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4. 网络基础

EVOCOSMOS2026/4/14大约 11 分钟

网络基础

你有没有想过，为什么你在家里玩游戏，队友在上海、纽约、东京，你们却能在同一个游戏世界里一起打怪？这就需要网络通信。

网络让多台电脑（或手机）之间可以互相"说话"。在网络游戏中，每台设备都在不停地收发消息——"我移动到了这里"、"我开了一枪"、"这个怪物掉了血"。本章教你网络游戏的底层原理和 Godot 中的实现方式。

网络游戏的基本概念

客户端与服务器

打个比方：你去餐厅吃饭。

  • 服务器（Server）就像厨房——所有订单汇总到这里，厨师（游戏逻辑）统一处理，然后把做好的菜（游戏状态）端出来
  • 客户端（Client）就像顾客——你只能看菜单点菜、看菜端上来，不能直接进厨房炒菜

在网络游戏中：

  • 服务器负责运行游戏逻辑、计算碰撞、管理所有玩家
  • 客户端负责显示画面、播放声音、接收玩家输入

为什么需要服务器？

如果没有服务器，每个玩家自己算自己的，就会出现"你打中了但他说没打中"的矛盾。服务器就是公正的裁判——所有人的操作都交给服务器判断。

延迟（Ping）

延迟就是数据从你的电脑到服务器再回来所花的时间。单位是毫秒（ms）。

延迟范围体验
0-50ms几乎感觉不到，非常流畅
50-100ms略有延迟，但可以接受
100-200ms明显感觉到延迟，竞技游戏受影响
200ms+严重影响体验，操作跟不上画面

打个比方：延迟就像你和朋友用对讲机聊天。你说了一句话，对方过一会儿才能听到，再过一会儿你才能听到他的回答。延迟越高，这个"过一会儿"就越长，对话就越不自然。

帧率（FPS）与网络帧率（Tick Rate）

  • 帧率（FPS）：你的电脑每秒渲染多少张画面。60 FPS 就是每秒显示 60 张图片
  • 网络帧率（Tick Rate）：服务器每秒处理多少次游戏逻辑。128 Tick 就是服务器每秒更新 128 次游戏状态

常见误区

帧率高不代表网络流畅。你的电脑跑 144 FPS，但如果服务器只有 20 Tick，你看到的画面虽然丝滑，但游戏状态的更新频率很低——你看到的敌人位置可能是 50 毫秒前的。

Godot 的网络架构

Godot 4 提供了两种主要的网络方案：

方案适用场景特点
ENet实时多人游戏基于 UDP，低延迟，支持房间和频道
WebSocket网页游戏、聊天应用基于 TCP，可靠传输，兼容浏览器

简单来说：

  • ENet 适合需要快速响应的实时游戏（比如射击、动作、格斗）
  • WebSocket 适合对延迟不敏感但需要可靠传输的应用（比如卡牌游戏、聊天室）

ENet 基础

ENet 是 Godot 内置的网络库。使用之前，需要在项目设置中启用：

  1. 打开 Project -> Project Settings -> Networking
  2. 确保 Server 和 Client 的默认端口已设置（默认 7777）

状态同步 vs 帧同步

这是网络游戏中最核心的两个概念，理解它们对于设计网络游戏至关重要。

状态同步（State Synchronization）

打个比方：状态同步就像给朋友直播做饭。

你的朋友（客户端）在家里看着你的直播画面（服务器发来的游戏状态）。你的朋友不需要自己做饭，只需要看着你做就行了。如果直播卡了一下（网络延迟），你的朋友就看到画面跳了一帧，但他不需要重新做饭——继续看直播就好。

具体来说：

  • 服务器运行完整的游戏逻辑
  • 每隔一段时间，服务器把所有游戏对象的位置、状态等信息打包发给客户端
  • 客户端收到后，把这些信息"搬运"到自己的画面上显示

优点：

  • 客户端逻辑简单，只负责显示
  • 不容易作弊（游戏逻辑在服务器上运行）
  • 不同设备之间的计算差异不影响结果

缺点：

  • 服务器压力大（所有计算都在服务器上）
  • 网络延迟高时体验差（画面会"跳跃"）

帧同步（Lockstep）

打个比方：帧同步就像多人一起跳广场舞。

所有人（所有客户端）听着同一首音乐（同一个游戏输入序列），按照同样的步骤跳舞（运行同样的游戏逻辑）。只要每个人都在同一节拍上做动作，跳出来的效果就完全一样。

具体来说：

  • 每个客户端都运行完整的游戏逻辑
  • 服务器只负责收集和转发玩家的操作指令（"按了左键"、"按了跳跃"）
  • 所有客户端收到相同的操作序列，执行相同的结果

优点：

  • 服务器压力小（只转发操作指令，数据量小）
  • 适合大量玩家同时在线

缺点：

  • 所有客户端必须严格同步，一个人卡了所有人都得等
  • 容易作弊（游戏逻辑在客户端上运行）
  • 浮点数计算在不同设备上可能有微小差异，导致"蝴蝶效应"——一局游戏下来差异越来越大

怎么选？

  • 大多数游戏用状态同步：射击、MOBA、MMO 等
  • 帧同步适合特定场景：RTS（即时战略）、回合制游戏、格斗游戏
  • 作为新手，优先学习状态同步，它更通用、更容易调试

简单的多人聊天室示例

下面用 ENet 实现一个最基础的多人聊天室。这个例子虽然简单，但包含了网络游戏的核心要素：建立连接、收发消息、管理多个客户端。

服务器端代码

C
using Godot;
using System;
using System.Collections.Generic;

public partial class ChatServer : Node
{
    private ENetMultiplayerPeer _peer;
    private List<int> _connectedPlayers = new();

    [Export] public int Port { get; set; } = 7777;
    [Export] public int MaxClients { get; set; } = 32;

    public override void _Ready()
    {
        // 创建服务器
        _peer = new ENetMultiplayerPeer();
        Error result = _peer.CreateServer(Port, MaxClients);

        if (result != Error.Ok)
        {
            GD.PrintErr($"服务器启动失败：{result}");
            return;
        }

        // 将网络连接注册到 MultiplayerAPI
        Multiplayer.MultiplayerPeer = _peer;

        // 连接信号
        Multiplayer.PeerConnected += OnPeerConnected;
        Multiplayer.PeerDisconnected += OnPeerDisconnected;

        GD.Print($"服务器已启动，端口：{Port}，最大客户端数：{MaxClients}");
    }

    // 有新玩家连接
    private void OnPeerConnected(long peerId)
    {
        GD.Print($"玩家 {peerId} 已连接");
        _connectedPlayers.Add((int)peerId);

        // 通知所有人有新玩家加入
        Rpc("OnPlayerJoined", peerId, _connectedPlayers.Count);
    }

    // 有玩家断开连接
    private void OnPeerDisconnected(long peerId)
    {
        GD.Print($"玩家 {peerId} 已断开");
        _connectedPlayers.Remove((int)peerId);

        // 通知所有人有玩家离开
        Rpc("OnPlayerLeft", peerId);
    }

    // 客户端发来聊天消息，广播给所有人
    [Rpc(MultiplayerApi.RpcMode.AnyPeer, CallLocal = false)]
    private void ReceiveChatMessage(string playerName, string message, long senderId)
    {
        GD.Print($"[{playerName}] {message}");
        // 转发给所有客户端
        Rpc("DisplayChatMessage", playerName, message);
    }

    // 以下 RPC 方法在客户端执行
    [Rpc(MultiplayerApi.RpcMode.Authority, CallLocal = false)]
    private void OnPlayerJoined(long peerId, int totalPlayers)
    {
        GD.Print($"欢迎玩家 {peerId}！当前在线人数：{totalPlayers}");
    }

    [Rpc(MultiplayerApi.RpcMode.Authority, CallLocal = false)]
    private void DisplayChatMessage(string playerName, string message)
    {
        GD.Print($"[聊天] {playerName}: {message}");
    }

    [Rpc(MultiplayerApi.RpcMode.Authority, CallLocal = false)]
    private void OnPlayerLeft(long peerId)
    {
        GD.Print($"玩家 {peerId} 已离开");
    }
}

客户端代码

C
using Godot;

public partial class ChatClient : Node
{
    private ENetMultiplayerPeer _peer;

    [Export] public string ServerAddress { get; set; } = "127.0.0.1";
    [Export] public int ServerPort { get; set; } = 7777;
    [Export] public string PlayerName { get; set; } = "Player";

    // UI 引用
    private LineEdit _inputField;
    private RichTextLabel _chatDisplay;

    public override void _Ready()
    {
        _inputField = GetNode<LineEdit>("VBox/LineEdit");
        _chatDisplay = GetNode<RichTextLabel>("VBox/ChatDisplay");

        _inputField.TextSubmitted += OnMessageSubmitted;

        ConnectToServer();
    }

    public void ConnectToServer()
    {
        _peer = new ENetMultiplayerPeer();
        Error result = _peer.CreateClient(ServerAddress, ServerPort);

        if (result != Error.Ok)
        {
            GD.PrintErr($"连接服务器失败：{result}");
            return;
        }

        Multiplayer.MultiplayerPeer = _peer;
        Multiplayer.ConnectedToServer += OnConnectedToServer;
        Multiplayer.ConnectionFailed += OnConnectionFailed;
        Multiplayer.ServerDisconnected += OnServerDisconnected;

        GD.Print($"正在连接服务器 {ServerAddress}:{ServerPort}...");
    }

    private void OnConnectedToServer()
    {
        GD.Print("已连接到服务器！");
        AppendChatMessage("系统", "已连接到服务器", Colors.Green);
    }

    private void OnConnectionFailed()
    {
        GD.PrintErr("连接服务器失败");
        AppendChatMessage("系统", "连接失败，请检查网络", Colors.Red);
    }

    private void OnServerDisconnected()
    {
        GD.Print("与服务器断开连接");
        AppendChatMessage("系统", "与服务器断开连接", Colors.Red);
    }

    private void OnMessageSubmitted(string message)
    {
        if (string.IsNullOrWhiteSpace(message)) return;

        // 发送消息到服务器（RPC）
        RpcId(1, "ReceiveChatMessage", PlayerName, message, Multiplayer.GetUniqueId());

        _inputField.Text = "";
    }

    // 服务器转发来的聊天消息
    [Rpc(MultiplayerApi.RpcMode.Authority)]
    private void DisplayChatMessage(string playerName, string message)
    {
        AppendChatMessage(playerName, message, Colors.White);
    }

    private void AppendChatMessage(string sender, string message, Color color)
    {
        _chatDisplay.PushColor(color);
        _chatDisplay.AppendText($"[{sender}] {message}\n");
    }
}

RPC 详解——远程过程调用

RPC（Remote Procedure Call，远程过程调用）是 Godot 网络系统的核心机制。简单来说：

  • 标记了 [Rpc] 的方法，可以被远程设备调用
  • 你在客户端 A 调用了一个 RPC 方法，服务器和其他客户端都会执行这个方法

RPC 属性说明

属性含义
@rpc(any_peer)任何客户端都可以调用这个方法
@rpc(authority)只有服务器可以调用这个方法
@rpc(call_local)调用者在本地也执行
@rpc(reliable)消息一定会到达，但可能延迟（TCP 模式）
@rpc(unreliable)消息可能丢失，但速度快（UDP 模式）

什么时候用 reliable，什么时候用 unreliable？

  • reliable（可靠）：聊天消息、重要的状态变化、游戏结束通知
  • unreliable（不可靠）：位置更新、动画状态、临时特效——丢了就丢了，下一帧会发新的

网络安全基础

网络游戏的作弊问题比单机游戏严重得多，因为作弊者会影响其他玩家的体验。

永远不要信任客户端

这是网络游戏安全的第一原则。

应该在服务器做的不应该在客户端做的
判断玩家是否打中了敌人客户端自己判断命中
计算伤害数值客户端自己算伤害
验证物品拾取客户端说"我捡了龙刀"
验证玩家移动（防穿墙）客户端自己决定位置

打个比方：客户端就像一个考生，服务器就像监考老师。你不能让考生自己判卷子——他肯定会给自己打满分。

常见作弊手段及防范

作弊手段描述防范方法
内存修改用工具修改金币、血量等数值服务器验证，关键数据存在服务器
封包修改拦截和修改网络数据包加密通信，服务器二次验证
加速器让客户端运行速度比正常快服务器按固定步长更新
透视外挂看到不该看到的信息服务器只发送必要信息
自动瞄准自动锁定敌人服务器检测异常精准度

重要提醒

对于大多数初学者来说，先做出功能完整的游戏，再考虑安全问题。过早优化安全会导致开发效率大幅下降。但如果你做的是竞技类游戏（比如 FPS、MOBA），安全就要从第一天开始考虑。

本章小结

概念一句话解释
客户端/服务器客户端显示画面，服务器计算逻辑
延迟（Ping）数据一来一回的时间
状态同步服务器算好状态，告诉客户端"显示这个"
帧同步服务器转发操作，客户端自己算结果
ENetGodot 内置的网络库，适合实时游戏
RPC远程过程调用，让代码在多台设备上执行
网络安全永远不要信任客户端

下一步建议

  1. 先用上面的聊天室代码跑通一个最简单的多人程序
  2. 尝试在聊天室基础上添加"玩家位置同步"功能
  3. 然后逐步增加功能：移动、碰撞、血量、攻击
  4. 等基础功能完善后，再考虑安全优化
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贡献者: zefeng.peng
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