检测 TCP 何时拥塞 python 扭曲套接字服务器

Posted 2023-02-26

【中文标题】检测 TCP 何时拥塞 python 扭曲套接字服务器

【英文标题】：Detect when TCP is congested python twisted socket server

【发布时间】：2015-08-17 05:38:17

【问题描述】：

我正在开发一款实时 MMO 游戏，并且有一个可用的 TCP 服务器（以及游戏客户端），但现在我正在考虑使用 UDP 不断更新其他玩家的位置（大大从 TCP 拥塞控制中减少随机游戏填充器！） 我希望在这方面比我更聪明的人提供一些帮助（我是 python/twisted 新手，在其他地方找不到此信息；））

目前，我的服务器接受使用简单 Twisted 协议的连接。例如。

''' TCP reciever '''
class TCPProtocol(Protocol):

    def connectionMade(self):
        #add to list of connected clients
        factory.clients.append(self)

    def dataReceived(self, data):
        pass


#setup factory and TCP protocol class
factory = Factory()
factory.protocol = TCPProtocol
factory.clients = []
reactor.listenTCP(1959, factory)

@@@@@@@@@@@@@@ 更新@@@@@@@@@@@@@ ： 如何分别为每个协议实例实现拥塞检查？请在下面的代码示例中开始我的一些事情：（上面写着“请帮助”！） 我想错了吗？任何指导都会很棒，谢谢！

from twisted.internet.protocol import DatagramProtocol
from twisted.internet import reactor

KServerIP='127.0.0.1'
KServerPortTCP=8000
#KClientPortUDP=7055

''' TCP reciever '''
class TCPProtocol(Protocol):

    def connectionMade(self):
        #add to list of connected clients
        factory.clients.append(self)

        #set client variables (simplified)
        self.pos_x=100
        self.pos_y=100

        #add to game room (to recieve updates)
        mainGameRoom.clientsInRoom.append(self)

    def dataReceived(self, data):
        pass

    #send custom byte message to client (I have special class to read it)
    def sendMessageToClient(self, message, isUpdate):

''' @@@@@@@@@@@@@@@@@  HELP HERE PLEASE!  @@@@@@@@@@@      
        if isUpdate and (CHECK IF CLIENT IS CONGESTED??? )
            return  (and send next update when not congested)'''
     '''@@@@@@@@@@@@@@@@@  HELP HERE PLEASE!  @@@@@@@@@@@   '''

        #if not congested, write update!
        msgLen = pack('!I', len(message.data))
        self.transport.write(msgLen) #add length before message
        self.transport.write(message.data)

#simplified version of my game room
#this room runs the game, and clients recieve pos updates for 
#everyone in this room (up to 50 people)
dt_gameloop=1.0/60 #loop time difference
dt_sendClientUpdate=0.1 #update intervar
class GameRoom(object):
    #room constants
    room_w=1000
    room_h=1000

    def __init__(self):
        super(GameRoom, self).__init__()
        #schedule main game loop
        l=task.LoopingCall(self.gameLoop)
        l.start(dt_gameloop) # call every X seconds
        #schedule users update loop
        l=task.LoopingCall(self.sendAllClientsPosUpdate)
        l.start(dt_sendClientUpdate) # call every X seconds

    def gameLoop(self):
        #game logic runs here (60 times a second),  EG.
        for anUpdateClient in self.clientsInRoom:
            anUpdateClient.pos_x+=10
            anUpdateClient.pos_y+=10

    #send position update every 0.1 seconds, 
    #send all player positions to all clients
    def sendAllClientsPosUpdate(self):

        message = MessageWriter()
        message.writeByte(MessageGameLoopUpdate) #message type

        #create one byte message containing info for all players
        message.writeInt(len(self.clientsInRoom)) #num items to read
        for aClient in self.clientsInRoom:
            message.writeInt(aClient.ID)
            message.writeFloat( aCell.pos_x )#pos
            message.writeFloat( aCell.pos_y )

        #send message to all clients
        for aClient in self.clientsInRoom:
            aClient.sendMessageToClient(message, True)

#setup factory and TCP protocol class
factory = Factory()
factory.protocol = TCPProtocol
factory.clients = []
reactor.listenTCP(KServerPortTCP, factory)

#simple example, one game room
mainGameRoom=GameRoom()


print "Server started..."
reactor.run()

【问题讨论】：

所以你正在尝试向客户端发送 UDP 消息？

简短回答：getpeername -- 但我强烈建议您暂时忽略 UDP，并首先使用 TCP 让一切正常工作。

首先您需要认真考虑哪些数据需要何时由谁发送 i> where（又名更高级别的游戏协议）。如果您已经遇到拥塞问题，那么切换到 UDP 将无法挽救您。如果你没有问题，先做一个干净和精益的参考实现，然后再考虑优化。

感谢您的回复。我的游戏几乎完成了，它可以使用 TCP，但是在 wifi 上玩它时（即使连接速度很快），每隔几秒就会卡顿，持续 0.5-3 秒，这使得它的游戏体验很糟糕。我已经考虑过进行拥塞检查，在添加 UDP 之前，请检查更新的代码示例（问题的底部，帮助我:)

更新，我已经成功地实现了 UDP 作为第二个连接，与第一个（暂时）无关。我已经制作了一个客户端系统和心跳检查。

【参考方案1】：

You probably don't need UDP (yet).

你说的第一件事是你想“减少网络拥塞......来自 TCP”。这不是 UDP 所做的。 UDP 允许您解决拥塞控制，这实际上增加网络拥塞。在您了解如何实现自己的拥塞控制算法之前，高延迟连接上的 UDP 流量只会导致数据包风暴，从而使您的服务器不堪重负并淹没您用户的网络连接，使它们无法使用。

在实时游戏中发送移动数据包的重要一点是，您始终希望确保在新位置已经可用时不会浪费时间“追赶”旧的移动数据包。在 Twisted 中，您可以使用 producer and consumer APIs 在 TCP 连接上执行此操作，如下所示：

from zope.interface import implementer
from twisted.internet.protocol import Protocol
from twisted.internet.interfaces import IPullProducer

def serializePosition(position):
    "... take a 'position', return some bytes ..."

@implementer(IPullProducer)
class MovementUpdater(Protocol, object):
    def updatePosition(self, newPosition):
        if newPosition != self.currentPosition:
            self.currentPosition = newPosition
            self.needToSendPosition()

    waitingToSend = False

    def needToSendPosition(self):
        if not self.waitingToSend:
            self.waitingToSend = True
            self.transport.registerProducer(self, False)

    def resumeProducing(self):
        self.transport.write(serializePosition(self.currentPosition))
        self.transport.unregisterProducer()
        self.waitingToSend = False

    def stopProducing(self):
        "nothing to do here"

游戏每次需要发送新位置时，可以调用updatePosition更新玩家当前位置。 updatePosition 首先更新当前位置，然后调用needToSendPosition 将连接标记为需要发送位置更新。这会将协议注册为其传输的生产者，这将导致每次写入缓冲区空间可用时调用resumeProducing。只要resumeProducing 被调用，我们就会发送任何最新 位置的信息 - 如果在网络拥塞时updatePosition 被调用 500 次，一旦拥塞缓解，只会发送一个更新.

这有点过于简单了，因为每个transport 一次只能有一个producer，并且您的游戏服务器可能有很多不同的位置更新要发送给客户端，因此您需要一个多路复用器来聚合来自多个客户端的所有位置更新，以及一些用于排序消息的代码，以便位置更新以外的内容仍然可以通过，但位置更新具有优先权。

如果您仍然要使用 UDP，这可能看起来像是额外的工作，但如果您要正确使用 UDP 并从中获得任何好处，您将需要实现非常类似的东西 无论如何，所以这不会浪费。

【讨论】：

感谢您的回答。我的游戏中的问题来自于持续 1-2 秒的卡顿（来自 TCP 拥塞控制）。我考虑过在 TCP 中创建一个智能系统，它只在没有拥塞时发送位置更新，但除了心跳返回消息之外，还没有弄清楚如何去做（对于每个收到的更新，客户端发回一条消息，如果一段时间内没有消息，则停止发送更新）如果每个协议都可以有一种方法来检查它是否拥塞，那就太好了，你能帮我解决这个问题吗？ （我已经用细节更新了问题）

请记住，如果您因拥塞控制而出现卡顿，则可能会丢失数据包。如果数据包丢失，那么您也会在 UDP 上看到 一些 卡顿，尽管它的表现可能略有不同，因为数据包仍然会丢失并且不会重新传输。

您不希望有“检查是否拥塞”的方法，因为即使连接拥塞（即缺少确认导致背压），您仍然需要发送更新.如果你只是在拥塞时不发送，那么角色会出现在错误的位置，并且在拥塞消失之前不会更新，并且它们也会移动一点以强制更新。

所以，“在没有拥塞时发送更新”正是我上面的示例向您展示的。

更新：我最终将 UDP 和 TCP 一起使用，而 UDP 用于不断的游戏更新。最后工作得很好，我已经发布了我的游戏：itunes.apple.com/us/app/blewp!-eat-or-be-eaten-mmo/…