游戏服务器心跳包的作用

游戏服务器心跳包的作用
服务端为什么需要心跳(保活)机制
TCP-Keepalive-HOWTO
闲说HeartBeat心跳包和TCP协议的KeepAlive机制
Socket心跳包机制

心跳包的作用

1 查一下tcp的断线是否真的可靠

一个tcp链接很长时间没有数据传送,路由器已经释放tcp链接, 客户端那边close了, 但服务器那边也不会有反应
为了避免这种现象,可能需要改协议
比如:客户端每隔一段时间发送心跳数据包,如果长时间没有心跳,服务器关闭socket

之前的测试都是,手动强制关闭客户端进程,然后查看服务器的情况,结果往往是,服务器收到了客户端关闭的事件。
其实,我一直忽略了一个问题,我没有拔掉网线来测试

上面的手动关闭客户端进程,事实上并不能测试出想要的结果,因为进程是在应用层的
所以,这种测试方法不能保证网络驱动层也不发送数据报文给服务器。
经过测试发现,当应用层强制结束进程时,对于TCP连接,驱动层会发送reset数据包!
而服务器收到这个数据包就可以正常关闭了!

那么,如果拔掉网线呢,服务器收不到这个数据包,就会导致死连接存在!

所以,心跳包是必要的,或者应用TCP协议本身的Keep-alive来设置

之所以产生前面的误解,也是由于以前看书的时候,凭空想象,以为TCP连接如同一条绳子,一方断开了,另外一方必然会知道的。
殊不知,TCP连接,这个“面向连接”的连接并不存在
它只是抽象出来的概念,对于物理层,对于网线、光纤而言,不存在连接不连接的概念,因为,对它们而言,无非就是一些电流脉冲而已。

TCP的连接,不过是通过ACK、SEQ这些机制来模拟实现的。

这么看来socket本身的断开通知不是很靠谱,心跳包会更合理一些
那么心跳包的一个意义就是可以更可靠的检测连接是否畅通

如果没有特意的设置某些选项或者实现应用层心跳包,TCP空闲的时候是不会发送任何数据包。
也就是说,当一个TCP的socket,客户端与服务端谁也不发送数据,会一直保持着连接。
这其中如果有一方异常掉线(例如死机、路由被破坏、防火墙切断连接等)
另一端如果没有发送数据,永远也不可能知道。这对于一些服务型的程序来说,是灾难性的后果,将会导致服务端socket资源耗尽。

所以为了保证连接的有效性、及时有效地检测到一方的非正常断开,保证连接的资源被有效的利用,
我们就会需要一种保活的机制,通常改机制两种处理方式:
1、利用TCP协议层实现的Keepalive;
2、自己在应用层实现心跳包。

两种方式的对比如下:
1、TCP协议自带的保活功能, 使用起来简单, 减少了应用层代码的复杂度. 更节省流量, 因为一般来说应用层的数据传输到协议层时都会被加上额外的包头包尾. 由TCP协议提供的检活, 其发的ACK包比应用层的心跳包耗费更少的流量。
2、应用层心跳包相对与Keepalive更灵活,因为协议层的心跳只能提供最纯粹的检活功能, 但是应用层自己可以随意控制,甚至加入一些额外逻辑。
3、应用层心跳包相对与Keepalive更灵活,应用层心跳包不依赖于协议,如若有一天不用TCP要改为UDP了,只需做少量改动甚至不用改动即可实现转换。

网络上有说:存活(keepalive)并不是TCP规范的一部分。在Host Requirements RFC罗列有不使用它的三个理由:
(1)在短暂的故障期间,它们可能引起一个良好连接(good connection)被释放(dropped)
(2)它们消费了不必要的宽带
(3)在以数据包计费的互联网上它们(额外)花费金钱。

实际上,自己实现心跳包也会面临同样的问题,而第一点,在我测试过程中,只要设置参数合理短时间内并不会引起连接主动断开。

2页游之前会 用心跳包检测加速作弊

比如如果某玩家应用加速器作弊,那么他发送的心跳包时间时间间隔就会异常,这样就可以揪出作弊
但是作弊器已经越来越高端了,检测心跳包已经几乎没用,所以这个作用几乎没有了

3 心跳包可以检测游戏延迟

<think>好的,用户之前问过关于设计网络游戏断线检测机制的问题,特别是如何处理网络抖动。我之前给出了一个结构化的回答,心跳机制、双向检测、状态分级等。现在用户的新请求是让用C#写一个心跳检测机制的伪代码,简单要点即可。 首先,我需要明确用户的需求。他们可能正在开发一个网络游戏,需要实际的代码示例来理解如何实现心跳机制。用户可能对C#比较熟悉,或者他们的项目使用的是C#,所以需要相关的示例。由于是伪代码,不需要完整的实现,但要抓住关键点。 接下来,回顾之前提到的心跳机制要点:动态超时阈值、连续丢检测心跳发送和接收的时间记录。在C#中,可能需要用到异步编程,比如使用async/await来处理网络通信,避免阻塞主线程。还要考虑数据结构,比如用DateTime记录时间,使用队列或滑动窗口来统计延迟。 然后,考虑如何将这些要素转化为伪代码。需要定义客户端和服务器的类结构。客户端定期发送心跳,服务器接收并记录时间。服务器需要检查超时,可能使用动态阈值计算,比如平均值加三倍标准差。同时,需要处理连续丢的情况,比如三次失败后才判定断线。 还要注意线程安全,因为心跳的发送和接收可能在不同的线程中。在伪代码中,可以使用锁(lock)来保护共享资源,比如最后心跳时间。此外,可能需要定时器来定期触发心跳发送和超时检查,比如System.Timers.Timer或System.Threading.Timer。 另外,用户提到伪代码要简单,所以不需要处理所有细节,比如网络通信的具体实现,而是聚焦在逻辑结构上。例如,客户端的心跳发送循环,服务器的心跳处理,超时检测的逻辑,以及动态阈值的计算。 可能还需要考虑如何模拟网络延迟的统计,比如维护一个最近几次的延迟队列,每次收到心跳时更新平均值和标准差。这里可以用一个固定长度的队列来实现滑动窗口。 最后,确保代码结构清晰,关键部分有注释,帮助用户理解每个模块的作用。例如,标记出动态阈值计算的部分,连续丢检测的条件,以及状态变化的处理。 总结下来,伪代码需要括以下几个部分: 1. 客户端定期发送心跳。 2. 服务器接收并记录心跳时间。 3. 服务器定期检查心跳是否超时,使用动态阈值。 4. 处理连续丢的情况,触发断线判定。 5. 使用线程安全的机制处理共享数据。</think>### C# 心跳检测机制伪代码要点 ```csharp //---------------------- 客户端伪代码 ---------------------- public class GameClient { private Timer _heartbeatTimer; private DateTime _lastSendTime; public void Start() { // 每1秒发送心跳(实际项目需异步发送) _heartbeatTimer = new Timer(1000); _heartbeatTimer.Elapsed += (sender, e) => SendHeartbeat(); _heartbeatTimer.Start(); } private void SendHeartbeat() { // 发送带时间戳的心跳 var packet = new HeartbeatPacket { SendTime = DateTime.UtcNow }; Network.SendToServer(packet); _lastSendTime = DateTime.UtcNow; // 记录发送时间 } } //---------------------- 服务器伪代码 ---------------------- public class GameServer { // 玩家状态记录 private ConcurrentDictionary<int, PlayerSession> _sessions = new(); // 接收心跳处理 public void OnReceiveHeartbeat(int playerId, HeartbeatPacket packet) { var session = _sessions.GetOrAdd(playerId, new PlayerSession()); lock (session.SyncRoot) { // 计算网络延迟 var latency = (DateTime.UtcNow - packet.SendTime).TotalMilliseconds; session.UpdateLatency(latency); // 更新延迟统计 session.LastReceivedTime = DateTime.UtcNow; // 记录最后心跳时间 session.MissedCount = 0; // 重置连续丢失计数器 } } // 定时检测(每1秒执行) private void CheckTimeout() { foreach (var session in _sessions) { lock (session.SyncRoot) { // 动态超时阈值:μ + 3σ double timeoutThreshold = session.AvgLatency + 3 * session.StdDev; // 检测超时(允许一定波动) if ((DateTime.UtcNow - session.LastReceivedTime).TotalMilliseconds > timeoutThreshold) { session.MissedCount++; // 连续3次丢失心跳判定断线 if (session.MissedCount >= 3) { HandleDisconnect(session.PlayerId); } } } } } } //---------------------- 数据结构 ---------------------- public class PlayerSession { public object SyncRoot = new object(); public DateTime LastReceivedTime; public int MissedCount; // 延迟统计(使用滑动窗口存储最近10次延迟) private Queue<double> _latencyWindow = new Queue<double>(10); public double AvgLatency => _latencyWindow.Average(); public double StdDev => CalculateStandardDeviation(); public void UpdateLatency(double latency) { if (_latencyWindow.Count >= 10) _latencyWindow.Dequeue(); _latencyWindow.Enqueue(latency); } private double CalculateStandardDeviation() { var avg = AvgLatency; var sum = _latencyWindow.Sum(x => Math.Pow(x - avg, 2)); return Math.Sqrt(sum / _latencyWindow.Count); } } ``` --- ### **关键实现要点** 1. **客户端心跳发送** - 使用 `System.Timers.Timer` 定时发送 - 含精确时间戳用于计算延迟 2. **服务器状态管理** - 线程安全的 `ConcurrentDictionary` 存储玩家会话 - `lock` 确保对单个会话的原子操作 3. **动态超时计算** - 维护最近10次延迟的滑动窗口 - 标准差公式:$ \sigma = \sqrt{\frac{1}{N}\sum_{i=1}^{N}(x_i - \mu)^2} $ 4. **连续丢判定** - 仅当连续3次检测超时后触发断线 - 避免因单次网络波动误判 --- ### **优化方向建议** ```csharp // 示例:改用异步定时器提升性能 _heartbeatTimer = new Timer(async _ => { await SendHeartbeatAsync(); // 使用异步网络库(如Unity的UnityWebRequest) }, null, 1000, 1000); // 示例:添加心跳响应机制(防止单向断线) public class HeartbeatPacket { public DateTime SendTime; public DateTime? ServerReceiveTime; // 服务器填充后返回 } ```
评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值