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3D MMORPG 온라인게임에서의네트워크분석 * 임수정 o * 홍동철 * 김수성 * 김성주 * 유행석 ** 한준탁 * 장태무 * 동국대학교컴퓨터공학과 ** 동해대학교컴퓨터공학과 * {cryss o,sky0201,kercury,heehang,jtm}@dongguk.edu ** okebary513@donghae.ac.kr *Su Jeong Im o, *Dong Chul Hong, *Su Sung Kim, *Sung Ju Kim *Hang Suk Yoo, **Jun Tak Han, *Tae Mu Chang * Dept. of Computer Engineering, Dongguk University ** Dept. of Computer Engineering, Donghae University 요약 한국의온라인게임은게임방문화와함께급속도로성장하였다. 수년사이에다양한장르의온라인게임들이탄생하였고거의모든네티즌들이한가지이상의온라인게임을즐기고있다. 또한네트워크트래픽 (traffic) 에서온라인게임이차지하는비중이빠르게증가하였다. 따라서온라인게임의네트워크트래픽의연구는효과적인네트워크시뮬레이션과더나은네트워크구조설계를위해서는반드시필요하다. 하지만체계적으로그리고학문적으로온라인게임의네트워크트래픽을분석한연구는거의전무하다시피하다. 본논문에서는온라인게임중에서우리나라에서특히인기가많은 MMORPG(Massively Multiplayer Online RPG) 장르, 그중에서도최근제작이증가추세에있는 3D MMORPG 온라인게임에대한네트워크분석을체계적으로해보고자한다. 1. 서론최첨단 IT 기술과창의적인아이디어가결합된신지식산업인디지털콘텐츠는국가적인전략산업으로인식되고있다. 이중게임산업은만화, 애니메이션, 방송, 음악등타산업과의접목이활발하여시너지효과를창출할수있다는면에서더욱각광받고있으며이로인해게임시장은급속도로성장하고있다. 한국게임산업개발원의통계를보면전세계게임시장은 2002 년도기준으로 2,340 억달러에달하고최종소비자매출규모로보면, 2005년까지평균 30% 이상의고성장을지속할것으로전망되며 2005 년에는 5,339 억달러규모가될전망이다.[1] 현재게임의동향은아케이드게임과 PC 게임등의성장세가둔화되는반면온라인게임과모바일게임은높은성장세를보이고있다. 다소간의차이는있겠으나온라인게임과모바일게임의성장이라는대세는한국게임시장에도그대로적용될것이다. 한국게임산업의성장은초고속인터넷의발전과게임방문화의발달에의지해왔고이는한국게임산업의주요장르가온라인게임임을말해준다.[2] 그러나현재는 PC 성능에크게의존하지않았던과거네트워크기반온라인게임과는달리 3차원그래픽을이용한화려한온라인게임이인 기를모으고있는추세로원활한게임을위해높은사양의 PC와더욱빠른인터넷속도를요구하고있다. 온라인게임산업은빠른속도로성장을계속하고늘어나는사용자로인해전체네트워크에서온라인게임이차지하는트래픽이점차늘어날것으로보인다. 따라서온라인게임의네트워크트래픽에대한연구가필요하며전략시뮬레이션게임인스타크래프트의경우특정인원의클라이언트에대한트래픽분석결과는이미나와있는상태이고 [3] 1인칭슈팅게임인카운터스트라이크의경우도입증된상태이다.[4] 그러나발표된논문의대다수가 MMORPG 게임에대한연구는미비한상태인데이는트래픽을측정하기위해서는해당게임의실질적인서버를측정하거나또는직접진행하는게임에대한공개서버를일정기간동안운영하여트래픽을수집해야하는어려움이있기때문이다. 그러나앞으로대다수게임산업시장을차지할 3D MMORPG 게임에대한트래픽분석은반드시필요한과제이다. 그래서본논문에서는서버측면에서트래픽측정을할수없을지라도클라이언트측면에서측정하여계산적인정확한수치를얻고자한다. 객관적측정을위해인천지역에 ㅁ 게임방에서실험을실시하였음을밝혀둔다. 2. 관련연구

관련연구에서는게임데이터를전송하기위한프로토콜에대한설명과이미발표된게임트래픽연구에대한소개를한다. 2.1 대표적인전송프로토콜 2.1.1 TCP (Transmission Control Protocol) TCP는연결지향프로토콜이라고알려져있는데, 이것은메시지들이각단의응용프로그램들에의해교환되는시간동안연결이확립되고유지되는것을의미한다. TCP는데이터전송중에서손실이발생할경우신뢰성을보장하기위해해당데이터를성공할때까지재전송하고네트워크에서의혼잡제어를위해 Slow Start, Fast Recovery, Fast Retransmission 등의알고리즘을제공하고있다. 그러나 TCP의신뢰성을더해주는이러한기능들이게임데이터전송에서는오히려단점으로작용할수있다. 예를들어무시할수있는사소한데이터를위해계속적으로재전송이실행된다면게임진행에중요한다른데이터의전송을지연시킬수있고혼잡제어알고리즘의경우네트워크상에혼잡이발생했을때전송되는데이터의양을급격하게감소시킴으로써게임데이터전송의효율을떨어뜨릴수있다. 2.1.2 UDP (User Datagram Protocol) UDP는 'connection-less' 프로토콜로 UDP에서는세션을설정하지않고데이터를상대의주소로바로송출한다. UDP의특징은프로토콜처리가고속이라는점인데 TCP와는달리신뢰성을보장하는오류정정이나재송신기능이없어신뢰성보다도고속성이요구되는멀티미디어응용등에서사용되고있다. UDP가게임데이터전송프로토콜로패킷손실로인해잠시동안비동기적인상황이발생해도곧다음상태정보패킷으로동기화를유지하는것이가능하기때문이다. 하지만 UDP는혼잡제어를제공하지않기때문에게임트래픽이증가할경우 TCP를사용하는다른응용의전송에악영향을미칠수있다 [5]. 2.2 여타게임의트래픽연구결과 2.2.1 실시간전략시뮬레이션게임의트래픽측정국내에서실행된실험은실시간전략시뮬레이션게임의트래픽측정을위해당시가장인기있던스타크래프트를선택하여패킷의크기와패킷간의도착 시간간격을측정하였다. 실험결과패킷의크기는대부분이 20~40 바이트가량으로작은크기였으며평균 50msec의짧은시간의간격을두고빈번하게발생하였다.[3] 마찬가지로국외의실험도스타크래프트를이용하여대역폭과패킷을분석하였다. 2,4,6,8명이접속하는다양한환경에서실험을실행하였고 2 player의경우대역폭이 650~1500 byte/second 정도가나왔으며접속자가증가할수록대역폭도증가하였다. 패킷의경우 120byte 정도의작은패킷이빈번하게발생하였다.[4] 실험결과가다소차이를보이는점은사양과네트워크환경그리고게임의진행내용때문이다. 2.2.2 1인칭슈팅게임의트래픽측정 [4] 국외에서실행된이실험의경우하프라이프의확장버전인카운터스트라이크를이용하여클라이언트와서버에서각각대역폭과패킷을분석하였다. 이실험을통해측정된클라이언트의평균대역폭은 2800byte/second였고 3명의접속자를가질경우의서버측대역폭은 6470 byte/second였다. 패킷의경우 160byte의작은패킷이자주발생하였으나전체패킷의 10% 가 500byte가넘어스타크래프트와는다른양상을보여주었다. 3. 본론본논문의본론에서는실험을위해선택한게임들의간략한설명과측정부분의선택이유그리고실험환경등을설명한다. 3.1 게임의선택 3D MMORPG 온라인게임의선택에있어가장중요한부분은접속게이머의수이다. 또한가장최신작품을위주로선별하였다. 3.1.1 리니지2 1998년 9월부터서비스를시작한리니지I 의후속작이다. 현재동시접속자수 10만명을자랑하는우리나라대표 3D MMORPG 온라인게임이다. 특히 3D 게임엔진인언리얼엔진을사용하여 2년여에걸쳐개발된수려한그래픽은게이머들의마음을사로잡고있으며또한컴퓨터역시상당히고사양을요구한다. 3.1.2 뮤우리나라 3D MMORPG 온라인게임의선발주자로써

자회사에서 3D LEADER MU 라고할정도로자부심이대단하다. 현재동시접속자수국내 7만명, 중국의경우 30만명을자랑할정도로명실상부한 3D MMOPRG의대표주자라고할수있다. 3.1.3 A3 우리나라에서현재대표적성인용 3D MMORPG 게임이다. 굳이청소년용으로발표를하지않아도동시접속자수 4만명에이를정도로가장최근에발표된 3D MMORPG 온라인게임중에서가장두각을나타내고있다. 3.2 실험환경 3.2.1 실험환경실험환경은다음과같다. 고사양을요구하는리니지 2의경우 CPU : Pentium4 2.4GHz RAM : 512Mb DDR2700 VGA : Geforce2 MMX 64M Network : RTL 8139C 나머지게임들 CPU : Pentium4 1.7GHz RAM : 512Mb SDRAM133 VGA : Geforce2 MMX 64M Network : RTL 8139C 네트워크구성의경우 100M 스위치허브를이용하였다. 3.2.2 실험네트워크트래픽을측정하기위해서 TamoSoft사의 CommView 4.0 버전을이용하였다. 측정방법은기존의연구와같이 Bandwidth와 Packet량을측정하여트래픽을분석하였다. 또한세개의게임을하루씩번갈아진행하였고, 1시간마다 30분씩 12 시간동안실험을수행하였다. 그리고접속하는 PC의수를순차적으로늘려가면서측정하였으며각게임간의공통적인부분과차이점을분석하였다. 4. 실험결과분석 게임내의접속자의수에따라대역폭은큰차이를보여정확한대역폭을분석하는것이쉽지않았다. 하지만대역폭의그래프를전체를놓고분석한결과크게 3가지행동패턴-로그인, 맵의이동, 게임플레이-에의해대역폭이크게변화함을알수있었다. 그림 1, 그림 2, 그림 3은각게임의대역폭을대표하는패턴을나타낸그래프이다. 그림 1에서급격히대역폭이증가하는곳은맨처음은로그인그다음은맵을사냥터에서마을로이동했을경우나타난결과이다. 대체적으로리니지의경우는접속자수에비례하여대역폭이전체적으로증가할뿐거의같은패턴을보인다. 낮고균일한대역폭은사냥등게임을진행하고있을때나타난다. 그림 2,3에서는급격히대역폭이증가하는곳은드물지만맵을순간적으로이동하거나로그인을할때대역폭이아주낮아져간격이벌어지는모양새를보인다. 그림 1, 그림 2, 그림 3 은시간대와, 대역폭의측정값에관계없이대역폭의변화패턴를잘보여주는그래프로선택한것이다. MMORPG 온라인게임은특성상현재접속자수와시간대그리고게이머들의행동양식의다양함으로인해패킷사이즈와개수, 대역폭에있어많은격차를보였다. 4.1 게임내대역폭의변화

4.2 패킷분석그림 4, 그림 5, 그림 6은세게임의송수신패킷크기의분포를나타낸그림으로시간대별접속자수에관계없이거의일정한분포를나타내고있다. 또한각게임의특성에따라패킷크기의분포가각기다른것을알수있다. 대부분패킷은 127 바이트미만의패킷들로이루어져있으며큰패킷은로그인시에나타난다. 세게임의데이터송수신에사용되는프로토콜은 TCP이다. 기존의스타크래프트나 FPS 게임과달리 UDP를사용하지않고 TCP를사용하고있었다. 5. 결론및향후연구과제 3D MMORPG 온라인게임들이데이터전송을위해사용하는프로토콜은 TCP이며네트워크트래픽을분석한결과 127 바이트미만의패킷이주를이루고있음을알수있었다. 이는기존의스타크래프트나 FPS 게임에서 UDP를이용해 20 바이트정도의작은패킷들을전송하는것과차이가있다. 현재온라인게임트래픽에대한지원을위한연구들, 다시말해빈번하게발생하는작은크기의패킷을전송하기위한기존의논문에서제안했던라우터의설계및프로토콜설계등과같은시도는좀더많은게임에대한분석이반드시선행되고난후에이루어져야한다. 본논문은 MMORPG 게임에대한네트워크트래픽분석방법이없었다는것이가장큰어려움이었다. 향후 3D MMORPG 게임의지속적인발전을위해서는첫째, 산학협동에의해게임전반에관한선행연구가필요할것이며둘째체계적인온라인게임네트워크트래픽측정기준및분석기법에관한연구가진행되어야할것이다. 6. 참고문헌

[1] 게임시장동향 ', 전자부품연구원전자정보센터, 2003.06. [2] 기술수준을중심으로한게임산업의업계실태조사연구, 동국대학교산학기술협력센터, 2002.02. [3] 홍은실, 한미라, 최양희, " 온라인게임트래픽의특성 : 스타크래프트트래픽분석," NCS 2002 차세대통신소프트웨어학술대회, 강원도 ( 휘닉스파크 ), Dec 6, 2002. [4] Mark Claypool, David LaPoint, Josh Winslow, Network Analysis of Counter-strike and Starcraft," In Proceedings of the 22nd IEEE International Performance,Computing, and Communications Conference (IPCCC) Phoenix, Arizona, USA April 9-11, 2003. [5] 홍은실, 백상헌, 박일규, 김종성, 고동일, 최양희, " 게임전송프로토콜 (GTP): 효율적인게임이벤트데이터전송을위한새로운전송프로토콜," JCCI, 통신정보합동학술대회, April, 2002.