 데 걸리는 시간으로 인해 지연 현상이 발생할 가능성이 있습니다. 더 나아가, 패킷을 읽고 게임 상태를 해당 데이터에 따라 업데이트하는 데 시간이 다소 소요됩니다.
이해를 돕기 위한 도표입니다.
검은색 클라이언트 및 서버 화살표는 시간을 의미합니다. 이 예시는 서버 모 두 동시에 동일한 프레임 속도로 운영되고 있습니다. 검은색 수직선은 각 프레임의 시작, 파란색 표시는 클라이언트 또는 서버가 작업할 패킷 여부를 확인하는 시점, 주황색 선은 클라이언트 또는 서버가 패킷을 전송하는 시점을 나타냅니다. 보라색 파선은 인터넷을 통해 이동하는 패킷을 나타냅니다.
과정은 다음과 같습니다.
- 클라이언트가 서버로 패킷을 전송합니다.
- 서버가 패킷을 수신합니다.
- 서버가 새로운 패킷 여부를 확인합니다. 이때 서버에서 클라이언트가 전송한 패킷을 발견하게 됩니다. 이 패킷은 서버가 패킷을 확인한 다음 도착하여 한 프레임 동안 방치되고 있었다는 점을 참고하세요.
- 서버가 클라이언트에게 패킷을 수신했다고 응답합니다.
- 클라이언트가 서버의 응답을 수신합니다.
- 클라이언트가 서버의 응답을 읽습니다.
더욱 정확한 핑 수치를 표시하기 위해, 몇 초 간 이 계산으로 나온 결과의 평균값을 표시합니다.
하지만 실전에서는 정확도가 원하는 만큼 높지 않습니다. 패킷이 도착하고 처리되기까지 기다리는 시간을 반영하지 않기 때문에 핑 수치가 굉장히 높게 표 시되기도 합니다. 대다수의 플랫폼에서 특정 패킷이 도착하는 정확한 시점을 알 수 있는 방법을 제공하지 않기 때문에 정확히 얼마 동안의 시간을 제외해야 하는지 확인하기 어렵습니다.
7.30 핑 패킷 계산법
7.30에서는 새로운 방법을 시도했습니다. 클라이언트에서 패킷을 서버로 보내고 응답을 받는 최소 왕복 시간을 사용하는 방법이었습니다. 이론적으로 이동 시간이 가장 적은 패킷은 도착하는 즉시 처리되어 처리까지 기다리는 시간을 반영하지 않아도 되기 때문입니다. 가장 빠른 패킷을 선택하는 동시에 충분한 데이터로 현실적인 수치를 제공할 수 있도록, 가장 빠른 25% 패킷을 사용해 핑 수치를 계산했습니다.문제점
7.30를 배포한 후, 핑이 한 자릿수로 표시되거나 0으로 표시된다는 플레이어 보고를 많이 접수했습니다. 이게 사실이라면, 빛보다도 빠른 속도로 패킷을 보내고 있다는 것을 의미합니다. 언리얼 엔진 4가 뛰어나긴 하지만 아직 그 정도는 아닙니다! 분명 무슨 문제가 있었습니다.문제는 핑 계산법에 있었습니다. 다음 계산법을 참고하세요.
문제는 서버 프레임 시간을 제외한 것이었습니다. 가장 빠른 패킷을 대상으로 계산하면서 더 많은 것을 제외하고 있었습니다. 패킷이 서버에 도착하는 즉시 처리된다면, 처리 및 응답 시간이 몇 멸리초밖에 걸리지 않습니다. 전체 서버 프레임 시간은 그것보다 5배에 가깝습니다!
이해를 돕기 위한 도표입니다.
서버보다 훨씬 높은 프레임 속도를 가진 클라이언트 모습입니다. 초 록색 패킷만 고려한다면, 이 패킷은 서버가 패킷을 확인하기 직전에 도착합니다. 이때 서버는 고정된 프레임 속도보다 더 빠른 속도로 진행되며, 패킷을 확인하기 전 프레임 시작 시점에 어떠한 작업을 하지 않는 상태입니다.
빨간색 선은 제외하려는 서버 프레임 시간입니다. 하지만 빨간색 선이 아닌 주황색 선을 사용하는 것이 알맞은 선택이었을 것입니다. 과도하게 많은 시간을 제외하여 일부 클라이언트에 핑이 0으로 표시되었습니다.
다양한 패킷을 반영한 과거 방식을 사용하는 것은 아직도 어려움이 있습니다. 하지만 처리 시간이 오래 걸리는 패킷도 반영되어 과도하게 많은 시간이 제외되는 것을 완화시켜줄 가능성이 높습니다.
향후 계획
추후 업데이트에 더욱 정확한 핑 수치를 표시할 수 있도록 개선 작업을 진행할 계획입니다. 앞서 언급했듯이,
"대다수의 플랫폼에서 특정 패킷이 도착하는 정확한 시점을 알 수 있는 방법을 제공하지 않기 때문에 정확히 얼마 동안의 시간을 제외해야 하는지 확인하기 어렵습니다."
다행스럽게도, Linux는 가능합니다! 서버가 Linux에서 운영된다는 점을 고려하여 핑 계산법을 다음과 같이 변경했습니다.
핑 = 패킷이 서버로 이동하는 시간 + 패킷이 클라이언트로 이동하는 시간 - 패킷이 서버에 도착하고 응답하는 데 걸리는 시간 - 해당 시점까지의 클라이언트 프레임 시간
서버 프레임 시간을 제외할 때 얼마큼의 시간을 제외해야 하는지 고민하지 않아도 됩니다. 이로 인해 더욱 정확한 수치를 제공할 수 있기를 기대하지만 아직 테스트할 것이 많습니다.
그리고 클라이언트에서 패킷을 확인하는 빈도를 높여 계산법에서 "해당 시점까지의 클라이언트 프레임 시간"을 없애는 방법도 검토하고 있습니다.
이와 같은 두 가지 변화를 통해 더욱 정확한 핑 수치가 표시될 수 있기를 기대합니다.
결론
이 글이 여러분에게 핑은 어떻게 산출하고 추후 어떻게 개선될지에 대한 궁금증을 해결하는 데 도움이 되었으면 합니다. 이와 같은 정보는 정확하게 표시하는 것이 매우 중요합니다. 정확하지 않은 정보를 표시하는 것보다 차라리 정보를 제공하지 않는 것이 낫습니다. 플레이어가 상대를 못 맞춘 것이 실수인지 낮은 핑으로 인한 게임 렉 때문인지 구분하여 잘못된 점을 바로잡을 수 있는 것이 중요합니다.
이에 대한 질문 및 문의를 살펴보며, 무엇이든 기꺼이 답변해드리겠습니다. 읽어주셔서 감사합니다!