韓國 IT 서비스學會誌第 7 卷第 2 號 28 年 6 月 1 137 2D 와 3D 에기반한 MMORPG 트래픽간의특성비교 김재철 * 권태경 ** 최양희 ** A Comparison of 2D and 3D MMORPG s Traffic Jaecheol Kim* Taekyoung Kwon* Yanghee Choi** Abstract This paper measures and compares the traffic of a series of Massively Multi-player On-line Role Playing Game (MMORPG). The purpose of this analysis is to characterize the MMORPG traffic and compare the traffic characteristics of those games caused by the game structure difference between 2D and 3D environment. The target game is `Lineage Ⅰ' and `Lineage Ⅱ' which represent world's largest MMORPGs in terms of the number of concurrent users. We collect about 28 giga bytes and 1 tera bytes of packet headers, respectively. We compare packet size, packet inter-arrival time and bandwidth usage of these two games. The MMORPG traffic consists of two kinds of packets:client-generated upstream packets and server-generated downstream packets. We observe that the upstream packet size of payload has grown from 9 bytes to 19 bytes, while the average payload size of downstream packets has grown from 37 bytes to 318 bytes. This asymmetry of growing rate is caused by 3D game structure. Packet inter-arrival time becomes shorter from average 2 milliseconds to 58 microseconds. Bandwidth consumption per client has grown from 4 kbps to 2 kbps. We find that there is a linear relationship between the number of users and the bandwidth usage in both cases. Keyword:MMORPG, Traffic Measurement, 2D and 3D 논문투고일 :28 년 1 월 2 일논문수정완료일 :28 년 3 월 4 일논문게재확정일 :28 년 3 월 21 일 * 공군사관학교전산과학과 ** 서울대학교컴퓨터공학부
138 김재철 권태경 최양희 1. 서론 인터넷이성숙되어감에따라, 온라인게임은사업적측면에서큰성공을거두고있다 [7]. 이에따라, 게임산업의무게중심이독립형 PC게임에서 MMOG (Massively Multiplayer Online Game) 나, FPS (First Person Shooting) 같은온라인게임으로상당히이동하였다. [6] 에따르면, MMOG 는다음과같은몇가지의세부장르로분류될수있다. MMORPG:massively multiplayer online role playing game MMOFPS:massively multiplayer online first person shooters MMORTS:massively multiplayer online real-time strategy games MMOTBG:massively multiplayer online turnbased games 위의세부장르중에서도 MMORPG는 WOW (World of Warcraft), Lineage 등으로대표되듯이상업적으로가장성공한장르이다. 그것은구조화된시나리오와동맹, 커뮤니티, 영토, 전쟁, 상행위등의실제인간사회를반영한프레임웍에기인하는바가크다. 이들게임은전세계적으로사용자를확보하고있을뿐만아니라, 온라인게임이인터넷트래픽에서차지하는비율을점점높여가는기폭제가되었다. 결과적으로트래픽량, 동시사용자수, 그리고시장매출등의면에서 MMORPG 는가장주목할만한결과를내고있다. 특히, MMORPG 는전세계적으로걸쳐분포된많은사용자때문에대역폭을점차로많이차지하게되고있다. 위에서살펴본것과같은이유로, 인터넷트래픽측정과분석의관점에서보면 MMORPG 는흥미로운대상이된다. 이논문에서는 Lineage 와 Lineage Ⅱ 를 MMORPG 트래픽의측정및비교의대상으로선택하였다. Lineage 는 2D 그래픽환경위에구축된 1세대 MMORPG 의전형인반면, Lineage Ⅱ 는 3D 그래픽환경에서구축된 2세대 MMORPG 라고할수있다. Lineage Ⅱ 는 Lineage 를승계 하는성격을가지기때문에기존의체계위에더정교하게발전된정치, 경제시스템을갖추었고, 더욱직관적인사용자인터페이스를가지고있다. 여기서부터는 Lineage Ⅱ 와의비교의편이성을위해 Lineage 를 Lineage I 이라고부르기로한다. 한국의경우 Lineage I 과 Lineage Ⅱ 에접속한동시사용자수가각각 3,과 15,을초과하였다. 트래픽측정대상게임인 Lineage I 과 Lineage Ⅱ 는트래픽측정당시각각 4대의서버와 33대의서버에의해운영되고있었다. 본연구에서 Lineage I 트래픽은 8일동안측정되었으며, Lineage Ⅱ 는주말을포함해 4일간측정되었다. 수집된데이터 ( 패킷헤더 ) 는각각 28 기가바이트와 1 테라바이트이다. Lineage I 의측정시기는 Lineage Ⅱ 에비해 2년정도빠른데, 그시기가 Lineage I 이가장많은동시사용자에게서비스하던시기이다 [1]. 트래픽측정을통해, 각각의 Lineage I 서버가사용하는대역폭은 2Mbps 에서부터 3Mbps까지분포되며, Lineage Ⅱ 의경우는 2Mbps 에서부터 14 Mbps까지분포하는것을발견할수있었다. 점증하는 MMORPG 의인기와트래픽량을고려할때, 본연구에서제시하는 2D 기반과 3D 기반의 MMORPG 트래픽의특성비교는네트워크서비스제공자 (ISP) 뿐만아니라, 게임개발자와게임서버운영자등에게모두의미있는정보를제공할것이다. 현재까지 MMORPG 트래픽을측정하고분석한논문은일부있었지만, 2D와 3D 기반의 MMORPG, 특히동일회사의유사프레임웍을기반으로한 MMORPG 의특성을비교분석한것은본연구가최초이다 [3, 8-9]. 이논문의구성은다음과같다. 제 2장에서는트래픽측정방법과환경을제시하고제 3장에서는전체수집된데이터를기반으로한분석을제공하며, 제 4장에서는세션별특성을비교분석하였다. 제 5장은토의내용을그리고제 6장에서는결론을제시하는것으로논문을마감한다.
A B C D E F G H SELECTED ON-LINE 2D 와 3D 에기반한 MMORPG 트래픽간의특성비교 1 139 2. 측정방법과환경 트래픽측정을위해측정대상서버가연결된링크에측정시스템을동시에연결하였다. 측정시스템은리눅스기반의 PC로, tcpdump 를측정소프트웨어로탑재하였는데, 각패킷의타임스탬프, IP 주소, 포트번호, 패이로드사이즈, TCP 플래그등을수집하여저장한다. Tcpdump 는 Libpcap (Protocol Capture Library) 위에서동작하며본측정시스템의타임스탬프의단위는마이크로세컨드이다 [2, 4]. [ 그림 1] 은측정시스템의설치를보여주고있는데, 스위칭허브의포트미러링 (port mirroring) 기능을활용하였다. Router Internet Gigabit Switching Hub 서분석한다. 첫째는집합적트래픽기반의분석이고둘째는세션별특성을반영한분석이다. 여기서세션이라고함은클라이언트와서버사이의응용계층의연결을의미한다. 서버의 IP주소와포트번호는주어져있으므로본측정에서는클라이언트의 IP주소와포트번호를사용하여세션을식별하였다. 3.1 개관 < 표 1> 에패킷숫자들의집합적통계가나타나있다. 각게임당약 35억개와 127억개의패킷을수집하였는데, 그중에 2억개와 77억개의패킷이데이터패킷이었다. 나머지는 ACK, SYN 그리고 FIN 등 TCP의세션제어용패킷이다. 상향스트림 ( 클라이언트가생성한 ) 의경우는각각 25.8퍼센트와 22.9퍼센트가데이터패킷이었다. 반면하향스트림 ( 서버가생성 ) 의경우는 95.2퍼센트와 97.6 퍼센트가데이터패킷이었다. Game Server Port M irroring Measurement System [ 그림 1] 측정시스템구성도 측정시스템과게임서버를포함하여모든시스템들은기가빗이더넷인터페이스를장착하고있으며이를통해스위칭허브에접속되어있다. 두게임모두측정시스템은리눅스기반의시스템이다. Lineage I 의측정시스템은 512MB RAM 과 Intel P4(2.4Ghz 클럭속도 ) CPU를장착하였다. Lineage Ⅱ 의경우에는 2GB RAM과 Intel의듀얼 Xeon(2.4Ghz 클럭속도 ) CPU를장착했고스토리지는 RAID 구조의 1.2TB를장착하였다. 3. 집합적트래픽 (Aggregate Traffic) 분석 본논문에서는측정된트래픽을두가지측면에 < 표 1> 측정데이터개관 Lineage I Lineage Ⅱ 측정기간 199시간 42분 92시간 22분 ( 약 8일 ) ( 약 4일 ) 수집데이터의크기 281GB 1TB 서버당동시사용자수 181~1184 88~516 전체패킷의숫자 3,5,532,933 12,723,57,137 상향패킷의전체숫자 1,86,29,597 6,288,99,481 상향데이터패킷의숫자 48,853,113 1,443,289,225 하향패킷의전체숫자 1,64,323,336 6,434,516,656 하향데이터패킷의숫자 1,562,883,785 6,28,5,461 상향스트림의경우, 각클라이언트는자신이보낼데이터가없더라도동일한게임영역에있는다른클라이언트의움직임에따라서버가전송해주는모든데이터에대해서 ACK을생성해야하기때문에데이터패킷의백분율이낮다. 하향스트림의경우는동일디스플레이영역에있는여러사용자들의행위들을일정시간동안모아
14 김재철 권태경 최양희 서보내기때문에거의항상보낼데이터가있고, ACK의경우도데이터패킷에피기배킹 (piggybacking) 할수있기때문에대부분이데이터패킷이된다. 동시사용자들의숫자변화도추적하였는데, 각사용자는 IP 주소와포트번호의쌍으로식별하였다. Lineage I 의경우는측정당시 4개의서버에의해운영되고있었고, Lineage Ⅱ 의경우는 33 개의서버에의해운영되었다. 서버당사용자는거의균일하게분포되어있었기때문에전체사용자는단순곱셈으로구할수있다. [ 그림 2] 는목요일낮 12시에서부터월요일아침 8시까지 Lineage I 과 Lineage Ⅱ 측정서버의동시접속자숫자의변화추이를보여주고있다. 두게임의측정시기는약 2년의시차를두고있으나, 사용자분포의추이는비슷함을볼수있다. Lineage I 의경우동시사용자숫자는 181명에서 1184명사이이며, Lineage Ⅱ 의동시사용자숫자는 88명에서 5,16명사이에분포한다. 따라서 Lineage Ⅱ 의전체동시사용자숫자는 26,4 명에서 154,8명사이가된다. 그래프에서사용자숫자가 에가깝게떨어진시간은시스템혹은네트워크장애에의한것으로판단된다. 6 Lineage II Lineage I 은제외하였다. 여기서패킷크기라고함은 TCP/IP 헤더를제외한순수한패이로드데이터부분만을의미한다. Lineage I 의평균상향스트림패킷의크기가 9.3바이트였던데비해 [2] Lienage Ⅱ 의경우는 19.6 바이트로두배이상커졌다. 이것은 Lineage Ⅱ 가가진 3D 특성에의한것으로 Lineage I 의 2D 특성에비해전송되어야하는데이터의량이많아진것을의미한다. 그럼에도불구하고, 각클라이언트들이생성하는상향스트림의평균크기인 19.6 바이트는여전히그크기가상대적으로작다고할수있다. [ 그림 3] 은상향스트림패킷크기의 CDF(Cumulative Distribution Function) 를보여준다. 그림에서보듯이대부분의상향스트림패킷의크기는수십바이트미만이다. Lineage Ⅱ 의경우, 5퍼센트의패킷이 2바이트미만이며 99퍼센트패킷이 5바이트미만이다. 한가지특이한점은 8퍼센트를넘어서면 Lineage I 의패킷크기가 Lineage Ⅱ 보다커진다는점이다. 이것은두게임의구조적특성차이에기인한다. 즉, 2D 기반의 Lineage I 의경우, 일정시간데이터를모아서보내는컨트롤패킷들이 Lienage Ⅱ 에비해많다는것이다. 즉, 3D인 Lineage Ⅱ 의경우는즉시응답성 (Interactiveness) 이 2D 기반의 Lineage I 에비해더많이요구됨을알수있다. 5 Number of Users 4 3 2 1 12 15 18 21 3 6 9 12 15 18 21 3 6 9 12 15 18 21 3 6 9 12 15 18 21 3 6 Time (24 hour scale) [ 그림 2] 측정서버에동시접속한사용자수의변화추이 3.2 패킷크기 이분석에서는 ACK, SYN, FIN 등의제어패킷 [ 그림 3] 상향스트림패킷크기분포 (CDF) [ 그림 4] 에서보듯이, 하향스트림의패킷크기
2D 와 3D 에기반한 MMORPG 트래픽간의특성비교 1 141 분포는상당히다른곡선을보여준다. 기본적으로패킷의평균크기가상향스트림에비해 Lineage I 의경우는 36.74 바이트로 4배가량크고, Lineage Ⅱ 의경우는 318.39 바이트로 15배가량크다. 데이터를가지고있기때문이다. Lineage Ⅱ 의하향스트림패킷크기분포 (CDF) 는명확한헤비테일 (heavy tail) 의특성을보여주고있는점또한그특징이라고할수있다. 3.3 패킷도착간시간 (Inter-arrival Time) [ 그림 4] 하향스트림패킷크기분포 (CDF) Lineage I 과 Lineage Ⅱ 의상향스트림패킷크기차이가 2배였던데반해, 하향스트림의경우는거의 8배이상차이가나는점이특이하다. 이것도역시 2D와 3D의게임구조의차이에기인한다. 즉 3D 구조인 Lineage Ⅱ 의경우는더많은개인아이템, 텍스쳐 ( 게임케릭터가입는옷 ), 그리고사용자의초기상태를저장해두는로그인데이터를가지게된다. 더욱이, 3D의경우에는각사용자의행위를표현하는변수자체가많아졌고, 이에따른환경변수및상호작용에의한데이터의량도급격하게증가하게된다. 동일디스플레이영역에있는다중사용자들의모든동작과행위를반영하는데이터를이들다중사용자들에게동시에보내어야하기때문에하향스트림의크기가비대칭적으로커지게되는것이다. 특히 [ 그림 4] 에서 Lineage Ⅱ 의경우는 MTU (Maximum Transfer Unit) 사이즈인 146바이트의크기의패킷이 5퍼센트내외로무시할수없는량임을알수있다. 이들 MTU 크기의패킷은 TCP/ IP 소켓인터페이스에서발생하는세그멘테이션의결과이다. 왜냐하면이들 5% 의하향스트림패킷은하나의패킷안에수용할수없을크기의응용 패킷의도착간시간 (Inter-arrival Time) 분포도곡선은 [ 그림 5] 에나타나있다. 일반적으로도착간시간은동시사용자의숫자에의존적이다. 그림에서보는바와같이패킷도착간시간은 Lineage Ⅱ 의경우가현격하게짧다. 이것은 Lineage Ⅱ 측정대상서버의동시접속자숫자가훨씬많기때문이다. Lineage I 의경우, 패킷도착간시간의평균값은 386usec이며, Lineage Ⅱ 의경우는 58usec 이다. Lineage Ⅱ 가약 7배정도더짧은간격을보이는데, 이것은사용자숫자의비율 ( 약 5배 ) 을고려할때에도 Lineage Ⅱ 가단일사용자에대해서더많은패킷을발생시키고있음을의미한다. [ 그림 5] 패킷도착간시간분포 (CDF) [ 그림 5] 에서 Lineage I 의경우는 99퍼센트의패킷이 1.7msec 안에도착한반면, Lineage Ⅱ 의경우는이보다훨씬짧은.25msec 안에도착하였다. 이처럼 Lineage Ⅱ 의패킷도착간시간이짧은것은사용자숫자의차이외에도 3D게임구조에기인하는바가크다. 예를들어, Lineage I 의경
142 김재철 권태경 최양희 우는캐릭터의위치는 2차원 X-Y 좌표로표현되지만, Lineage Ⅱ 에서는 3차원좌표를사용해야하고, 캐릭터를둘러싼환경또한 3차원의뷰포인트 (viewpoint) 를제공해야한다. 따라서 Lineage Ⅱ 에서는사용자캐릭터의단순움직임만으로도사용자의위치, 환경아이템, 3D 뷰포인트, 각도등등의다중의정보를전송하는패킷들을더자주발생시키게되는것이다. 3.4 대역폭 (Bandwidth) 측정기간동안의 Lineage I 과 Lineage Ⅱ 의대역폭의변화추이를 [ 그림 6] 과 [ 그림 7] 이각각보여주고있다. 역폭의최대값이분포되어있는점도공통점이다. 여기서, Lineage I 과 Lineage Ⅱ 의절대적인대역폭의차이는크게비교의의미가없다. 왜냐하면접속자의숫자와패킷의평균크기에서큰차이가있기때문이다. 두게임의대역폭의그래프에서특이한점은 Lineage I 의경우상향스트림과하향스트림의대역폭의차이가대략 2배정도인데반해, Lineage II 의경우그차이가 8배에서심한경우 1배이상의차이를보인다는것이다. 이처럼 2D에서 3D 로전환하면서하향스트림과상향스트림사이에대역폭의비대칭적인증가가이뤄진것또한 3D 게임의특성에기반한다고판단된다. 즉, 3D 게임서버의경우에는 2D에비해서더많고복잡한데이터를전송하여야하는것이다. 이같은상향스트림과하향스트림의비대칭적인대역폭의증가는향후, 3D 게임에공통적으로나타나는특징이될것으로보이므로, ISP들은게임서버를위한네트워크증설시이특징을이용할수있는방안을강구하면더효율적인증설을할수있을것이다. 3.5 사용자수와대역폭의관계 Bandwidth (Mbps) 16 14 12 1 8 6 4 2 [ 그림 6] Lineage I 의대역폭변화추이 Downstream Upstream Thursday Friday Saturday Sunday Monday 12 15 18 21 3 6 9 12 15 18 21 3 6 9 12 15 18 21 3 6 9 12 15 18 21 3 6 Time (24 hour scale) [ 그림 7] Lineage II의대역폭변화추이두그림모두에서 24시간단위로강한주기성을보여주고있다. 평일보다는주말, 혹은공휴일에대 동시접속중인사용자의숫자와대역폭간의관계를 [ 그림 8] 과 [ 그림 9] 에서보여주고있다. Lineage I 과 Lineage Ⅱ 모두기본적으로는사용자수와대역폭간의상관계수가.95에서.99사이로강력한선형비례의특징을보여주었다. 따라서그림에서는 Lineage I 의그래프는생략하고 Lineage Ⅱ 의경우만나타내었다. 두그림에서비교되는특징은하향스트림의경우, 동시접속자숫자가 5명에근접했을때, 선형에서벗어난이상분포가상당히나타난다는점이다. 이들이상분포는패킷세그멘테이션에의한것으로분석되었는데, 그것은동시접속자수가 5 명가까이되면, 사용자들이게임을진행하는각
2D 와 3D 에기반한 MMORPG 트래픽간의특성비교 1 143 영역 (region) 의인구가포화상태에이르고, 이때문에서버가보내는패킷의페이로드데이터의크기가점점커져서 MTU를넘어서게되기때문이다. 이것은패킷세그멘테이션을일으키게되고, TCP/IP 헤더오버헤드를발생시키게된다. 즉, 그림 8의그래프에서선형관계를벗어난이상분포의대부분은이같은 TCP/IP 헤더오버헤드에의한것이다. 이같은이상현상은 Lineage I 에서는전혀발견되지않았다. 이또한 3D 게임의특징적인면이라할수있다. RTT의경우는 2D와 3D의차이점을발견할수없었다. 다만 RTT 분포상의매우특징적인측면이관찰되었는데 [ 그림 1] 의 Lineage Ⅱ 의 RTT 분포가그특징을보여주고있다. Number of Occurrence 5 X 1 6 45 4 35 3 25 2 15 1 5 Bandwidth of Downlink (Mbps) 16 14 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 Number of Users [ 그림 8] 사용자수와하향스트림대역폭간의관계 Bandwidth of Uplink (Mbps) 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 Number of Users [ 그림 9] 사용자수와상향스트림대역폭간의관계 3.6 RTT(Round Trip Time) RTT 는서버가보낸패킷에대한 ACK 의도착 시간을관찰함으로써구하게된다. RTT 는게임 소프트웨어가얼마나즉시응답성 (Interactivity) 을 제공하는가하는점을보여주게된다. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RTT (milli seconds) [ 그림 1] Lineage Ⅱ 의 RTT 분포그림에서보는바와같이 msec 와 2msec 근처에강한피크포인트 (peak point) 가존재하며 9 퍼센트의 RTT가 2msec 이하에분포한다는점이다. 이들피크포인트는 Windows 운영체제의 TCP/ IP 스택에구현되어있는 TCP 지연 ACK 기법과연관되어있다. Lineage I 과 Lineage Ⅱ 는모두 Windows 운영체제상에서서비스되고있기때문에당연히지연 ACK 기법을사용하고있다 [8]. 그림에서약 11퍼센트의 RTT들이 1msec보다짧은값을보였고약 15퍼센트는 2±1msec안의범위에있었다. Windows 운영체제의기본지연 ACK 값은 2msec인점을주목해야한다. 즉, 정상적인경우에는서버가전송한뒤의 11퍼센트의패킷들은거의즉시 (1msec 안에 ) ACK이돌아온다는의미이다. 그러나클라이언트가 ACK을피기배킹 (piggybacking) 하기위한데이터가없을경우에는, 지연 ACK 타이머가종료될때까지 (2msec) 기다리게된다. 적어도현재까지는 MMORPG 의경우실시간성이강하게요구되는것이아니기때문에 2msec 의 RTT가별로문제가되지는않는다. 그러나향후, MMORPG에실시간성이더욱요구되면서
144 김재철 권태경 최양희 MMORTS 적인특성이반영될경우에는지연 ACK 을해제 (turn off) 시키고동작하는방안이요구될 것이다. TCP 의지연 ACK 기법을사용하고있기때문이다. 4. 세션별트래픽 (Per Session Traffic) 분석 앞에서밝힌바와같이여기서세션이라고하는것은개별사용자가게임에접속하여게임을지속하는동안의연결을지칭하는말이다. 이장에서의분석은각사용자가게임서버와주고받는데이터의특성을살펴보게된다. 클라이언트의 IP주소와포트번호를사용하여세션을식별하였다. 동일한 IP와포트번호를사용하고있더라도 3 분이상클라이언트데이터패킷이발생하지않는경우는세션이끊어진것으로판단하였다. 실제적으로본연구에서는패킷내부의데이터는전혀관찰하지않았고헤더만을수집하여분석하였기때문에게임접속및종료등과관련된응용계층의실제적인동작은확인할수없었다. 4.1 세션내에서의패킷도착간시간 (Packet Inter-arrival Time within Sessions) 앞의제 3장에서살펴본패킷도착간시간은서버에도착하는모든패킷을세션을구분하지않고측정한값이었다. 본절에서이야기하는세션내에서의패킷도착간시간이라는것은각각의개별적인세션들을식별하고그세션들만을분리하여그세션내에, 즉각사용자들이발생시켜서서버로도착하는패킷들의도착간시간을분석한것이다. 이것은개별사용자들의행동양식을이해하는데중요한데이터를제공하게된다. 다음의그래프에서세션내에서의패킷도착간시간도앞장에서의 RTT 분석과마찬가지로 2 msec 주변에높은밀도를보이면서분포하고있는것을보게된다. 이현상도역시 Windows 운영체제위에서구동되고있는클라이언트컴퓨터가 [ 그림 11] 세션내에서의패킷도착간시간패킷숫자의전체분포에서 Lineage I 이더크게나타나는것은 Lineage Ⅱ 의경우, 너무데이터가많아대표적인몇구간을샘플링하여분석하였기때문이다. Lineage I 의경우평균값은 263.58msec 이고, Lineage Ⅱ 의평균값은 182.24 msec 이다. 이것은 2D 기반인 Linege I 의경우각사용자가 1초에약 4개의패킷을전송하고있고, 3D 기반의 Lineage Ⅱ 의사용자는 1초당약 5.5개의패킷을생성시키고있음을의미한다. 4.2 세션도착간시간 (Session Inter-arrival TIme) Number of Sessions 3 25 2 15 1 5 2 4 6 8 1 12 14 16 18 2 22 24 26 28 Session Inter-arrival Time (seconds) [ 그림 12] 세션도착간시간 [ 그림 12] 는 Lineage Ⅱ 의세션도착간시간의
2D 와 3D 에기반한 MMORPG 트래픽간의특성비교 1 145 분포를보여주고있다. 평균값이 41.77msec로서, 초당약 2.5개의세션이새롭게열린다는의미이다. 이것은 1시간에약 9명의사용자가 ( 중복연결을포함하여 ) 새롭게게임서버에접속한다는의미이기도하다. 이특성은 2D와 3D 간의차이보다는게임의인기도에만의존하는성격을가진다. 4.3 세션지속시간 다음 [ 그림 13] 와 [ 그림 14] 은 Lineage I 과 Lineage Ⅱ 의세션지속시간의누적분포함수 (CDF) 를각각보여주고있다. Lineage I 의경우는 5퍼센트의세션이 11분안에, 그리고 9퍼센트의세션이 143분안에분포하였다. Lineage Ⅱ 의경우에는 5퍼센트의세션이 25분안에, 그리고 9퍼센트의세션이 339분안에분포하였다. 기본적으로 Lineage Ⅱ 의사용자가 Lineage I 의사용자보다 2배이상의기간동안세션을지속하며게임을하는것으로분석되었다. 가장오래게임을지속하는 1퍼센트의사용자를식별해보면, Lineage I 는 441분을지속하였고, Lineage Ⅱ 는 32분을지속하였다. 이것은 5시간이상, 즉 2일이상을게임을지속하는경우로, 사회적측면에서게임중독방지를위한기법을게임업체측에서제공할필요가있다는의견을제시해본다. [ 그림 14] Lineage Ⅱ 의세션지속시간 5. 토의 지금까지살펴본바와같이, 2D 기반의 MMO RPG 인 Lineage I 에비해서 3D 기반의 MMORPG 인 Lineage Ⅱ 의가장특징적인측면은패킷크 기, 전체패킷의수대비데이터패킷의수의비 율, 대역폭의사용추이등의측면에서상향스트 림과하향스트림트래픽간의현격한비대칭성이 라고할수있다. 페이로드패킷의평균크기 (Bytes) < 표 2> 비대칭성의증가 상향스트림하향스트림 Lineage I 9.3 36.74 Lineage Ⅱ 19.6 318.39 데이터패킷의비율 (%) 최대대역폭 (Mbps) Lineage I 25.8 95.3 Lineage Ⅱ 22.9 97.6 Lineage I.8 3.5 Lineage Ⅱ 9 14 [ 그림 13] Lineage I 의세션지속시간 < 표 2> 에는위에언급한비대칭성의증가가요약되어있다. MMORPG 게임서버에인터넷서비스를제공하는 ISP의경우, 이비대칭성의특성을활용하여효율적인자원증설을할수있다. 예를들어, 상향스트림과하향스트림간에비대칭형의
146 김재철 권태경 최양희 대역폭을할당하는것도하나의방법이될수있다. 동시접속사용자숫자와대역폭간에는선형의높은상관관계가존재함을확인하였고, 특히 3D 게임의경우는게임서버당접속자수가포화상태에가까워져갈수록패킷세그멘테이션에의한대역폭의이상증가현상이관찰되었다. 향후, MMORPG 게임의종류나이를이용할사용자의숫자가지속적으로증가할것으로예상되기때문에백본네트워크와액세스네트워크는본연구에서분석한특성들을고려하여설계될필요가있을것이다. RTT와세션내에서의패킷도착간시간은모두 TCP 지연 ACK 기법의영향을받고있다. 현재 MMORPG 의즉시응답성요구사항을고려할때, 2msec의지연은수용가능하다. 그러나다음세대의 MMORPG 들의경우더빠른응답시간을요구할수도있다. 이것은더짧은 RTT와세션내에서의패킷도착간시간을필요로하게된다. 따라서 TCP 의지연 ACK 기법에수정이필요할수도있다. 6. 결론 인터넷상에서의온라인게임은더욱인기를얻고있고이것은인터넷트래픽에서게임트래픽이차지하는비율이빠른속도로증가하게만들고있다. 특히, MMORPG는많은숫자의동시접속사용자와상향스트림과하향스트림간의비대칭성으로특징지워질수있음을발견하였다. 본연구에서는 2D 기반의 MMORPG 와 3D 기반의 MMORPG 각각에있어서전세계적으로가장성공적인서비스를제공하는동시에, 측정당시가장많은동시접속자숫자를기록하고있던 Lineage I 과 Lineage Ⅱ 를대상으로그트래픽을측정하고분석하였다. 본연구에서측정한트래픽분석은두가지측면에서수행하였다. 첫째는집합적트래픽 (aggregate traffic) 분석이었고두번째는세션별트래픽 (per session traffic) 분석이었다. 집합적트래픽분석을통해 2D에비해 3D 기반의 MMORPG 가상향트래픽과하향트래픽사이에비대칭성이현격하게증가하고있음을확인하였다. 이비대칭성의증가는 2가지측면에서고려되어야할필요가있다. 게임개발자들은하향스트림데이터패킷의부하를최적화하는기법으로게임서버를설계함으로써효율성을높일수있다. ISP들은하향스트림을위해더많은대역폭을공급하는방식으로네트워크자원을효율적으로활용할수가있다. 동시접속사용자의숫자와대역폭간에는강한선형관계가있음을보였다. 그러나접속자의숫자가폭주하는상황에서는 3D MMORPG 의경우, 하향패킷에세그멘테이션이집중적으로발생하게되어, TCP/IP 헤더오버헤드를유발함을발견하였다. 세션별트래픽과관련해서는, RTT와세션내에서의패킷도착간시간을분석하였는데, 둘모두 TCP 지연 ACK(2msec 지연 ) 의영향을강하게받고있음을확인하였다. 향후, 더빠른응답시간이요구되는 MMORPG 가개발될경우, 지연 ACK 의타이머값이조정되어야할것이다. 세션의지속시간은 2D에비해 3D MMORPG 에서크게늘어났을뿐아니라, 헤비테일의특성도더강하게보여준다. Lineage Ⅱ 의경우, 심지어 8 시간을쉬지않고게임한사용자도발견되었다. 이는사회적인문제를유발할수도있으므로게임개발자들은이같은중독을방지하기위한고려도할필요가있다. 참고문헌 [1] Jaecheol Kim, Eunsil Hong, and Yanghee Choi, Measurement and Analysis of a Massively Multiplayer Online Role Playing Game Traffic, Advanced Network Conference (Network Research Workshop), Busan, Korea, 23.
2D 와 3D 에기반한 MMORPG 트래픽간의특성비교 1 147 [2] Jacobson, V., C. Leres, and S. McCanne. The pcap(3) Manual Page, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, CA, 1997. [3] Johannes Farber, Network Game Traffic Modelling, NetGames, 22. [4] McCanne, S. and V. Jacobson, The BSD packet filter:a new architecture for userlevel packet capture, In Proceedings of the 1993 Winter USENIX Technical Conference, San Diego, CA, 1993, USENIX. [5] Tom Fout and Art Shelest, Common Performance Issues in Network Applications, http://msdn.microsoft.com/library/ default.asp?url=/library/en-us/dnwxp/ html/comperfnetapppt1.asp. [6] UnSub, An Examination of Player Exit Motivations in Massively Multiplayer Online Games (MMOGs), http://www.thebe holder.org/research/mmogexit.htm, 24. [7] White Paper, The Rise of Korean Games, Korea Game Development and Promotion Institute (KGDI), 24, http://www.gamei nfinity.or.kr/en/sub2_1_4.php. [8] Wu-chang Feng et al., Provisioning Online Games:A Traffic Analysis of a Busy Counter-Striker Server, IMW22. [9] Yu-Shen, Designing Fast-Action Games For The Internet, Gamasutra, 1997.
148 김재철 권태경 최양희 저자소개 김재철 (jchlkim@gmail.com) 서울대학교컴퓨터공학과를졸업하고동대학원에서석사과정을마쳤다. 이후공군사관학교전산과학과조교수로재직중이며, 서울대학교컴퓨터공학부에서박사과정을수료하였다. 주요연구분야는인터넷트래픽측정, 멀티캐스트, 미래인터넷, 무선 LAN 등이다. 권태경 (tkkwon@snu.ac.kr) 서울대학교컴퓨터공학과를졸업하고동대학원에서석박사과정을마쳤다. UCLA, 뉴욕시립대등에서박사후과정을지냈고, 24 년부터서울대학교컴퓨터공학부에서조교수로재직중이다. 주요연구분야는무선 / 이동통신기술, 무선기술융합, 유비쿼터스컴퓨팅등이다. 최양희 (yhchoi@snu.ac.kr) 서울대학교전자공학과를졸업하고 KAIST 전기공학과에서석사학위를취득하였으며, 프랑스 ENST 에서전산과학박사학위를취득하였다. ETRI 에서프로토콜공학센터장을역임하였으며 CNET, IBM T.J.Watson 연구소등에서연구하였다. 1991 년부터서울대학교컴퓨터공학부교수로재직중이다. 주요연구분야는유무선멀티미디어통신, 미래인터넷등이다.