大纲
- 网络同步概述
- 常见同步策略利弊
- 同步方案形成过程
- 同步问题调试手段
1. 网络同步概述
同步是网络游戏关键技术，也是难点问题之一，如何同步也牵扯到各个方面的问题，比如游戏的规模、类型等。对于规模比较大的游戏，在同步方面可以下很多的功夫，把消息分得十分细腻，对于不同的消息采用不同的同步机制。而对于规模比较小的游戏，实时性要求可能会更高一些。在存在网络延迟的前提下，是不存在”完全同步“的。
如何通过消除或隐藏延迟，将玩家带入快速的交互式实时游戏中，没有固定的规模可循，是需要根据自己的不同情况来决定采取哪些不同的同步策略。
在介绍同步策略之前，先简要的阐述下网络游戏的同步。
目前公网平均时延是多少呢？网络的一个收发来回就相同于传统的一个ping值，目前大约80%玩家的网络延迟已经在120毫秒以内。
同步的关键点
- 同步的对象
- 单个用户
比如创建一个用户的消息，某些确认消息，私聊好友的聊天信息。 - 同屏
发送给同一区域中的所有用户，常见的是主城。 - 同服
发送整个游戏世界中的所有用户的消息，比如游戏中各种通告消息、全服喇叭、走马灯通知等。
- 同步的数据
- 命令同步即时发送
客户端或服务器都可以发起，比如一个用户开始行走，将发送一条行走的命令给服务器，服务器校验合法后，将这条命令转发给其他客户端中的用户。 - 状态同步
按照一定的频率，可以区分细节度发送。
- 同步的周期
即时或一定频率
同步面临的问题
- 网络延迟
网络传递过程中的延迟是一定会发生的，如何减少延迟，以及延迟发生后如何减少客户端的视觉感受是每个具体项目需要重点研究的课题，一般都会采用客户端的预测以及服务器端的矫正，但不能生硬和粗暴的矫正，需要考虑客户端的视觉体验。 - 网络带宽
对象第一次状态同步与平时的状态同步需要区别对待，第一次状态同步需要创建相应的客户端对象，需要完整的客户端信息，以后同步只需传递少量、经常会改变的信息。每个协议内容的优化，尽量要减少传输的内容。某些复杂数据内容可以通过传递基本数据，服务器端和客户端使用相同的算法计算得到相同的内容。 - 反外挂
关键游戏逻辑只在服务器端完成，但也要尽量保证客户端的流畅度。协议需要加密，密钥需要频繁的更改。服务端收到不合理的数据，需要立即矫正。
2. 常见同步策略利弊
- 时间轴同步
A产生命令发给B的同时，为了增加本地的流畅度，自己预执行命令。B收到消息后，将使用同样的算法执行命令。这是最简单的同步方式，缺点是B收到命令再执行时，已经有了延迟。也就是说两者不是在”同一“时刻执行同一个命令的。
为了克服上述缺点，可以在游戏开始阶段，对A和B对时（由于延迟的存在，对时会存在一定的误差，只要误差在容忍的范围内，还是比较好的）。A在T0产生命令的同时发送给B（消息内有A的时间戳），但不会立即执行。等到T1时，与A"同时"指令该命令。可以根据网络延迟情况，动态调整DeltaT = T1 - T0的数值范围。其中DeltaT >= 单向延迟。
- 帧同步
所谓帧同步简单来说就是逻辑帧保持一致。
A与B均从第0逻辑帧开始，在B端如果更新逻辑到了第m帧时，需要A的数据，那么此时进行锁帧不再继续执行逻辑。直到接收到从A发送过来的第m帧数据，处理完成后才继续执行第m+1帧。同理，在A端更新到第n帧时，如果需要B的第n帧数据，也会进行锁帧，收到B的第n帧数据才继续执行。
帧同步的优点在于保证了逻辑帧的”完全同步“，缺点是如果有一个客户端的网络条件比较差，跟其他客户端的通信延迟较大时，会导致需要交互的客户端都要锁帧等待该客户端，视觉上会有卡帧的感觉。对于网络环境较好，对视觉同步要求不是很高游戏一般会采用帧同步。
- 服务器同步
以上描述的两种为P2P的情况，还有一种常见的同步就是有服务器的参与。服务器可以是中转消息，也可以作为仲裁者。也就是说客户端产生命令，并发送给服务器。服务器校验通过后再将命令下发给相关的客户端（可以是单个客户端，也可以是同区域的所有客户端），在本地执行命令。
服务器同步的缺点在于发起命令的客户端可能会存在一定的等待时间，不能及时表现。也有些游戏在客户端产生命令发送给服务器的同时，为了增减本地的流畅度，自己进行简单的校验后，立即执行命令进行表现。如果服务器没有校验通过，则使客户端之前执行的命令无效，即只有表现没有血量、经验等关键数值的改变。
服务器同步的优点在于可以对客户端的命令进行处理或校验，然后再下发给客户端执行，这样所有的客户端的行为基本一致，也不可能出现作弊。比如伤害计算，升级的判断等关键数据应该通过服务器同步的策略。
3. 同步形成的过程
格斗游戏同步实例
术语和变量
- 主像：本地玩家，就是自己可以直接操作的。
- 影像：非本地玩家，就是自己看到的对象玩家。
- 客户端：包括主像跟影像的玩家终端。
- 帧率（FPS）：60帧每秒
格斗游戏的同步点
- 位置
- 技能
- 命中结果
位置同步
采用区域位置同步的方式，区域可以是半径为r的圆形区域，也可以是宽高为w、h的矩形正方形区域。r、w、h均可调，最好是服务器下发，以便于动态调整。
当玩家当前坐标跑出了以上次同步位置点为原点的该区域后，立马将位置发送到对方去同步，并记录当前坐标为新的区域原点。在一定范围内，区域越小，同步越及时。另外也可以考虑结合周期频率去同步位置点，避免玩家长时间没有跑出区域导致无法及时同步位置点的问题。
技能同步
匹配出技能，本地立即执行并通过服务器中转至对方客户端出发影像执行。
命中同步
影像进行攻击判定，命中后将命中结果通过服务器中转发送到对方客户端去同步。
4. 同步的调试工具
- 日志（Log）
- 录像：游戏内或工具（Fraps）
- 网络模拟软件（Network Emulator Toolkit）
