（2020年度“華蘇杯”獲獎論文三等獎）基于云網(wǎng)絡的家寬游戲感知提升研究

何均均 王江舟 楊 倩

中國移動通信集團江蘇有限公司南通分公司

0 引言

網(wǎng)絡游戲作為一種廣泛的互聯(lián)網(wǎng)應用，擁有較大的用戶規(guī)模，運營商的網(wǎng)絡質(zhì)量成為影響用戶業(yè)務體驗的重要因素。隨著公司全業(yè)務發(fā)展戰(zhàn)略推進，移動有線寬帶發(fā)展迅猛，江蘇移動家庭寬帶用戶近1700萬，其中網(wǎng)絡游戲用戶在年輕群體中業(yè)務使用較多，年輕用戶是互聯(lián)網(wǎng)的未來，對網(wǎng)絡品牌構(gòu)建權(quán)重較大，因此對網(wǎng)絡游戲的感知提升非常必要。

根據(jù)最新網(wǎng)絡游戲滿意度調(diào)研情況，移動公司在手游感知方面領(lǐng)先于其他運營商，新端游與其他運營商持平，老端游落后于其他運營商，目前在熱門端游中，老端游占比仍然超過80%，這類熱門游戲感知如能提升，可快速提升口碑，聚焦于熱門游戲的質(zhì)量提升可對感知起到事半功倍的效果。江蘇移動南通分公司因地制宜，在南通城域網(wǎng)試點部署家寬用戶游戲感知提升系統(tǒng)，實現(xiàn)南通城域網(wǎng)家寬用戶感知提升。

1 主流游戲現(xiàn)狀和傳統(tǒng)游戲感知提升方式

1.1 主流游戲現(xiàn)狀

根據(jù)城域網(wǎng)端到端網(wǎng)絡質(zhì)量分析和家寬高校用戶投訴情況，目前42%的感知類投訴為網(wǎng)絡游戲，其中85%為騰訊類游戲，《英雄聯(lián)盟》、《地下城與勇士》等熱門游戲包含在其中。目前電腦端游類的主流游戲主要包括穿越火線（CF）、英雄聯(lián)盟（LOL）和地下城與勇士（DNF），各游戲的區(qū)服情況如表1所示，相關(guān)數(shù)據(jù)來自游戲區(qū)服調(diào)研統(tǒng)計。

表1 各游戲的區(qū)服情況

從表1中可以明顯看出移動區(qū)服較少，跨網(wǎng)較多影響端游質(zhì)量感知，忙時游戲體驗問題較多，尤以卡頓掉線問題突出。

1.2 傳統(tǒng)游戲感知提升方式

傳統(tǒng)游戲感知提升方式主要有以下幾種：

（1）游戲加速器

該提升方式屬于軟終端方式，其原理是通過互聯(lián)網(wǎng)的VPN和POP點接入方式實現(xiàn)加速，該方案單點加速效率高，加速范圍小，無法大規(guī)模加速優(yōu)化，主要用于解決投訴問題。

（2）游戲路由優(yōu)化

可批量優(yōu)化，采用IP（Internet Protocol，網(wǎng)際互連協(xié)議）雷達等人工采集IP，通過路由牽引，將游戲流量優(yōu)化到質(zhì)優(yōu)通道實現(xiàn)業(yè)務加速，該方式疏導繁瑣、誤判率高，適用于小型游戲。

（3）DPI（Deep Packet Inspection，深度報文檢測）識別游戲優(yōu)化

該方式對用戶流量進行七層分析，根據(jù)報文特征識別游戲，形成游戲地址庫，人工對入庫IP進行優(yōu)化，提升游戲感知。但由于不能和BGP（Border Gateway Protocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）聯(lián)動宣告路由，需人工定期疏導，及時性差。

2 技術(shù)研究

2.1 總體方案

本系統(tǒng)是基于IP引導的GBN（Global Backbone Network，全球骨干網(wǎng)）游戲加速方案，提供穩(wěn)定、安全的寬帶加速服務。通過廣域網(wǎng)及協(xié)議層優(yōu)化，針對不同游戲和應用，通過智能路由及最優(yōu)傳輸路徑快速分發(fā)給用戶，對電信、聯(lián)通區(qū)服游戲感知產(chǎn)生質(zhì)的提升。本系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

從圖1中可以看出，用戶通過BRAS（Broadband Remote Access Server，寬帶接入服務器）設備接入移動城域網(wǎng)，BRAS雙上行接入各地市城域網(wǎng)核心。游戲加速平臺使用地市SR（Service Router，全業(yè)務路由器）或者三方出口設備接入網(wǎng)絡。通過流量牽引使得用戶游戲流量得到動態(tài)識別優(yōu)化，從而實時提升用戶游戲感知。由于異網(wǎng)游戲區(qū)服變化頻率大，以往的加速平臺存在定時失效的問題，本系統(tǒng)采用動態(tài)路由OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優(yōu)先）的學習技術(shù)，從加速平臺實時更新游戲路由，牽引加速流量，保障業(yè)務路由的準確實施生效。

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.2 具體工作流程

本系統(tǒng)的具體工作流程如下：（1）流量引導。根游戲IP段，使用策略路由把用戶游戲流量引導到加速接入點，通過交換機轉(zhuǎn)發(fā)給游戲加速網(wǎng)關(guān)。（2）加速通道。游戲加速接入網(wǎng)關(guān)基于專線通道轉(zhuǎn)發(fā)給騰訊云的游戲加速出口網(wǎng)關(guān)。（3）云加速。游戲加速出口網(wǎng)關(guān)根據(jù)目標游戲服務器IP地址，把游戲包源IP地址NAT（Network Address Translation，網(wǎng)絡地址轉(zhuǎn)換）為騰訊云公網(wǎng)IP，通過BGP出口送到游戲服務器。（4）加速回流。反向返回IP包處理過程類似。（5）安全性考慮。部署兩套引流服務器，兩套資源池，實現(xiàn)資源負載均衡，服務器業(yè)務和管理啟用多端口物理冗災。

2.3 本感知提升方式的優(yōu)點

本研究所提出的基于云網(wǎng)絡的家寬游戲感知提升方式具有以下幾個方面的優(yōu)點：（1）服務穩(wěn)定安全。基于游戲云提供穩(wěn)定、安全的加速服務。（2）智能精確識別。通過內(nèi)置DPI模塊，精確化區(qū)分用戶請求，實現(xiàn)協(xié)議和端口識別。（3）加速分發(fā)可靠。感知提升通過廣域網(wǎng)及協(xié)議層優(yōu)化，對不同游戲應用，通過智能路由及最優(yōu)傳輸路徑快速分發(fā)給用戶，實現(xiàn)電信、聯(lián)通區(qū)服游戲感知全面提升。（4）全局高效普適。使用全局TOP游戲加速方式，具有加速效率高、加速范圍廣、適用性強特點。

3 測試實驗與結(jié)果

3.1 測試實驗

游戲加速平臺測試環(huán)境搭建完成后，實驗室測試情況如表2所示。從表2中可以看出，英雄聯(lián)盟提升49%，地下城與勇士卡頓消失。

表2 實驗室測試情況

對本系統(tǒng)進行放量測試，用于測試的游戲為投訴占比最高的兩款游戲：《英雄聯(lián)盟》和《地下城與勇士》，峰值流量700M，測試比對數(shù)據(jù)如表3所示。

表3 測試比對數(shù)據(jù)

3.2 測試回訪

對近期頻繁投訴《英雄聯(lián)盟》和《地下城與勇士》的30戶用戶進行了回訪。其中24戶反饋游戲體驗比之前有明顯提升，3戶外出暫時無法測試，3戶電腦配置較低已經(jīng)建議更換較好的游戲本。通過測試回訪，針對《英雄聯(lián)盟》和《地下城與勇士》的集中投訴消失，游戲加速效果明顯。

3.3 結(jié)果分析

通過測試實驗和測試回訪結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，本研究提出的游戲感知提升方式對優(yōu)化效率、客戶感知起到了良好的促進作用。并且，測試期間部分高校已開學，通過跟蹤高校學生的投訴情況發(fā)現(xiàn)，學生普遍對《英雄聯(lián)盟》和《地下城與勇士》測試期間的游戲體驗表示滿意。

本系統(tǒng)在效率上產(chǎn)生的效果包括以下幾點：（1）提升游戲優(yōu)化效率。目前游戲平均優(yōu)化時長從前期的12小時降低為4小時。（2）提升維護效率。故障重復投訴率降低1.5pp，游戲投訴減少80次/月。（3）提升網(wǎng)絡質(zhì)量。整合網(wǎng)絡與投訴數(shù)據(jù)，游戲質(zhì)量平均提升35.89%。

本系統(tǒng)在感知上產(chǎn)生的效果包括以下幾點：（1）2018到2019年寬帶網(wǎng)絡質(zhì)量滿意度從74.1提升到78.5；（2）2018到2019年游戲故障處理滿意度從81.51提升到93.83；（3）2018到2019年關(guān)鍵游戲滿意度從78.02提升到89.31。

4 結(jié)束語

通過關(guān)鍵游戲感知提升系統(tǒng)實現(xiàn)了TOP游戲感知提升，解決了長期以來熱門游戲卡頓和掉線問題，使得游戲流暢度和清晰度均得到保障。本系統(tǒng)可實現(xiàn)全局加速；類似于開關(guān)，TOP游戲均可按需實現(xiàn)加速，不僅可加速端游，也可對手游進行加速，拓展了手游加速渠道和方法，具有較好的可擴展性；牽引流量只涉及異網(wǎng)區(qū)服流量，不涉及無需加速流量，從而可在保證高準確率的同時節(jié)約流量成本；依靠云加速，可以大大提升重點游戲加速的效率，從而提升游戲感知；依靠運營商級的保障，可以大大提升游戲加速的可靠性，從而確保用戶安全提升；節(jié)省費用遠大于支出成本，且具備可持續(xù)性，能夠?qū)崿F(xiàn)降本增效；相對于傳統(tǒng)的游戲感知提升方式，本系統(tǒng)能夠減少人工分析和調(diào)度成本費，且大幅降低了游戲、異網(wǎng)資源互聯(lián)互通的占用，節(jié)省了互聯(lián)互通帶寬。

本方法不僅適用于對家寬游戲的加速，也可以推廣至其他場景，比如質(zhì)差手游、質(zhì)差集團用戶、國際線路等優(yōu)化場景，實現(xiàn)跨專業(yè)移植。本家寬游戲加速方案切實可行，同時具有高度的可移植性。隨著云網(wǎng)絡、算力網(wǎng)絡新技術(shù)的發(fā)展，本方法也將與時俱進，后期考慮增加SD-WAN和CDN承載加速的方式，從而進一步提升靈活性和加速效率。