（2020年度“華蘇杯”獲獎論文三等獎）基于云網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

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

根據最新網絡游戲滿意度調研情況，移動公司在手游感知方面領先于其他運營商，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，在南通城域網試點部署家寬用戶游戲感知提升系統，實現南通城域網家寬用戶感知提升。

1 主流游戲現狀和傳統游戲感知提升方式

1.1 主流游戲現狀

根據城域網端到端網絡質量分析和家寬高校用戶投訴情況，目前42%的感知類投訴為網絡游戲，其中85%為騰訊類游戲，《英雄聯盟》、《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）、英雄聯盟（LOL）和地下城與勇士（DNF），各游戲的區服情況如表1所示，相關數據來自游戲區服調研統計。

表1 各游戲的區服情況

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

1.2 傳統游戲感知提升方式

傳統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，其原理是通過互聯網的VPN和POP點接入方式實現加速，該方案單點加速效率高，加速范圍小，無法大規模加速優化，主要用于解決投訴問題。

（2）游戲路由優化

可批量優化，采用IP（Internet Protocol，網際互連協議）雷達等人工采集IP，通過路由牽引，將游戲流量優化到質優通道實現業務加速，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）識別游戲優化

該方式對用戶流量進行七層分析，根據報文特征識別游戲，形成游戲地址庫，人工對入庫IP進行優化，提升游戲感知。但由于不能和BGP（Border Gateway Protocol，邊界網關協議）聯動宣告路由，需人工定期疏導，及時性差。

2 技術研究

2.1 總體方案

本系統是基于IP引導的GBN（Global Backbone Network，全球骨干網）游戲加速方案，提供穩定、安全的寬帶加速服務。通過廣域網及協議層優化，針對不同游戲和應用，通過智能路由及最優傳輸路徑快速分發給用戶，對電信、聯通區服游戲感知產生質的提升。本系統的結構如圖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，BRAS雙上行接入各地市城域網核心。游戲加速平臺使用地市SR（Service Router，全業務路由器）或者三方出口設備接入網絡。通過流量牽引使得用戶游戲流量得到動態識別優化，從而實時提升用戶游戲感知。由于異網游戲區服變化頻率大，以往的加速平臺存在定時失效的問題，本系統采用動態路由OSPF（Open Shortest Path First，開放式最短路徑優先）的學習技術，從加速平臺實時更新游戲路由，牽引加速流量，保障業務路由的準確實施生效。

圖1 系統結構

2.2 具體工作流程

本系統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，通過交換機轉發給游戲加速網關。（2）加速通道。游戲加速接入網關基于專線通道轉發給騰訊云的游戲加速出口網關。（3）云加速。游戲加速出口網關根據目標游戲服務器IP地址，把游戲包源IP地址NAT（Network Address Translation，網絡地址轉換）為騰訊云公網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，實現資源負載均衡，服務器業務和管理啟用多端口物理冗災。

2.3 本感知提升方式的優點

本研究所提出的基于云網絡的家寬游戲感知提升方式具有以下幾個方面的優點：（1）服務穩定安全。基于游戲云提供穩定、安全的加速服務。（2）智能精確識別。通過內置DPI模塊，精確化區分用戶請求，實現協議和端口識別。（3）加速分發可靠。感知提升通過廣域網及協議層優化，對不同游戲應用，通過智能路由及最優傳輸路徑快速分發給用戶，實現電信、聯通區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 測試實驗與結果

3.1 測試實驗

游戲加速平臺測試環境搭建完成后，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：《英雄聯盟》和《地下城與勇士》，峰值流量700M，測試比對數據如表3所示。

表3 測試比對數據

3.2 測試回訪

對近期頻繁投訴《英雄聯盟》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建議更換較好的游戲本。通過測試回訪，針對《英雄聯盟》和《地下城與勇士》的集中投訴消失，游戲加速效果明顯。

3.3 結果分析

通過測試實驗和測試回訪結果可以發現，本研究提出的游戲感知提升方式對優化效率、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現，學生普遍對《英雄聯盟》和《地下城與勇士》測試期間的游戲體驗表示滿意。

本系統在效率上產生的效果包括以下幾點：（1）提升游戲優化效率。目前游戲平均優化時長從前期的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）提升網絡質量。整合網絡與投訴數據，游戲質量平均提升35.89%。

本系統在感知上產生的效果包括以下幾點：（1）2018到2019年寬帶網絡質量滿意度從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年關鍵游戲滿意度從78.02提升到89.31。

4 結束語

通過關鍵游戲感知提升系統實現了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。本系統可實現全局加速；類似于開關，TOP游戲均可按需實現加速，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區服流量，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；節省費用遠大于支出成本，且具備可持續性，能夠實現降本增效；相對于傳統的游戲感知提升方式，本系統能夠減少人工分析和調度成本費，且大幅降低了游戲、異網資源互聯互通的占用，節省了互聯互通帶寬。

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，比如質差手游、質差集團用戶、國際線路等優化場景，實現跨專業移植。本家寬游戲加速方案切實可行，同時具有高度的可移植性。隨著云網絡、算力網絡新技術的發展，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。