排队与掉线，线上游戏的「人口灾难」

作者：箱子 VGtime 2019-10-24

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。


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。


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。


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。

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参考资料：


What is a login-queue?
MMO 的排队系统
Why Online Game Launches Are Often A Mess


作者：箱子
来源：VGtime
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