Guida alla sincronizzazione dello scambio di messaggi client-server di rete e sincronizzazione dell'orologio

sto facendo un gioco di fisica veloce che è un hockey da tavolo. Con due mazze e un disco. Il gioco funziona su iPhone / iPad e sto facendo la parte multiplayer tramite GameCenter.

Ecco come funziona il sistema di rete. Il client che inizia la partita, verrà impostato come server e quello che accetta la richiesta di corrispondenza è il client.

Il 'server' ha la fisica in esecuzione e la risposta è immediata e il client ha anche la sua fisica in esecuzione, quindi sembra regolare tra lo scambio di messaggi. Quello che faccio come server è che invio al client la mia velocità del disco e la mia posizione e il client regola la sua velocità / posizione del disco in relazione al server per mantenerlo sincronizzato. Altrimenti la fisica si disincronizza e la rovina.

Quando la latenza della rete è buona, sotto 100 ms i risultati sono abbastanza buoni, ho un gioco giocabile liscio sul lato client e il comportamento strano è minimo. Il problema si verifica quando il ritardo è compreso tra 150 e 200 ms. In quel caso, succede che il mio disco client ha già colpito un bordo e una direzione invertita ma riceve un messaggio di ritardo dal server e si arresta un po 'causando una strana sensazione al comportamento della palla.

Ho letto alcune cose a riguardo:

Esempio di rete Pong

Fai clic su Esempio di sincronizzazione

Wikipedia su Clock Sync

Quindi, come posso risolvere questo? Per quanto ho letto l'opzione migliore che ho è quella di fare una sincronizzazione dell'orologio sul server / client con un timestamp in modo che quando ricevo messaggi di ritardo relativi al mio orologio, ignoro solo allora e lascio che la simulazione dei client faccia il lavoro. Siete d'accordo con questo? E poiché sto inviando dati inaffidabili (UDP), potrei ricevere messaggi ritardati o messaggi fuori servizio.

Se questo è l'approccio migliore, come posso implementare la sincronizzazione dell'orologio. Ho letto i passaggi su come farlo ma non l'ho capito del tutto.

Dice che:

1. Il client stampa l'ora locale corrente su un pacchetto "richiesta ora" e lo invia al server.
2. Alla ricezione da parte del server, il server indica l'ora e i resi del server
3. Alla ricezione da parte del cliente, il cliente sottrae l'ora corrente dall'ora inviata e si divide per due per calcolare la latenza. Sottrae l'ora corrente dall'ora del server per determinare il delta temporale client-server e aggiunge la mezza latenza per ottenere il delta dell'orologio corretto. (Finora questo algothim è molto simile a SNTP)
4. Il client ripete i passaggi da 1 a 3 per cinque o più volte, facendo una pausa di alcuni secondi ogni volta. Nel frattempo potrebbe essere consentito altro traffico, ma dovrebbe essere ridotto al minimo per ottenere i migliori risultati. I risultati delle entrate dei pacchetti vengono accumulati e ordinati nell'ordine di latenza minima a quello di latenza più elevata. La latenza mediana viene determinata selezionando il campione del punto medio da questo elenco ordinato.
5. Tutti i campioni superiori a circa 1 deviazione standard dalla mediana vengono scartati e la media dei campioni rimanenti viene utilizzata con una media aritmetica.

Seguendo questo esempio vorrei questo:

Facciamo finta che il gioco sia caricato e il tempo del mio client sia 0 ora, quindi invio al server che il mio tempo è 0.

I messaggi impiegano 150 ms per arrivare al server ma l'orologio del server era già stato avviato ed è 1 secondo avanti rispetto al client. Quando il server riceve il messaggio, l'ora sarà: 1.15 e invierà l'ora al client, siamo a posto? Facciamo finta che il nostro ritardo sia costante a 150 ms.

Ora il client riceve l'ora 1.15 e sottrae l'ora corrente dall'ora inviata e si divide per due per calcolare la latenza. Quale è: 0,3 - 0 = 0,3 / 2 -> 150 ms.

Sottrae l'ora corrente dall'ora del server per determinare il delta dell'ora client-server e aggiunge la mezza latenza per ottenere il delta dell'orologio corretto:
Tempo del client: 0,3 Tempo del server 1,15
0,3 - 1,15 = .85 + latenza (.15) = 1

Come è sincronizzato? Cosa mi sto perdendo?

È la prima volta che faccio esperienza multiplayer e di rete, quindi sono un po 'confuso.

Grazie.

L'algoritmo pubblicato era corretto, ma nel tuo esempio ti stai dimenticando del tempo impiegato dal pacchetto server per raggiungere il client, quindi:

Server time: 1
Client time: 0
Client sends 0 to server

... 150ms to get to server  (ping is 300! not 150ms in this case. Ping is round-trip)

Server time: 1.15
Client time: 0.15
Server receives packet and sends client 1.15

... 150ms to get back to client

Server time: 1.30
Client time: 0.30
Client receives 1.15 from server

Ora come puoi vedere, se il client ha cambiato il suo orologio a 1.15, sarebbe 0.15 dietro il server, ecco perché devi adattarti al Ping (aka Round Trip Time [RTT]). Ecco il calcolo completo del tempo delta eseguito su più passaggi:

Server Time - Current Time + Ping / 2
= Server Time - Current Time + (Current Time - First Packet Time) / 2
= 1.15 (Perceived, not actual!) - 0.30 + (0.30 - 0.00) / 2
= 1.00

Questo ci dà il tempo delta corretto di 1,00 secondi