멀티플레이어 게임 최적화
이전 절들에서 우리는 언리얼 엔진 네트워킹의 기본 개념, 복제 시스템, 그리고 RPC를 통한 서버-클라이언트 통신 방식에 대해 알아보았습니다. 멀티플레이어 게임을 개발하는 것은 단순히 기능을 구현하는 것을 넘어, 네트워크 성능을 최적화하는 것이 매우 중요합니다. 네트워크 지연(Latency), 대역폭(Bandwidth) 제한, 패킷 손실(Packet Loss) 등의 문제들은 플레이어 경험에 치명적인 영향을 미칠 수 있습니다.
이번 절에서는 언리얼 엔진에서 멀티플레이어 게임의 성능을 향상시키기 위한 다양한 최적화 기법과 고려 사항에 대해 자세히 살펴보겠습니다.
네트워크 대역폭 관리
네트워크 대역폭은 제한된 자원이며, 이를 효율적으로 사용하는 것이 멀티플레이어 최적화의 핵심입니다.
필요한 것만 복제하기
- 변수 복제 최소화: 모든 변수를 무조건 복제하지 마세요. 클라이언트에게 반드시 동기화되어야 하는 데이터만
UPROPERTY(Replicated)로 설정해야 합니다. 예를 들어, 서버에서만 사용되는 임시 계산 값이나 클라이언트에서 예측 가능한 값은 복제할 필요가 없습니다. - 조건부 복제 (
DOREPLIFETIME_COND):COND_OwnerOnly,COND_SkipOwner,COND_InitialOnly등 조건부 복제 플래그를 적극적으로 활용하여 특정 클라이언트에게만 데이터를 보내거나, 액터가 처음 스폰될 때만 보내는 방식으로 대역폭을 절약합니다.- 예시: 플레이어의 개인 인벤토리 정보는
COND_OwnerOnly로 복제하여 해당 플레이어에게만 보내고, 다른 플레이어에게는 복제하지 않습니다.
- 예시: 플레이어의 개인 인벤토리 정보는
- RPC 사용 최소화: RPC는 변수 복제보다 대역폭을 더 많이 소비할 수 있습니다. 특히
ReliableRPC는 재전송 메커니즘 때문에 더 그렇습니다. 빈번한 업데이트에는 변수 복제를 우선적으로 고려하고, 이벤트성 액션에만 RPC를 사용하세요.
압축 및 패킷 최적화
언리얼 엔진은 기본적으로 네트워크 패킷을 최적화하지만, 개발자가 더 나은 압축을 위해 데이터를 준비할 수 있습니다.
- 작은 데이터 타입 사용:
int32대신int8이나int16로 표현 가능한 값은 더 작은 타입을 사용하세요.float대신half-float나 정수형으로 스케일링된 값을 사용할 수도 있습니다 (단, 정밀도 손실에 유의). - 불필요한 데이터 제거: 복제되는 구조체나 배열에 불필요한 필드가 없는지 확인하세요.
- 넷 리액터(Net-relevance)와 컬링:
- 넷 리액터:
AActor::SetNetDormancy()를 사용하거나bOnlyRelevantToOwner와 같은 속성을 통해 액터가 특정 클라이언트에게 얼마나 관련이 있는지 엔진에 힌트를 줄 수 있습니다. 관련성이 낮은 액터는 복제가 덜 자주 발생하거나 아예 중단되어 대역폭을 절약합니다. - 네트워크 컬링: 언리얼 엔진은 기본적으로 거리가 먼 액터나 시야 밖에 있는 액터의 복제 업데이트를 줄여 대역폭을 절약하는 네트워크 컬링(Net Culling)을 수행합니다.
AActor::NetCullDistanceSquared를 통해 이 거리를 조절할 수 있습니다.
- 넷 리액터:
네트워크 지연(Latency) 숨기기 및 예측
네트워크 지연은 물리적으로 피할 수 없는 현상입니다. 플레이어가 입력 후 바로 결과를 보지 못하고 지연되는 "렉(Lag)"을 줄이기 위해 다양한 기법을 사용합니다.
클라이언트 예측 (Client-Side Prediction)
- 플레이어가 입력을 했을 때, 서버의 응답을 기다리지 않고 클라이언트가 먼저 결과를 예측하여 적용합니다 (예: 이동, 총 발사).
- 이후 서버에서 "진실된" 결과가 도착하면, 클라이언트는 자신의 예측이 맞았는지 확인하고, 예측이 틀렸다면 보정(Correction) 하여 상태를 동기화합니다.
- 이 과정이 복잡하고 버그를 유발하기 쉽지만, 반응성을 크게 향상시켜 플레이어 경험을 부드럽게 만듭니다. 언리얼 엔진의
UCharacterMovementComponent는 이동 예측을 기본적으로 처리합니다.
보간 (Interpolation) 및 보정 (Smoothing)
- 보간: 다른 플레이어의 캐릭터나 복제된 액터의 위치가 네트워크 업데이트 간에 부자연스럽게 점프하는 것을 방지하기 위해, 클라이언트는 이 액터들의 과거 위치와 현재 수신된 위치 사이를 부드럽게 보간하여 움직임을 매끄럽게 만듭니다.
- 보정: 클라이언트 예측 후 서버로부터 정확한 데이터가 도착했을 때, 예측과 실제 상태 간의 차이를 부드럽게 조정하여 시각적인 끊김 없이 보정합니다.
네트워크 프로파일링 및 디버깅
최적화는 측정 없이는 불가능합니다. 언리얼 엔진은 강력한 네트워크 디버깅 도구를 제공합니다.
net stat/stat net: 인게임 콘솔 명령어로, 현재 네트워크 대역폭 사용량, 패킷 손실, 핑(Ping) 등 다양한 네트워크 통계 정보를 실시간으로 보여줍니다.net profile/stat netprof: 네트워크 프로파일링을 시작하고 중지합니다. 자세한 네트워크 사용량 보고서를 생성하여 어떤 액터나 변수가 가장 많은 대역폭을 사용하는지 분석할 수 있습니다.ShowDebug NET: 액터별 복제 정보, RPC 호출 등을 시각적으로 오버레이하여 보여줍니다.- 로그 (
LogNet):LogNet Verbose또는LogNet VeryVerbose를 설정하여 엔진의 네트워크 통신에 대한 상세한 로그를 출력합니다. - 네트워크 시뮬레이터: 에디터에서
Play->Advanced Settings->Multiplayer Options에서 Simulate Lag (지연), Simulate Packet Loss (패킷 손실), Simulate Bandwidth (대역폭 제한)을 설정하여 실제 네트워크 환경을 시뮬레이션하고 문제를 테스트할 수 있습니다.
서버 권한(Authority) 유지 및 치트 방지
네트워크 최적화뿐만 아니라 보안도 중요합니다. 서버 권한을 올바르게 유지하는 것은 치트를 방지하는 핵심입니다.
- 모든 중요한 게임 로직은 서버에서: 데미지 계산, 아이템 획득, 탄약 소모, 점수 부여 등 게임의 핵심 규칙과 상태 변경은 반드시 서버에서만 처리되어야 합니다. 클라이언트가 조작된 데이터를 보내도 서버가 이를 검증하고 무시해야 합니다.
HasAuthority()검사: 서버에서만 실행되어야 하는 코드 블록에는 항상if (HasAuthority()) { ... }조건을 사용하여 클라이언트에서 의도치 않게 실행되는 것을 방지합니다.ServerRPC의WithValidation: 클라이언트에서 서버로 보내는 모든 중요한 RPC에는WithValidation을 붙이고_Validate함수를 구현하여 입력 데이터의 유효성을 서버에서 검증하세요.
연결 관리 및 세션 시스템
플레이어의 접속과 해제, 매치메이킹 등은 네트워크 최적화에 간접적으로 영향을 미칩니다.
- 세션 관리 (
UOnlineSubsystem): 언리얼 엔진의UOnlineSubsystem은 다양한 플랫폼(Steam, Xbox Live, PSN 등)에 걸쳐 플레이어 세션을 생성, 찾기, 조인하는 기능을 제공합니다. 효율적인 세션 관리는 안정적인 멀티플레이어 환경을 구축하는 데 중요합니다. - 연결 끊김 처리: 네트워크 문제로 인해 플레이어의 연결이 끊겼을 때, 게임이 안정적으로 처리되고 다른 플레이어에게 영향을 주지 않도록 로직을 구현해야 합니다.
로드 밸런싱 및 확장성 (고급)
대규모 멀티플레이어 게임의 경우, 단일 서버의 성능 한계를 넘어 여러 서버가 동시에 작동하는 로드 밸런싱과 확장성 설계가 필요합니다.
- 월드 분할 (World Partitioning): 게임 월드를 여러 영역으로 나누고, 각 영역을 별도의 서버가 처리하는 방식입니다. 플레이어가 영역을 이동하면 해당 영역을 담당하는 서버로 핸드오프됩니다.
- 인스턴스 시스템: 던전이나 인스턴스 전장처럼 특정 구역에 대한 독립적인 서버 인스턴스를 생성하여 부하를 분산합니다.
마치며
멀티플레이어 게임 최적화는 지속적인 노력과 테스트가 필요한 과정입니다. 네트워크 대역폭을 효율적으로 관리하고, 지연을 숨기기 위한 클라이언트 예측 및 보간 기법을 적용하며, 강력한 디버깅 도구를 사용하여 문제를 식별하는 것이 중요합니다. 또한, 서버 권한을 철저히 유지하여 게임의 무결성을 지키고 치트를 방지해야 합니다. 이러한 최적화 기법들을 통해 플레이어에게 끊김 없고 반응성 좋은 멀티플레이어 경험을 제공할 수 있을 것입니다.