Az online videójátékok világában kevés frusztrálóbb dolog létezik a lagnál, vagyis a késleltetésnél. Amikor a karakterünk megkésve reagál a parancsainkra, amikor az ellenfelek teleportálnak a képernyőn, vagy amikor a kapcsolat egyszerűen megszakad a legkritikusabb pillanatban, az tönkreteheti a legizgalmasabb játékélményt is. Számos oka lehet a lagnak, a gyenge Wi-Fi jeltől kezdve a szolgáltató problémáin át egészen a játékszerverek túlterheltségéig. Azonban van egy kevésbé ismert, de potenciálisan jelentős tényező is a háttérben: az Anycast hálózati technológia.
Bár az Anycastot alapvetően a teljesítmény javítására, a válaszidő csökkentésére és a szolgáltatások elérhetőségének növelésére tervezték, bizonyos körülmények között éppen ez a technológia válhat az online játékok során tapasztalt akadozások, magas ping értékek és instabil kapcsolat egyik okozójává.
Mi az az Anycast? Egy hálózati címzési és útválasztási módszer
Az internet alapvetően csomagkapcsolt hálózat, ahol az adatok kis csomagokban utaznak a küldőtől a címzettig. A címzés módja határozza meg, hogy ezek a csomagok hogyan jutnak el a céljukhoz. Az Anycast egyike a fő IP hálózati címzési és útválasztási módszereknek, a jobban ismert Unicast, Multicast és Broadcast mellett.
- Unicast: A leggyakoribb módszer. Egyetlen küldő küld adatot egyetlen, egyértelműen meghatározott címzettnek (egy-az-egyhez kommunikáció). Amikor böngészel egy weboldalt, az jellemzően Unicast kapcsolat.
- Broadcast: Egy küldő üzenetet küld a hálózat összes résztvevőjének egy adott alhálózaton belül (egy-a-mindenkihez). Ezt gyakran használják helyi hálózatokon eszközök felderítésére.
- Multicast: Egy küldő adatot küld a címzettek egy csoportjának, amelyek előzetesen feliratkoztak az adott adatfolyamra (egy-a-többhöz, de csak az érdeklődőknek). Streaming videó vagy online rádió használhatja.
- Anycast: Ebben a modellben ugyanazt az IP-címet több, földrajzilag vagy hálózati topológiailag elosztott szerver (csomópont) is használja. Amikor egy felhasználó csatlakozni próbál ehhez az Anycast IP-címhez, a hálózat (pontosabban az útválasztó protokollok, mint a BGP – Border Gateway Protocol) automatikusan a hozzá „legközelebbi” vagy „legjobb” elérhető szerverhez irányítja a forgalmat. A „legközelebbi” itt nem feltétlenül földrajzi távolságot jelent, hanem hálózati útválasztási metrikák (pl. hopok száma, AS-útvonal hossza) alapján dől el.
Az Anycast fő célja a teljesítmény javítása és a rendelkezésre állás növelése. Azzal, hogy a felhasználót a hozzá legközelebbi szerverhez irányítja, csökken a hálózati késleltetés (latency) és gyorsabbá válik a válaszidő. Emellett, ha egy Anycast csomópont meghibásodik vagy túlterheltté válik, a hálózat automatikusan átirányíthatja a forgalmat egy másik, működőképes csomóponthoz, így biztosítva a szolgáltatás folytonosságát és növelve a hibatűrést. Széles körben használják például DNS szervereknél (Domain Name System) és CDN-eknél (Content Delivery Network – Tartalomkézbesítő Hálózatok) a weboldalak és tartalmak gyorsabb betöltése érdekében.
Az Anycast elméleti előnyei a játékok esetében
Papíron az Anycast ideálisnak tűnhet az online játékokhoz is. A játékosok számára a legalacsonyabb ping (a jel oda-vissza útja a szerverig milliszekundumban mérve) elérése kulcsfontosságú a gördülékeny játékélményhez. Ha egy játékfejlesztő vagy szolgáltató Anycast hálózatot használ a játékszervereihez:
- Globális elérés, lokális teljesítmény: A játékosok a világ bármely pontjáról csatlakozhatnak ugyanahhoz a „virtuális” szervercímhez, de a rendszer automatikusan a hozzájuk hálózati szempontból legközelebbi fizikai szerverhez irányítja őket. Ez elméletileg minimalizálja a távolság okozta késleltetést.
- Terheléselosztás: Az Anycast egyfajta implicit terheléselosztást is végez. Ha egy adott régióban sok játékos csatlakozik, a forgalom eloszlik a régióban elérhető több Anycast csomópont között (feltéve, hogy több is van telepítve és megfelelően van konfigurálva).
- Magasabb rendelkezésre állás: Ha egy játékszerver-csomópont kiesik, az Anycast útválasztásnak köszönhetően a játékosok (ideális esetben észrevétlenül) átirányítódhatnak egy másik, működő szerverre.
Számos CDN szolgáltató, amelyeket a játékok frissítéseinek, telepítőinek letöltésére használnak, sikeresen alkalmazza az Anycastot a gyors és megbízható tartalomkézbesítés érdekében. Itt azonban a követelmények eltérőek a valós idejű játékmenetétől. Egy letöltésnél nem számít, ha az útvonal közben kissé megváltozik, vagy ha van némi ingadozás a sebességben. A folyamatos, stabil, alacsony késleltetésű kapcsolat fenntartása azonban kritikus az online játékoknál.
A probléma gyökere: Amikor az Anycast lagot okoz
Annak ellenére, hogy az Anycast célja a teljesítmény javítása, a működési mechanizmusai és az internet alapvető útválasztási protokolljainak (különösen a BGP) természete miatt több ponton is problémákba ütközhet, amelyek kifejezetten negatívan érintik az online játékokat.
1. A „legközelebbi” nem mindig a „legjobb”
Az Anycast útválasztás alapja a BGP (Border Gateway Protocol), az internet gerincét összekötő protokoll. A BGP autonóm rendszerek (AS – Autonomous Systems, pl. internetszolgáltatók, nagyvállalatok hálózatai) között cserél útválasztási információkat. Amikor egy felhasználó Anycast címhez kapcsolódik, a BGP alapján dől el, melyik szerverhez irányítják. A BGP döntései azonban elsősorban hálózati topológián (pl. a legrövidebb AS-útvonal) és üzleti megállapodásokon alapulnak, nem pedig a valós idejű teljesítményen, mint a pillanatnyi késleltetés (latency) vagy szerver terheltség (load).
Ez azt jelenti, hogy a BGP által „legközelebbi”-nek ítélt szerver:
- Lehet, hogy éppen túlterhelt: Attól, hogy hálózati szempontból közel van, még lehet, hogy az adott szerver erőforrásai (CPU, memória, sávszélesség) a határon vannak, ami magas pinget és csomagvesztést eredményez. Az Anycast önmagában nem végez finomhangolt, valós idejű terheléselosztást a szerverek aktuális állapota alapján.
- Lehet, hogy egy torlódott útvonalon érhető el: A BGP által preferált útvonal lehet, hogy rövidebb hopokban vagy AS-ekben mérve, de áthaladhat olyan hálózati csomópontokon, amelyek éppen jelentős torlódást (congestion) tapasztalnak. Ez drasztikusan megnövelheti a késleltetést és a jittert (a késleltetés ingadozását), még akkor is, ha a szerver maga optimálisan működik.
Egy játékos számára tehát előfordulhat, hogy egy földrajzilag távolabbi, de kevésbé terhelt szerverhez és egy tisztább hálózati útvonalon keresztül jobb kapcsolata lenne, de az Anycast és a BGP a hálózati metrikák alapján mégis a „közelebbi”, ámde rosszabbul teljesítő szerverhez irányítja.
2. Útvonal instabilitás (Route Flapping)
Ez talán a legjelentősebb probléma az Anycast és a játékok kapcsolatában. A BGP útvonalak dinamikusak, az internet állapota folyamatosan változik. Hálózati események (pl. egy link meghibásodása, konfigurációs változás, terhelésváltozás) hatására a BGP útválasztási táblák frissülnek az interneten.
Amikor egy Anycast címet használsz, ezek a BGP frissítések azt eredményezhetik, hogy a rendszer játék közben megváltoztatja, hogy melyik fizikai szervert tekinti számodra „legközelebbinek”. Ha ez megtörténik, a kapcsolatod hirtelen átirányítódhat egyik fizikai szerverről a másikra.
Ez az útvonalváltás (route change) katasztrofális lehet egy folyamatban lévő játékmenet szempontjából:
- Kapcsolat megszakadása (Session Reset): Sok online játék és hálózati protokoll (pl. UDP, amit gyakran használnak játékoknál) nem tolerálja jól, ha a kapcsolat mögötti végpont hirtelen megváltozik. Az átirányítás a kapcsolat megszakadását okozhatja, kidobva a játékost a szerverről.
- Hirtelen Lag Spike: Még ha a kapcsolat nem is szakad meg teljesen, az útvonal újraszámítása és az új szerverre való átállás jelentős, hirtelen késleltetési csúcsot (lag spike) okozhat. Ez a játékban megmagyarázhatatlan akadozásként, a karakter vagy a világ „megfagyásaként” jelentkezik néhány másodpercre.
- Jitter növekedése: A gyakori, akár kisebb útvonal-ingadozások is növelhetik a jittert, ami a játékmenet folyamatosságát rontja, még ha az átlagos ping nem is tűnik vészesen magasnak. Az egyenetlen csomagérkezési idők miatt a játék „ugrálhat”.
Ez az útvonal instabilitás (route flapping) különösen problémás lehet olyan időszakokban, amikor a globális vagy regionális internetes útvonalak valamilyen okból (pl. nagy szolgáltatóknál végzett karbantartás, tenger alatti kábel sérülése) amúgy is változékonyabbak. A játékos ezt úgy érzékeli, hogy a kapcsolata véletlenszerűen és megmagyarázhatatlanul instabillá válik.
3. Aszimmetrikus útválasztás
Az interneten az adatok útja a küldőtől a címzettig (pl. a te gépedtől a játékszerverig) nem feltétlenül ugyanaz, mint a címzettől a küldőig (a szervertől a te gépedig) vezető út. Ezt aszimmetrikus útválasztásnak nevezzük.
Anycast használata esetén ez azt jelentheti, hogy:
- A te kéréseid (pl. mozgás, lövés parancsai) az Anycast révén egy közeli, jól teljesítő szerverhez jutnak el.
- Azonban a szerver válaszai (pl. a játékállapot frissítései, más játékosok mozgása) egy teljesen más, esetleg sokkal rosszabb, torlódottabb útvonalon érkeznek vissza hozzád, mert a visszairány útválasztása másképp alakul.
Ez a helyzet félrevezető lehet, mert egy egyszerű ping teszt (ami általában szimmetrikus utat mér) jónak tűnhet, miközben a játékhoz szükséges adatfolyam egyik iránya (jellemzően a szervertől a játékos felé irányuló, nagyobb adatmennyiségű forgalom) jelentős késleltetést vagy csomagvesztést szenved el. A játékos lagot tapasztal, de a diagnosztikai eszközök nem feltétlenül mutatják ki egyértelműen az okot.
4. Implementációs kihívások és finomhangolás hiánya
Az Anycast hatékonysága nagyban függ attól, hogyan implementálja és menedzseli azt a szolgáltató (legyen az a játékfejlesztő, a szerver hoszting cég, vagy egy CDN partner).
- Nem megfelelő csomópont-sűrűség: Ha nincsenek elég sűrűn elhelyezve Anycast szerverek, a „legközelebbi” szerver valójában még mindig elég távol lehet hálózati értelemben, így nem valósul meg a várt késleltetés-csökkenés.
- Rossz BGP konfiguráció: A BGP útvonalak hirdetésének finomhangolása (pl. AS-path prepending, community stringek használata) bonyolult feladat. Egy nem optimális BGP konfiguráció a forgalmat nem a valóban legjobb útvonalakra vagy szerverekre terelheti.
- Egészségellenőrzés hiánya: Egy fejlett Anycast implementációnak figyelnie kellene az egyes csomópontok valós idejű állapotát (terheltség, elérhetőség) és ideiglenesen ki kellene vonnia a forgalomból a rosszul teljesítő szervereket. Ha ez az „egészségellenőrzés” (health check) hiányzik vagy nem elég érzékeny, a játékosokat továbbra is problémás szerverekre irányíthatják.
- Anycast csak a kapcsolat elején: Előfordulhat, hogy a játék csak a kezdeti kapcsolatfelvételhez, hitelesítéshez vagy szerverlista lekéréséhez használ Anycast címet, de maga a játékmenet forgalma már egy konkrét, Unicast címmel rendelkező szerverre irányul. Ebben az esetben az Anycast közvetlenül nem okoz lagot a játék közben, de a kezdeti szerverválasztás (ami Anycast alapján történik) még mindig egy rosszul teljesítő szerverre irányíthatja a játékost.
5. Geolocation és IP adatbázisok pontatlansága
Az Anycast rendszerek gyakran támaszkodnak IP-cím alapú geolokációs adatbázisokra, hogy megpróbálják megbecsülni a felhasználó fizikai helyzetét és ez alapján (is) irányítani a „legközelebbi” szerverhez. Ezek az adatbázisok azonban nem mindig naprakészek vagy pontosak. Előfordulhat, hogy egy magyarországi játékost a rendszer tévesen egy másik országban lévőnek azonosít, és egy távolabbi, kevésbé optimális Anycast csomóponthoz irányít, növelve a pinget.
Hogyan nyilvánul meg a játékos számára? A tünetek
Amikor az Anycast (vagy annak implementációja) problémákat okoz, a játékos a lag klasszikus tüneteit tapasztalhatja:
- Magas és/vagy ingadozó Ping: A késleltetés (ping) tartósan magas, vagy hirtelen, nagy mértékben megugrik (lag spike). Az útvonal instabilitása miatt a ping értéke folyamatosan változhat (magas jitter).
- Csomagvesztés (Packet Loss): Az adatcsomagok egy része nem ér célba, vagy nem érkezik meg időben. Ez a játékban „teleportálást”, akadozó mozgást, regisztrálatlan lövéseket vagy parancsokat eredményezhet. A túlterhelt szerverek vagy torlódott útvonalak gyakran okoznak csomagvesztést.
- Akadozás (Stuttering/Rubber Banding): A játékmenet nem folyamatos, a karakter vagy a környezet „ugrál”, előre-hátra mozog (rubber banding effektus), mert a játékos kliense és a szerver közötti szinkronizáció következetlen a változó késleltetés vagy csomagvesztés miatt.
- Kapcsolatszakadások (Disconnects): Az útvonalváltások vagy a tartósan rossz kapcsolatminőség miatt a játékos egyszerűen elveszíti a kapcsolatot a szerverrel és kidobja a játékból.
A legfrusztrálóbb az lehet, hogy ezek a problémák időszakosan jelentkeznek. Lehet, hogy a játékos órákig vagy napokig problémamentesen játszik, majd hirtelen, látszólag ok nélkül elkezdődnek a kapcsolati gondok. Ez utalhat a háttérben zajló BGP útvonalváltozásokra vagy egy adott Anycast csomópont időszakos túlterheltségére.
Összegzés: Egy kétélű fegyver
Az Anycast egy erőteljes hálózati technológia, amelyet széles körben használnak az internetes szolgáltatások gyorsítására és megbízhatóságának növelésére. Célja, hogy a felhasználókat a hozzájuk hálózati szempontból legközelebbi és legjobban elérhető szerverhez irányítsa. Azonban az online játékok rendkívül érzékenyek a hálózati késleltetésre, a jitterre és a kapcsolat stabilitására.
Az Anycast működési mechanizmusai, különösen a BGP útválasztásra való támaszkodása, a „legközelebbi” szerver nem mindig optimális teljesítménye, az útvonalak lehetséges instabilitása (route flapping) és az aszimmetrikus útválasztás mind hozzájárulhatnak ahhoz, hogy a játékosok lagot, akadozást és kapcsolati problémákat tapasztaljanak. A probléma összetettségét növeli, hogy a pontos okot gyakran nehéz diagnosztizálni, mivel az a globális internetes útválasztás és a specifikus Anycast implementáció mélyén rejlik, amelyre a végfelhasználónak kevés rálátása vagy befolyása van.
Míg az Anycast sok esetben javíthatja a kapcsolatot, fontos megérteni, hogy a valós idejű, alacsony késleltetést igénylő alkalmazások, mint az online videójátékok, speciális követelményeket támasztanak, és az Anycast technológia – bár nem szándékosan – néha éppen ezeknek a követelményeknek a teljesülését akadályozhatja. Ha tartós és megmagyarázhatatlan lag problémákkal küzdesz, érdemes lehet utánajárni, hogy az adott játék vagy szolgáltatás használ-e Anycast hálózatot, bár az információ megszerzése és a probléma konkrét azonosítása kihívást jelenthet.
Kép forrása: marketa.hu
