Как происходит создание игровой комнаты игры American Conquest в сети Интернет

Процесс взаимодействия компьютеров в сети при создании игровой комнаты выглядит следующим образом (см. рис. 1).

Допустим игрок решил создать новую игровую комнату. При этом запущенная на его компьютере Игра (для определённости пусть это будет Завоевание Америки – исполняемый файл dmcr.exe) обращается на игровой сервер GSC с запросом на создание игровой комнаты.С точки зрения сетевого взаимодействия это выглядит как запрос со стороны компьютера игрока на определённый IP-адрес и определённый номер порта с последующим ответом сервера о том, что запрос принят. Если всё прошло удачно на игровом сервере появляется новая игровая комната и другие игроки могут её видеть.

Теперь предположим, что кто-то решил в комнату зайти. Логичнее было бы обратиться напрямую к компьютеру игрока, создавшего комнату, потому что игровой сервер "один" и пускать через него трафик всех игр нельзя (не хватит пропускной способности и других ресурсов). Но игроки и их компьютеры не знают про IP-адресадруг друга, вот для этого игровой сервер и существует. Чтобы получить IP-адрес создателя игровой комнаты необходимо сначала обратиться на игровой сервер GSC и получить от него ответ, содержащий необходимый IP-адрес.

После того как был получен IP-адрес, с компьютера игрока, желающего присоединиться к игре, идет запрос на компьютер создателя игровой комнаты. Если запрос прошёл, приходит ответ содержащий информацию о присоединившихся игроках и параметрах игры. Кроме этого происходит проверка качества соединения между всеми игроками в игровой комнате, которое в терминологии игры Завоевание Америки называется ping (настоящийpingнесколько отличается от того что в Игре). Теперь, когда мы рассмотрели процесс создания и присоединения к игровой комнате, попробуем разобраться с тем, почему возникают "проблемы с коннектом".

Причины возникновения проблем с соединением в Интернет-игре Завоевания Америки

С точки зрения пользователей (игроков),существует трипроблемы с соединением: 

1)   отсутствие возможности зайти в игровую комнату;

2)   отсутствие возможности создать игровую комнату, в которую кто бы то ни было мог зайти;

3)   отсутствие возможности нажать кнопку "Старт" из-за отсутствия прямого соединения с другими игроками.

Причина же этих трех проблем скорее всего одна – "злой" провайдер, предоставляющий услугу доступа к сети Интернет (если конечно не принимать во внимание запредельно низкую скорость передачи данных – чаще это выражается в большом времени ping'а и наличии тормозов (lag'ов) в игре).

Для того чтобы стало понятнее о чём идет речь, – рассмотрим упрощенную схему работы большинства провайдеров (см. рис. 2).

Рис. 2. Упрощенная схема работы "злого" провайдера 

Как известно провайдер подключает пользователя к сети Интернет Не напрямую а через шлюз, proxy-сервер, vpn-соединение и т.д. То есть в подавляющем большинстве случаев пользователь подключается к сети провайдера (не к сети интернет), а специальное оборудование провайдера (примеры технологий перечислены выше) обеспечивает связь с сетью Интернет так, как удобно провайдеру. Делается это по многим причинам: контроль трафика (биллинг, СОРМ, и т.п.), ограничение предоставляемых услуг, защита от вредоносных воздействий, решение проблемы ограниченного пула IP-адресов и т.п.

В рамках данной статьи имеет смысл рассмотреть ограничение предоставляемых услуг провайдером. Наиболее распространёнными ограничениями являются.

1. Фильтрация трафика по портам – провайдер пропускает в Интернет трафик только по определённым портам. Скорее всего это делается для облегчения задач контроля трафика и защиты от вредоносных воздействий.

2. Запрет входящих (из сети Интернет) запросов – провайдер пропускает только исходящие запросы (на сервера в сети Интернет), а входящие запросы игнорируются. Это ограничение вводится для того чтобы исключить несанкционированное создание серверов (Web, FTP, хостинг, и т.д.) клиентами провайдера. Такой сервер может создать нерассчитанную нагрузку на канал связи. Кроме того сложно контролировать содержание материалов, размещаемых на таком сервере, что в свою очередь может повлечь за собой юридические проблемы. 

Теперь о том, как это мешает игрокам. Как было рассмотрено выше, участники игры при подключении к игровой комнате посылают запросы создателю игровой комнаты. Если провайдер создателя игровой комнаты закрыл порт, по которому идет обращение или просто не пропускает запросы из сети Интернет, – имеем первую и вторую проблемы. Зайдя в комнату игроки начинаю обмениваться между собой взаимными ping'ами, которые представляют собой пары запрос/ответ. По выше обозначенной причине имеем проблему номер три. 

Решение проблемы с соединением в Интернет-игре Завоевания Америки 

Итак, если не удалось договориться с провайдером на предоставление "особенных" условий доступа в Сеть, – придётся искать другое решение. Этим решением является применение технологии VPN.VPN (англ.VirtualPrivateNetwork – виртуальная частная сеть) – обобщённое название технологий, позволяющих обеспечить одно или несколько сетевых соединений (логическую сеть) поверх другой сети (определение взято из ВикипедиИ :D). Обычно используется для создания защищенного соединения двух территориально разнесенных сегментов сети предприятия по Интернету, защищенного подключения отдельного узла к сети предприятия по Интернету, защищенного соединения двух узлов сети Интернет между собой. На сегодняшний день большое распространениеполучили так называемые VPN-сервисы, которые работаютследующим образом (см. рис. 3).

Рис. 3. Принцип работы VPN-сервиса в сети Интернет

Пользователь создает VPN-соединение с сервером или группой серверов работающих в сети Интернет. Весь трафик от пользователя и к нему проходит через VPN-сервер. Таким образомVPN-сервер представляет собой ещё одного посредника (после провайдера), предоставляющего доступ к сети Интернет через свой IP. При этом весь трафик на пути от компьютера пользователя до VPN-сервера (через оборудование провайдера) идет запакованный в пакеты специального формата (как правило, зашифрованные) на один выделенный VPN-сервером порт. Так как инициатором соединения является пользователь, а передача данных ведётся по одному (разрешённому) порту, такой трафик провайдер пропускает. 

Обычно это используется для анонимизации пользователя в сети Интернет, правда в 99% случаях это не соответствует действительности в полной мере (о том кто такой пользователь и какие данные он передаёт, в этом случае,будет знать владелец VPN-сервера). 

Но эту технологию так же можно использовать для решения проблемы с соединением в Интернет-игре,– втом случае если VPN-сервер пропускает всё, что через него проходит.При созданииVPN-соединения и подключении через него к игровому серверу проблемы с проходом запросов исчезают (оборудование провайдера теперь будет рассматривать весь трафик пользователя как "легальный", запакованный в VPN-пакеты и передаваемый по разрешённому порту), правда обостряется проблема пропускной способности. Не все сервера могут обеспечить достаточную скорость работы сетевого соединения, кроме того расходуются вычислительные ресурсы на шифрование данных. Как и всё в этом мире, решение не идеальное, но, тем не менее, оно работает на практике.

Как создать VPN-соединение

После всего рассмотренного, алгоритм решения задачи представляется довольно простым:

1) находим бесплатныйVPN-сервис;

2) регистрируемся;

3) настраиваем VPN-соединение;

4) наслаждаемся жизнью.

Разберём каждый шаг этого алгоритма подробнее, уделив особое внимание некоторым деталям.

1. Найти бесплатный VPN-сервис. В процессе поиска может возникнуть ряд сложностей. Важно чтобы у сервера были открыты порты, которые использует Игра и была нормальнаяскорость. К сожалению, большинство бесплатных серверов всё же накладывают ограничения на порты по которым они пропускаю трафик. Кроме того бесплатные сервера как правило работают нестабильно и "налету" меняют условия предоставляемых услуг. Те, кому денег не жалко, могут купить доступ к платным VPN-сервисам, – ихв сети навалом. Там вышескорость и меньше ограничений на передаваемый трафик. Из бесплатных вариантов VPN‑сервисов наиболее приемлемым, с моей точки зрения, на сегодняшний день является nx0.ru. Это отечественный облачный сервис, предоставляющий обширный спектр услуг, от бесплатного хостинга до сервиса VPN. Вместе с тем, по двухнедельномуопыту использования, могусделать вывод, что данный ресурс пока является нестабильным, по крайней мере, по части касающейся предоставления услуг VPN-соединения. В качестве альтернативы (когда переставал работать nx0.ru)я использовал Интернет-ресурс himeme.ru, – с моей точки зрения он менее удобен: скорость ниже даже с учетом наличия специального тарифа для Интернет-игроков (низкийping), требует установки дополнительного программного обеспечения (Open VPN).Кроме того данный ресурс является условно бесплатным, – каждые сутки идентификационную информацию приходится запрашивать заново.

2. Зарегистрироваться. Процедура регистрации стандартная: требуется адрес электронной почты, на который высылается ключ доступа или ссылка для активации аккаунта. При необходимости, так же следует придумать и указать идентификационную информацию для создания VPN‑соединения (имя пользователя и пароль).После регистрации пользователю сообщается информация для настройки VPN-соединения (в случае с использованием ресурса nx0.ruэто просто IP-адрес VPN-серсера, ресурс hideme.ru предлагает скачать архив с настройками для программы OpenVPNи инструкции по настройке – после получения архива настройка тривиальная).

3. Настроить VPN-соединение. В операционной системе Windows 7 присутствует встроенное средство по настройке VPN-соединения, более ранние версии требуют установки дополнительного программного обеспечения. Инструкций по настройке VPNв интернете так же навалом. Считаю, что копировать их в данную статью нет никакой необходимости, – Googleи Yandexнайдут всё. На обозначенных мной сайтах данные инструкции так же имеются. Все понятно, доступно, просто.

4. Получить удовольствие. Преимущества от использования VPN‑соединения "видны невооружённым взглядом". Во-первых, появляется значительно больше игроков, с которыми можно установить двустороннее соединение (проходит взаимный ping), а следовательно, возможностей сыграть значительно так же становится больше. Во-вторых, есть возможность, наконец, создать ту игру, которую хочется. Мне, например, надоело уже "воевать" в джунглях и на плоской как стол поверхности. Крокодилы, пумы, пальмы, песок – ужас. Даешь елки, бизонов, оленей и неровности рельефа. Кроме того, я не понимаю, почему большинство отказывается от использования артиллерии, кораблей и тумана. С моей точки зрения, так значительно веселее. Сейчас я имею возможность создать игру так, как мне нравится, – и это замечательно.

В итоге получаем пусть не идеальное, но вполне работающее решение проблем с соединением в Интернет-игре Завоевание Америки. Отзывы, замечания, предложения прошу писать здесь же в комментариях, буду рад конструктивной критике. С наилучшими пожеланиями всем Интернет-игрокам. MRV. 17.11.2012.