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Game-Lag-Whitepaper › L3 Heimnetz

Ablauf des NAT-Mappings NAT mapping timeout

Ursachen-ID hn-nat · Hauptzuständig Client-Entwicklung (Entwicklungsteam) · Beteiligt Server-Entwicklung (Entwicklungsteam)

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Router löschen Idle-Verbindungen, über die eine Weile keine Pakete gelaufen sind, aus der NAT-Tabelle. Das ist eine häufige Ursache dafür, dass die Verbindung genau dann abbricht, wenn man sich nach einer Pause wieder bewegt.

Warum Router trägt die Verbindung „Gerät im Heimnetz ↔ Server draußen“ in die NAT-Tabelle (Adressumsetzungstabelle) ein → Folge Ohne Pakete für eine Weile wird der Eintrag gelöscht (bei UDP häufig nach 30–120 s) → Auf dem Bildschirm Serverpakete kommen nicht mehr ins Heimnetz, Verbindungsabbruch

Symptome
Verbindungsabbruch
Faktoren
Paketverlust
Wer ist betroffen
Nur ich, Gleicher Haushalt
Wann
Nach Inaktivität
Zuständigkeit
Hauptzuständig Client-Entwicklung (Entwicklungsteam) · Beteiligt Server-Entwicklung (Entwicklungsteam)
Aufgaben Entwicklungsteam
Client: Heartbeats in Abständen von höchstens der Hälfte des kürzesten Idle-Timeouts senden (UDP-Mappings werden zuverlässig nur durch ausgehende Pakete aus dem Heimnetz erneuert, daher sendet der Client), bei Abbruch automatischer Reconnect. Server: auf Heartbeats antworten und die Verbindung bei längerem Ausbleiben selbst aufräumen, den Spieler per Session-Token (beim Login erhaltene Kennung) wiedererkennen und weiterführen, auch wenn sich durch ein gelöschtes Mapping externe Adresse und Port geändert haben.
Im Graphen
Verbindungen brechen gleichzeitig ab · Abbrüche (Heartbeat-Timeout), Idle-Zeit vor dem Abbruch
Wo nachsehen
Trennungsgründe auf dem Server und die Zeit seit dem letzten Paket über diese Verbindung vor dem Abbruch (Idle-Zeit) sammeln und als Verteilung ansehen. Im Test den Abstand zwischen UDP-Paketen auf 30, 60 und 120 s erhöhen und messen, ab welchem Abstand keine Antworten mehr kommen
Spricht dafür
Nur Verbindungen ohne Aktivität brechen ab, die Idle-Zeiten häufen sich knapp oberhalb eines bestimmten Werts im Bereich 30–120 s. Mit kürzerem Heartbeat-Intervall verschwindet es
Spricht dagegen
Abbrüche auch während der Bewegung: Leitung oder Route. Häufung bei kurzen Werten nur bei einem bestimmten Mobilfunkanbieter: „Geteilte Provider-IP (CGNAT)“
Prüfmittel
Logs oder Metriken aus Spielserver bzw. Client nötig

Quellen

  1. RFC 4787: Network Address Translation (NAT) Behavioral Requirements for Unicast UDP IETF
    Der Timer eines UDP-Mappings darf nicht vor 2 Minuten ablaufen, empfohlen sind standardmäßig mindestens 5 Minuten, Erneuerung durch ausgehende Pakete ist Pflicht, durch eingehende optional
  2. An Experimental Study of Home Gateway Characteristics (IMC 2010) ACM
    Messung an 34 Heimroutern: UDP-Mappings bleiben 30–691 s bestehen, Median 90 s, bei mehr als der Hälfte unter 2 Minuten, bei TCP Median etwa 60 Minuten
  3. RFC 9308: Applicability of the QUIC Transport Protocol IETF
    Im Internet mit NAT auf dem Pfad sind Keepalives im Abstand von etwa 30 s angemessen, häufigere verschwenden Traffic und Energie

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