（2020年度“华苏杯”获奖论文三等奖）基于云网络的家宽游戏感知提升研究

何均均 王江舟 杨 倩

中国移动通信集团江苏有限公司南通分公司

0 引言

网络游戏作为一种广泛的互联网应用，拥有较大的用户规模，运营商的网络质量成为影响用户业务体验的重要因素。随着公司全业务发展战略推进，移动有线宽带发展迅猛，江苏移动家庭宽带用户近1700万，其中网络游戏用户在年轻群体中业务使用较多，年轻用户是互联网的未来，对网络品牌构建权重较大，因此对网络游戏的感知提升非常必要。

根据最新网络游戏满意度调研情况，移动公司在手游感知方面领先于其他运营商，新端游与其他运营商持平，老端游落后于其他运营商，目前在热门端游中，老端游占比仍然超过80%，这类热门游戏感知如能提升，可快速提升口碑，聚焦于热门游戏的质量提升可对感知起到事半功倍的效果。江苏移动南通分公司因地制宜，在南通城域网试点部署家宽用户游戏感知提升系统，实现南通城域网家宽用户感知提升。

1 主流游戏现状和传统游戏感知提升方式

1.1 主流游戏现状

根据城域网端到端网络质量分析和家宽高校用户投诉情况，目前42%的感知类投诉为网络游戏，其中85%为腾讯类游戏，《英雄联盟》、《地下城与勇士》等热门游戏包含在其中。目前电脑端游类的主流游戏主要包括穿越火线（CF）、英雄联盟（LOL）和地下城与勇士（DNF），各游戏的区服情况如表1所示，相关数据来自游戏区服调研统计。

表1 各游戏的区服情况

从表1中可以明显看出移动区服较少，跨网较多影响端游质量感知，忙时游戏体验问题较多，尤以卡顿掉线问题突出。

1.2 传统游戏感知提升方式

传统游戏感知提升方式主要有以下几种：

（1）游戏加速器

该提升方式属于软终端方式，其原理是通过互联网的VPN和POP点接入方式实现加速，该方案单点加速效率高，加速范围小，无法大规模加速优化，主要用于解决投诉问题。

（2）游戏路由优化

可批量优化，采用IP（Internet Protocol，网际互连协议）雷达等人工采集IP，通过路由牵引，将游戏流量优化到质优通道实现业务加速，该方式疏导繁琐、误判率高，适用于小型游戏。

（3）DPI（Deep Packet Inspection，深度报文检测）识别游戏优化

该方式对用户流量进行七层分析，根据报文特征识别游戏，形成游戏地址库，人工对入库IP进行优化，提升游戏感知。但由于不能和BGP（Border Gateway Protocol，边界网关协议）联动宣告路由，需人工定期疏导，及时性差。

2 技术研究

2.1 总体方案

本系统是基于IP引导的GBN（Global Backbone Network，全球骨干网）游戏加速方案，提供稳定、安全的宽带加速服务。通过广域网及协议层优化，针对不同游戏和应用，通过智能路由及最优传输路径快速分发给用户，对电信、联通区服游戏感知产生质的提升。本系统的结构如图1所示。

从图1中可以看出，用户通过BRAS（Broadband Remote Access Server，宽带接入服务器）设备接入移动城域网，BRAS双上行接入各地市城域网核心。游戏加速平台使用地市SR（Service Router，全业务路由器）或者三方出口设备接入网络。通过流量牵引使得用户游戏流量得到动态识别优化，从而实时提升用户游戏感知。由于异网游戏区服变化频率大，以往的加速平台存在定时失效的问题，本系统采用动态路由OSPF（Open Shortest Path First，开放式最短路径优先）的学习技术，从加速平台实时更新游戏路由，牵引加速流量，保障业务路由的准确实施生效。

图1 系统结构

2.2 具体工作流程

本系统的具体工作流程如下：（1）流量引导。根游戏IP段，使用策略路由把用户游戏流量引导到加速接入点，通过交换机转发给游戏加速网关。（2）加速通道。游戏加速接入网关基于专线通道转发给腾讯云的游戏加速出口网关。（3）云加速。游戏加速出口网关根据目标游戏服务器IP地址，把游戏包源IP地址NAT（Network Address Translation，网络地址转换）为腾讯云公网IP，通过BGP出口送到游戏服务器。（4）加速回流。反向返回IP包处理过程类似。（5）安全性考虑。部署两套引流服务器，两套资源池，实现资源负载均衡，服务器业务和管理启用多端口物理冗灾。

2.3 本感知提升方式的优点

本研究所提出的基于云网络的家宽游戏感知提升方式具有以下几个方面的优点：（1）服务稳定安全。基于游戏云提供稳定、安全的加速服务。（2）智能精确识别。通过内置DPI模块，精确化区分用户请求，实现协议和端口识别。（3）加速分发可靠。感知提升通过广域网及协议层优化，对不同游戏应用，通过智能路由及最优传输路径快速分发给用户，实现电信、联通区服游戏感知全面提升。（4）全局高效普适。使用全局TOP游戏加速方式，具有加速效率高、加速范围广、适用性强特点。

3 测试实验与结果

3.1 测试实验

游戏加速平台测试环境搭建完成后，实验室测试情况如表2所示。从表2中可以看出，英雄联盟提升49%，地下城与勇士卡顿消失。

表2 实验室测试情况

对本系统进行放量测试，用于测试的游戏为投诉占比最高的两款游戏：《英雄联盟》和《地下城与勇士》，峰值流量700M，测试比对数据如表3所示。

表3 测试比对数据

3.2 测试回访

对近期频繁投诉《英雄联盟》和《地下城与勇士》的30户用户进行了回访。其中24户反馈游戏体验比之前有明显提升，3户外出暂时无法测试，3户电脑配置较低已经建议更换较好的游戏本。通过测试回访，针对《英雄联盟》和《地下城与勇士》的集中投诉消失，游戏加速效果明显。

3.3 结果分析

通过测试实验和测试回访结果可以发现，本研究提出的游戏感知提升方式对优化效率、客户感知起到了良好的促进作用。并且，测试期间部分高校已开学，通过跟踪高校学生的投诉情况发现，学生普遍对《英雄联盟》和《地下城与勇士》测试期间的游戏体验表示满意。

本系统在效率上产生的效果包括以下几点：（1）提升游戏优化效率。目前游戏平均优化时长从前期的12小时降低为4小时。（2）提升维护效率。故障重复投诉率降低1.5pp，游戏投诉减少80次/月。（3）提升网络质量。整合网络与投诉数据，游戏质量平均提升35.89%。

本系统在感知上产生的效果包括以下几点：（1）2018到2019年宽带网络质量满意度从74.1提升到78.5；（2）2018到2019年游戏故障处理满意度从81.51提升到93.83；（3）2018到2019年关键游戏满意度从78.02提升到89.31。

4 结束语

通过关键游戏感知提升系统实现了TOP游戏感知提升，解决了长期以来热门游戏卡顿和掉线问题，使得游戏流畅度和清晰度均得到保障。本系统可实现全局加速；类似于开关，TOP游戏均可按需实现加速，不仅可加速端游，也可对手游进行加速，拓展了手游加速渠道和方法，具有较好的可扩展性；牵引流量只涉及异网区服流量，不涉及无需加速流量，从而可在保证高准确率的同时节约流量成本；依靠云加速，可以大大提升重点游戏加速的效率，从而提升游戏感知；依靠运营商级的保障，可以大大提升游戏加速的可靠性，从而确保用户安全提升；节省费用远大于支出成本，且具备可持续性，能够实现降本增效；相对于传统的游戏感知提升方式，本系统能够减少人工分析和调度成本费，且大幅降低了游戏、异网资源互联互通的占用，节省了互联互通带宽。

本方法不仅适用于对家宽游戏的加速，也可以推广至其他场景，比如质差手游、质差集团用户、国际线路等优化场景，实现跨专业移植。本家宽游戏加速方案切实可行，同时具有高度的可移植性。随着云网络、算力网络新技术的发展，本方法也将与时俱进，后期考虑增加SD-WAN和CDN承载加速的方式，从而进一步提升灵活性和加速效率。