[Unreal] 멀티플레이어 개요

멀티플레이어 모델

1. peer-to-peer
2. client-server
3. unreal-engine

• 단일 컴퓨터에서 실행되는 화면 분할은 네트워크가 필요없는 로컬 멀티플레이어이다.
• 멀티플레이어 게임에선 두 플레이어가 게임에 변경 사항을 입력하므로 두 개 이상의 게임 인스턴스가 각각 별도의 시스템에서 실행된다.
• 이런 변경 정보가 게임의 다른 인스턴스로 전송돼야 한다.
• 이런 정보를 공유하는 방법들이 다음과 같다
  1. peer-to-peer(P2P)
     • 정보가 다른 컴퓨터로 직접 보내진다.
     • 단점
       • 플레이어가 많아지면 많은 양의 데이터가 보내진다..
       • 각 게임의 인스턴스의 정식 버전이 없다.
         • 각 인스턴스마다 버전이 다 다를 수 있음
  2. client-server
     • 단일 시스템은 서버로 지정되고 다른 모든 시스템은 클라이언트로 지정된다.
     • 모든 클라이언트는 서버와만 대화한다.
     • 각 클라는 다른 컴퓨터가 아닌 서버와 정보 송수신 위한 대역폭 요구 사항만 충족하면 된다.
     • 서버가 올바른 버전을 주도한다.
     • 구현 방법
       1. 플레이어 머신 중 하나가 서버 역할을 하는 방법
       2. 전용 서버를 이용하는 방법
          • dedicated-server
          • reliable 시뮬레이션만 처리
          • 데이터를 클라이언트의 대규모 멀티플레이어로 복제 가능
          • mmo 등
  3. 언리얼 엔진
     • authoritative client server
     • 한 컴퓨터는 항상 서버로 동작하고 다른 컴퓨터는 클라로 연결됨
     • 싱글 플레이어 게임도 클라 서버 모델을 이용함.
       • 클라와 서버가 같은 머신인 것임

언리얼 엔진에서 멀티플레이어 테스트

• 에디터의 재생 버튼 바로 옆에 재생 모드를 변경할 수 있는 세 개의 점이 있다.
• 여기서 멀티플레이어 인스턴스 수를 늘리고, net mode 에서 play as listen server를 체크해 준다.

LAN network

• 여러 대의 컴퓨터가 단일 라우터에 연결되어 있을 때,
• 로컬 IP 주소를 통해 같은 네트워크 내 다른 컴퓨터에 접근 가능하다.

멀티플레이어 관련 메서드

UWorld->ServerTravel(string)

• travel to another level

UWorld->ClientTravel(FString, …)

IP 주소

로컬 IP 주소

• 로컬 네트워크 라우터에서 컴퓨터에 할당한 주소.
• 이 주소들은 로컬 네트워크 내 다른 컴퓨터만 볼 수 있다.
  • 밖에선 연결 불가능

외부 IP 주소

• 라우터는 인터넷 서비스 제공자(ISP)와 연결되어 있다.
• ISP는 라우터에 외부 또는 공용 IP주소를 할당한다.
• 이 IP는 인터넷의 다른 모든 사용자에게 표시된다.

리슨 서버

• 전용 서버를 설치하려면 시간과 돈이 든다.
• 플레이어가 많아 질수록 비용이 증가한다.
• 이를 리슨 서버로 해결한다.
• 한 플레이어가 게임을 시작하고 리슨 서버로 설정된다.
  • 이후 서버를 호스팅하기 위한 서비스를 통해 연결된 플레이어들에게 신호를 보낸다.

언리얼 엔진 온라인 서브시스템

• 하나의 코드 베이스만 이용한다.
• 이를 이요해 서비스에 연결한다.
• 다른 플랫폼 특정 코드는 다 추상화 되었으므로 unreal 코드 만 사용해도 된다.
• 게임을 다른 서비스로 보내기 위해 코드를 변경할 필요가 없다.
• 온라인 플랫폼 서비스의 기능에 엑세스 하는 방법을 제공한다.
  • 온라인 플랫폼 서비스란 스팀 엑박라이브 같은 것들.
  • 각 플랫폼에는 친구, 업적, 매치 메이킹 세션 설정 등을 지원하는 자체 서비스 세트가 있는데,
  • 온라인 서브 시스템은 이런 다양한 서비스를 처리할 수 있도록 인터페이스가 구현되어 있다.

세션 인터페이스

• 게임 세션을 생성, 관리, 파괴 등을 한다.
• 게임 세션은 서버에서 실행되는 게임의 인스턴스이다.
• 아무 플레이어나 접속하게 하거나, 초대 받은 플레이어만 접속하게 설정 가능하다.

세션 lifetime

1. create session
2. wait for players to join
3. register players
4. start session
5. play
6. end session
7. unregister players
8. update session or destroy session

session interface functions

• CreateSession()
• FindSession()
• JoinSession()
• StartSession()
• DestroySession()

Delegates

• 델리게이트는 함수를 저장하고, broadcast 한다.
• 그러기 위해서 델리게이트에 callback 함수들을 bind 해 둔다.
• 델리게이트가 fire되면 연결된 함수가 호출 된다.
• &ThisClass 로 대치 가능

세션에서는?

• 세션 인터페이스가 세션을 생성하면 스팀 같은 곳에서 세션을 생성해준다?
• 세션 인터페이스 델리게이트로
  • FOnCreateSessionCompleteDelegate 등이 있다.
  • FOnFindSessionCompleteDelegate
• 첫 로컬 플레이어를 호스트로 하려면
  • UWorld->GetFirstLocalPlayerFromController() 이용

Net Update Frequency

• 얼마나 액터가 자주 replicated 되는지 설정 한다
• 단위는 초 단위이고, 이를 통해 Net Update Time 이 결정된다.

Min Net Update Frequency

• replicated 된 property가 변경되지 않고 오랜 시간이 지났을 때 이 수치에 따라 일정 시간 간격으로 한번은 업데이트 되게 한다.

Game Framework

Game mode

• server only
• default class들을 관리한다
• 게임 룰 결정
• 게임 경과 시간 등 state 관리

Game State

• server and all clients
• 게임의 상태 관리
  • 플레이어들의 점수, 팀 점수, 팀 리더 등
• player state 관리

Player State

• server and all clients
• 플레이어들의 state
  • 플레이어 점수 등
  • 총, 탄약 등

Player Controller

• server and all clients
• HUD 에 접근, 업데이트

Pawn

• server and all clients

Hud, Widget

• Client

Syncing Time

• 클라와 서버의 시간을 동기화하려면 클라이언트는 서버의 현재 시간을 알아야 한다.
• 클라는 서버가 게임을 시작하고 나서 시간이 어느정도 지난 후 참가한다.
  • 따라서 클라에서 단순히 World에서 GetTimeSeconds를 하면 서버와 시간이 맞지 않는다.
• 해결하려면 GetServerTime() 메서드를 이용한다.
  • 그래도 네트워킹 시간이 있기 때문에 정확하진 않다.
• 클라에서 서버에 도착하는 시간과 서버에서 클라에 도착하는 시간을 합친 시간을 Round-Trip Time 이라 한다.
  • 대략적으로 이 값을 반으로 나눈 값을 GetServerTime() 에 더해 시간을 동기화한다.
  • Round-Trip Time은 현재 클라이언트의 시간에서 요청을 보낸 시간을 빼주면 된다.

Game Mode vs Game Mode Base

• Game Mode Base
  • Default classes
  • spawns player’s pawn
  • restart players
  • restart the game
• Game Mode
  • match State
  • handling match states
  • custom match states
• 즉, match state를 이용하지 않는다면 game mode base로 충분하다.

match state

• EnteringMap
• WaitingToStart
• InProgress
• WaitingPostMatch
• LeavingMap

• Aborted

• hasMatchStarted()
• HasMatchEnded()
• GetmatchState()
• SetMatchState()
• OnMatchStateSet()
• StartMatch()

Delayed Start

• bDelayedStart
• 절차
  • WaitingToStart 상태에서 대기
    • WarmupTime
  • StartMatch() 호출
    • InProgress 상태가 됨
    • Spawn Character

ping

• packet internet(or inter-network) groper
• 네트워크를 통해 상대의 접근 여부를 조사하기 위한 프로그램.
• 요청하고 응답까지 걸리는 시간을 알 수 있다.

Lag Compensation

• lag이 없는 것처럼 해주는 기능
• 언리얼 엔진에서는
  • extrapolation 으로 이동을 예측하고
  • interpolation 을 통해 부드럽게 이동시킨다.
  • rubber banding 이라 부른다.

server-side rewind

• 서버는 플레이어의 움직임에 따른 위치들을 저장한다.
• 클라이언트의 사격 등이 발생했을 때 서버에 요청하고,
• 서버는 rewind 해서 해당 시각의 위치를 찾아 유효한지 판단한다.

Client-side Prediction

• 클라이언트의 정보가 서버에 도달하는 시간은 Round-Trip Time 의 반이다.

Reconciliation

1. 클라이언트가 먼저 움직이고 나서,
2. RPC를 보내고 저장한다.
3. 서버로부터 응답을 받고,
4. 응답에 따라 위치를 수정한다.
5. 처리된 RPC들을 제거한다.
6. 처리되지 않은 RPC들에 따라 움직임을 처리한다.