[게임 서버] 5.5 실시간 전략 시뮬레이션 게임에서 네트워크 동기화

📦 5. 게임 네트워킹

👉🏻 5. 실시간 전략 시뮬레이션 게임에서 네트워크 동기화

⚙️ 락스텝(Lockstep) 구동원리

기본 동작:

1. 각 플레이어는 다른 플레이어들에게 입력 명령을 보낸다
2. 플레이어의 입력 명령에 따라 모든 클라이언트가 동시에 씬 업데이트를 한다

효과:

• 입력 명령만 주고받고, 이동 상태를 주고받지 않기에 통신량이 적다

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💻 구현 방법

기본 가정:

• 네트워크 지연 시간이 없고, 월드는 1/60초마다 업데이트된다고 가정한다

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config:
  look: handDrawn
  theme: dark
  layout: dagre
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sequenceDiagram
  Participant P1 as 플레이어 1
  Participant P2 as 플레이어 2
  Participant P3 as 플레이어 3

  P1->>P2: ① 명령, 시간, 체크섬
  activate P2; deactivate P2;
  P1->>P3: ② 명령, 시간, 체크섬
  activate P3; deactivate P3;
  P3->>P2: ③ 명령, 시간, 체크섬
  activate P2; deactivate P2;
  P3->>P1: ④ 명령, 시간, 체크섬
  activate P1; deactivate P1;

동작 과정:

• 플레이어 1의 입력 명령이 발생하면, 나머지 플레이어들에게 메시지를 보낸다
• 플레이어 3의 입력 명령이 발생하면, 나머지 플레이어들에게 메시지를 보낸다
• 상대방에게 메시지가 오지 않으면 업데이트하지 않고 대기한다
• 해커가 있는 경우를 대비해 체크섬을 함께 보내 감지한다

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⚠️ 문제점과 해결

레이턴시 문제:

• 레이턴시가 없을 때나 작동한다
• 언제 작동해야 할지에 대한 미래 시간을 함께 보낸다

미래 시간 계산:

미래 시간 = 현재 시간 + 왕복 레이턴시(RTT) / 2 + 임의의 일정 값

미래 시간 설정의 딜레마:

• 미래 시간이 너무 먼 경우: 입력과 출력 간의 간격이 멀어지는 렉이 생긴다
• 미래 시간이 너무 가까운 경우: 캐릭터 움직임이 끊기는 Stuttering 현상이 생긴다

해결책:

• 이전에 배웠던 레이턴시 마스킹 중, 일단 보여주고 나중에 해결을 하기도 한다

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❌ 락스텝의 단점

1. 진행 중인 게임 난입 기능을 만들기 까다롭다
2. 게임 플레이 연산에 부동소수점을 사용할 수 없다
3. 플레이어 수가 많아지면 통신량이 크게 증가한다
4. 씬 업데이트가 일시 정지할 확률이 높다
   • 레이턴시가 가장 높은 사람을 기준으로 미래 시간을 결정해야 한다
5. 입력 명령 속도에 민감한 게임에 부적합하다

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🧐 정리

항목	장점	단점
통신량	매우 적음 (명령만 전송)	플레이어 증가 시 급증
동기화	완벽한 동기화 보장	느린 플레이어에 영향받음
적합한 게임	RTS (스타크래프트)	FPS, 액션 게임

핵심 개념:

• 모든 클라이언트가 동일한 입력으로 동일한 시뮬레이션 실행
• 결정론적 시뮬레이션 필수 (부동소수점 사용 불가)
• 가장 느린 플레이어 기준으로 동기화

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