Herní server a rozdíl mezi dedikovaným a peer-to-peer

Herní server je místo, kde se rozhoduje, co ve hře platí: kdo koho zasáhl, kde kdo stojí a co kdo sebral. U dedikovaného serveru tuhle roli plní samostatný stroj v datovém centru, ke kterému se všichni připojují za stejných podmínek. U peer-to-peer ji přebírá počítač nebo konzole jednoho z hráčů, případně si hráči posílají data napřímo mezi sebou. Od toho se odvíjí férovost, stabilita i to, co musí zvládnout váš router.

Dedikovaný server jako nestranný rozhodčí

Dedikovaný server běží bez obrazu a bez hráče, jen počítá simulaci a rozesílá výsledky. Všichni k němu mají nějaký ping, nikdo nulový. Provozovatel ho umístí do datového centra s rychlou a stabilní linkou a může nabídnout několik regionů, takže si vyberete ten nejbližší.

Protože server je jediným zdrojem pravdy, snadněji se na něm kontroluje, jestli klienti posílají smysluplná data. Nevýhodou jsou náklady na provoz: až je vydavatel přestane hradit, hra o online režim přijde, pokud neumožní komunitě provozovat servery vlastní. Některé hry to dovolují od začátku a dedikovaný server si pak může pustit kdokoli na svém stroji nebo u hostingové služby.

Listen server a výhoda hostitele

Nejběžnější podobou toho, čemu se říká peer-to-peer, je listen server. Hru jednoho hráče tvoří klient a server zároveň a ostatní se k němu připojují. Takhle funguje kooperace v řadě RPG, kde jeden hráč založí sezení a přátelé se přidají do jeho světa – příkladem je Baldur's Gate 3.

Hostitel má ping nula, protože server běží u něj. Jeho akce se vyhodnotí okamžitě, kdežto ostatním trvá cesta tam i zpět. V kooperaci to nevadí. V soutěžním režimu je to znát a hry se to snaží mírnit vyrovnáváním zpoždění, úplně to odstranit nejde.

Na hostiteli navíc závisí kvalita pro všechny. Rozhoduje jeho upload, protože data odesílá každému připojenému hráči zvlášť, a také výkon jeho počítače: když mu klesne snímková frekvence, může se zpomalit i simulace pro ostatní. Za sebe bych hostování vždy svěřila tomu, kdo je připojený kabelem a má nejlepší odchozí rychlost, ne tomu, kdo hru zrovna spustil první.

Skutečné peer-to-peer a migrace hostitele

V čistém peer-to-peer žádný hostitel není a každý hráč posílá své vstupy přímo všem ostatním. Používají ho hlavně bojové hry pro dva hráče, kde se dobře kombinuje s rollbackem, a některé strategie. S rostoucím počtem hráčů přibývá spojení tak rychle, že se pro větší zápasy nehodí.

Když hostitel listen serveru odejde nebo mu spadne spojení, hra bez něj nemůže pokračovat. Některé tituly proto umějí migraci hostitele: hra se na několik sekund zastaví, vybere nového hostitele, obvykle podle kvality spojení, a přenese na něj stav zápasu. Jiné sezení prostě ukončí. Podle mě je migrace jedna z nejvíc podceňovaných položek při výběru hry pro delší kooperační večery, protože rozhoduje o tom, jestli jeden výpadek znamená pauzu, nebo ztrátu postupu od posledního uložení.

Mnoho her navíc používá smíšené řešení. Hledání spoluhráčů a přihlášení běží na serverech vydavatele, samotný zápas u jednoho z hráčů. Z nabídky hry se to pozná špatně, bývá to ale uvedeno v dokumentaci nebo na stránkách podpory.

Typy NAT a proč se někdy nelze připojit

Router v domácnosti překládá soukromé adresy zařízení na jednu veřejnou; tomu se říká NAT. Odchozí spojení propouští bez potíží, proto připojení k dedikovanému serveru funguje téměř vždy. Příchozí spojení zvenčí však nemá komu předat, dokud mu to někdo neřekne – a právě příchozí spojení potřebuje hostitel i každý účastník přímého peer-to-peer.

Konzole a hry stav popisují třemi stupni. Xbox používá označení otevřený, střední a striktní, PlayStation typ 1, 2 a 3. S otevřeným NAT se spojíte s kýmkoli a můžete hostovat. Se středním se připojíte k většině hráčů, ale ne ke všem. Se striktním se dostanete jen k těm, kdo mají NAT otevřený, a hostování nefunguje.

Hry si pomáhají samy: zkoušejí spojení navázat z obou stran současně a při neúspěchu posílají data přes prostředníka, takzvaný relay server, což přidává zpoždění. Roste-li vám ping jen u hostovaných her, bývá důvod právě tady; jak to rozlišit od jiných příčin, ukazuje článek o tom, kde hledat původ vysokého pingu.

Přesměrování portů a UPnP v routeru

Nejjednodušší cestou k otevřenému NAT je UPnP. Zařízení si jím samo řekne routeru, které porty potřebuje otevřít, a po skončení hry je zase uvolní. Druhou možností je ruční přesměrování portů: v routeru zadáte, že provoz na určitých číslech portů má jít na adresu konzole nebo počítače. Seznam portů zveřejňuje výrobce platformy nebo vydavatel hry a zařízení k tomu potřebuje v domácí síti pevnou adresu.

Doporučila bych začít u UPnP a k ručnímu přesměrování sáhnout až tehdy, když UPnP nepomůže. Ruční pravidla zůstávají otevřená trvale a lidé na ně po čase zapomenou. Funkci DMZ, která posílá na jedno zařízení veškerý příchozí provoz, bych naopak vynechala úplně; vystavuje zařízení internetu víc, než jakákoli hra potřebuje.

Jedna překážka se doma vyřešit nedá. Někteří poskytovatelé, typicky mobilní a část bezdrátových, používají sdílenou veřejnou adresu pro více zákazníků, takzvaný CGNAT. Přesměrování portů ve vašem routeru pak nemá účinek, protože další překlad probíhá až u poskytovatele. Poznáte to tak, že adresa na vnějším rozhraní routeru se liší od té, kterou ukazují weby pro zjištění IP adresy. Pomůže dotaz na veřejnou adresu u poskytovatele.

Než začnete cokoli nastavovat, podívejte se v síťovém nastavení konzole nebo hry, jaký typ NAT hlásí. Je-li otevřený a hra se přesto chová špatně, příčina leží jinde a vyplatí se projít ostatní vlivy na kvalitu spojení v multiplayeru.

Zdroje

• IETF, RFC 4787 – Network Address Translation (NAT) Behavioral Requirements for Unicast UDP
• IETF, RFC 6888 – Common Requirements for Carrier-Grade NATs
• Valve, dokumentace Steamworks – Steam Networking a Steam Datagram Relay
• Microsoft, podpora Xbox – řešení potíží s typem NAT
• Sony Interactive Entertainment, podpora PlayStation – typy NAT a test připojení k internetu