전체 네트워크 CS 구조

멀티플레이 게임(Photon 포함)에서 중요한 CS 네트워크 개념을 크게 나누면

인터넷의 기본 요소
- IP, 포트, 패킷, 라우팅
통신 방식
- TCP vs UDP, 소켓(Socket)
게임 서버 아키텍처
- 클라이언트–서버, 마스터 서버, 게임 서버, 라우팅
세션 / 룸 / 플레이어
- 방(Room), 세션(Session), 매치메이킹, MaxPlayers 개념
메시지와 동기화 방식
- RPC / 이벤트 / 상태 동기화(State Sync) / 명령(Command)
동기화 이슈와 해결 개념
- 지연(Latency), 보간(Interpolation), 예측(Prediction), 권한(Authority), 소유권(Ownership)
Photon이 제공하는 추상화 계층
- PhotonNetwork, PhotonView, Transform/AnimatorView, 콜백 구조

인터넷의 기본 요소 – IP, 포트, 패킷, 라우팅

1-1. IP (집 주소)

IP 주소 = 인터넷 상의 “집 주소”
어느 컴퓨터(서버, 클라이언트)로 데이터를 보내야 하는지 구분해주는 번호

1-2. 포트 (집 안의 방 번호)

하나의 컴퓨터에서 여러 프로그램이 네트워크를 쓸 수 있음
포트 번호 = “어떤 프로그램한테 줄지” 구분하는 방 번호 같은 것
- 예: 5055, 7777 이런 숫자들

1-3. 패킷 (택배 박스)

네트워크에서 실제로 왔다 갔다 하는 데이터 조각
안에:
- 출발지 IP/포트
- 목적지 IP/포트
- 실제 내용(위치 정보, 채팅, 명령 등)

1-4. 라우팅 (길 안내)

패킷을 “어느 길로 보내야 목적지에 도착할지” 결정하는 과정
인터넷 중간 중간의 라우터(길 안내자) 들이
- “이 패킷은 여기로 가면 되겠다” 하고 넘겨줌
게임 서버 세계에서는
- “어느 게임 서버로 이 유저를 붙일까?” 결정하는 것도 넓은 의미의 라우팅

2. 통신 방식 – TCP, UDP, 소켓

2-1. 소켓(Socket)

프로그램이 네트워크를 통해 이야기할 수 있게 OS가 제공하는 통로
C#에서 직접 네트워크를 하면:
- Socket, TcpClient, UdpClient 같은 걸 쓰게 됨
Photon에서는 → 소켓 다루는 부분을 PhotonNetwork 안에 숨겨둠

2-2. TCP

전화 통화처럼:
- 연결 확실히 맺고
- 순서 보장
- 중간에 빠지면 재전송
장점: 신뢰성 좋음
단점: 느리고 오버헤드 큼 → 실시간 게임에만 쓰기엔 무겁기도 함

2-3. UDP

택배 던져놓고 확인 안 하는 느낌:
- 연결 개념 약함
- 순서 보장 X
- 유실될 수도 있음 (재전송은 애플리케이션 레벨에서 직접 구현해야)
장점: 빠름, 실시간에 유리
단점: 신뢰성 낮음

게임은 보통

로그인, 로비, 매치메이킹 → TCP 성격

실시간 위치, 입력 → UDP 많이 사용

Photon은 이걸 알아서 적절하게 처리하는 네트워크 엔진이라고 보면 됨.

3. 게임 서버 아키텍처 – 클라/서버, 마스터 서버, 게임 서버

3-1. 클라이언트–서버 구조

클라이언트(Unity 게임) : 화면, 입력, 연출 담당
서버 : 방, 플레이어, 게임 규칙, 검증, 동기화 담당

3-2. Master Server

역할:
- 방 목록 관리
- 매치메이킹(어느 방에 넣을지 결정)
- 어떤 Game Server가 어떤 방을 관리하는지 관리
유저가 처음 접속할 때는 → 마스터 서버에 먼저 붙음
→ 그다음 어느 게임 서버로 가야 하는지 라우팅

3-3. Game Server

실제 방(Room)이 존재하고
플레이어들이 붙어서 게임하는 서버
위치/애니메이션/아이템 드랍 등 실제 게임 메시지가 오가는 곳

Photon에서도:

마스터 서버에 먼저 연결 (OnConnectedToMaster)

방에 Join하면 → 내부적으로 해당 방이 있는 Game Server로 라우팅됨

우리는 JoinRandomRoom(), CreateRoom() 같은 함수만 쓰면 됨

4. 세션 / 룸 / 플레이어 개념

4-1. 세션(Session)/룸(Room)

특정 게임 플레이를 위한 임시 공간
예: 롤 한 판, 배그 한 판 = 하나의 세션/방
Photon에서:
- Room = 하나의 세션
- RoomOptions.MaxPlayers = 이 방에 몇 명까지 받을지

4-2. 플레이어(Player)

각 클라이언트에 대응되는 서버 쪽 개체
Photon에서는:
- Photon.Realtime.Player
- PhotonNetwork.LocalPlayer → 나 자신
- PhotonNetwork.PlayerList → 현재 방에 있는 모두

4-3. 매치메이킹

“어떤 방에 이 유저를 붙일까?” 결정하는 과정
Photon에서:
- JoinRandomRoom() → 조건 맞는 방 찾기
- 실패 시 OnJoinRandomFailed() 에서 CreateRoom() 호출 → 새 방 생성

5. 메시지와 동기화 – RPC, 이벤트, 상태 동기화

5-1. 메시지의 두 가지 큰 축

State Sync (상태 동기화)
- “내 현재 상태는 이거야”를 계속 보내줌
- 예: 위치, 체력, 애니메이션 상태
Command / RPC (명령, 이벤트)
- “이 행동을 했으니 처리해줘”
- 예: 공격 버튼 눌렀다, 총을 발사했다, 문을 열었다

5-2. RPC (원격 프로시저 호출)

내 코드의 함수를 “원격에 있는 다른 클라이언트에서 실행시키는” 개념
Photon에서는:
- PUN RPC, RaiseEvent 등 사용

5-3. 이벤트 기반 콜백

네트워크에서 상태가 바뀌었을 때,
계속 검사(polling)하지 않고
“변화가 생기면 알려줘” 방식으로 받는 패턴
Photon:
- MonoBehaviourPunCallbacks 상속 후
  - OnConnectedToMaster()
  - OnJoinedRoom()
  - OnPlayerEnteredRoom()
    같은 콜백으로 이벤트 처리

6. 동기화 이슈 & 해결 개념

6-1. 지연(Latency) & 패킷 유실

네트워크는 항상 느리고, 가끔씩 끊기고, 패킷이 사라질 수 있음
그래서 화면이 “뚝뚝 끊기거나”, “위치 튀고”, “총 맞았는데 뒤늦게 죽거나” 발생

6-2. 보간(Interpolation)

일정 간격으로 받은 위치들을 중간값으로 부드럽게 이어서 보여주는 것
예: 0초에 (0,0), 0.1초에 (1,0) 받으면
중간 프레임에서 (0.1,0), (0.2,0)… 로 자연스럽게 움직임

6-3. 예측(Prediction)

“다음 프레임에서 어디 있을지 미리 예측해서 먼저 보여주고,
나중에 서버 값과 맞추는” 기법
FPS, 빠른 액션 게임에 많이 필요

6-4. 권한(Authority) & 소유권(Ownership)

어느 쪽 말을 진짜로 믿을 것인가?

서버 권한(Server Authority)
- 서버가 최종 진실
- 치트 방어에 유리, 안정적
클라이언트 권한(Client Authority)
- 각 클라이언트가 자기 캐릭터는 직접 제어
- 입력 반응이 빠름

Photon에서는:

기본적으로 클라이언트 권한 구조 많이 사용
PhotonView.IsMine :
- 이 오브젝트의 소유자(Owner)가 나냐? 를 알려주는 값
- IsMine == true 일 때만 입력 처리, 위치 전송

7. Photon이 제공하는 추상화 계층

이제 위 개념들이 Photon에서 어떤 식으로 추상화돼 있는지 한 번에 묶어보자.

7-1. PhotonNetwork – 네트워크 서브시스템 매니저

서버 연결: ConnectUsingSettings()
방: CreateRoom, JoinRandomRoom, CurrentRoom
플레이어: LocalPlayer, PlayerList
네트워크 객체 생성: Instantiate

→ 소켓/TCP/UDP/프로토콜 을 직접 만지지 않고
이 함수들만 호출하면 됨.

7-2. PhotonView – 네트워크 엔티티 ID

“이 GameObject는 네트워크에서 공유되는 대상이다” 표시
각 PhotonView는 고유 ID를 가짐
IsMine : 이 오브젝트를 제어하는 주체가 나인지 확인

7-3. Transform/Animator 동기화

PhotonTransformView → 위치/회전/스케일 동기화 (State Sync)
PhotonAnimatorView → 애니메이션 파라미터 동기화

7-4. 콜백 구조

MonoBehaviourPunCallbacks 상속 → 이벤트 기반 네트워크 처리

예:

public class NetworkManager : MonoBehaviourPunCallbacks
{
    void Start()
    {
        PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();
    }

    public override void OnConnectedToMaster()
    {
        PhotonNetwork.JoinRandomRoom();
    }

    public override void OnJoinRandomFailed(short code, string msg)
    {
        PhotonNetwork.CreateRoom(null, new RoomOptions { MaxPlayers = 2 });
    }

    public override void OnJoinedRoom()
    {
        PhotonNetwork.Instantiate("Player", Vector3.zero, Quaternion.identity);
    }
}

서버 연결
매치메이킹
세션 생성
라우팅 완료 후 플레이어 스폰
까지 전체 네트워크 플로우가 들어있음.

8. TCP vs UDP 심화 – 실제 게임에서 어떻게 쓰는지

8-1. 비유

TCP
- “카톡·문자처럼: 보낸 건 꼭 도착해야 하고, 순서도 지켜져야 하는 통신”
- 중간에 빠지면 다시 보내고, 1 → 2 → 3 순서 보장.
UDP
- “마이크로 ‘지금!’ 외치고 지나가는 방송 느낌”
- 못 들으면 끝, 다시 안 보내줌. 순서도 보장 X.

8-2. TCP – 신뢰성 중심

특징

연결 지향(Connection-oriented)
패킷 유실 시 자동 재전송
순서 보장
대신 오버헤드가 크고 상대적으로 느림

게임에서 쓰이는 곳

로그인 / 회원 정보 / 인벤토리 / 상점 / 결제
채팅
“절대 사라지면 안 되는 데이터”에 적합

정리

“한 번만 정확히 오면 되는 요청/응답” → TCP 스타일이 어울림

8-3. UDP – 속도 중심

특징

비연결(Connectionless)
유실/순서 보장 없음
오버헤드 작고 빠름
“조금 손해 봐도 되지만, 자주/빨리 보내야 하는 데이터”에 적합

게임에서 쓰이는 곳

실시간 위치, 회전, 속도
이동 입력
총구 방향, 카메라 방향

정리

“매 프레임 새 값이 오니까, 하나쯤 날아가도 상관 없는 정보” → UDP 스타일

8-4. 실제 멀티플레이 구조에서의 조합

현실 게임 서버는 보통 이렇게 섞어 쓴다

TCP 스타일(신뢰)
- 로그인, 로비, 매치메이킹, 방 생성/삭제
- 아이템 강화, 상점 구매, 랭킹 저장 등
UDP 스타일(속도)
- 캐릭터/차량의 위치·속도·회전 동기화
- 입력 정보(좌/우, 점프, 공격 버튼 등)

Photon / Mirror 같은 라이브러리들은 내부에서:

“이건 Reliable(재전송+순서)”
“이건 Unreliable(유실 허용)”

등을 플래그로 나눠서 처리해 주고, 우리는 “이 메시지가 사라지면 안 되는가?” 기준으로 선택만 하면 됨.

8-5. Photon 관점 요약

Photon을 쓸 때 느끼는 것:

PhotonNetwork.CreateRoom, JoinRandomRoom → TCP적인 성격(신뢰 필수)
Transform 동기화(PhotonTransformView) → UDP적인 성격(유실 허용)

정확한 프로토콜은 Photon 내부 구현이지만, 개념적으로는:

“중요한 건 Reliable로, 자주 바뀌는 상태는 Unreliable로”
라고 나눠 쓰는 네트워크 엔진이라고 이해하면 된다.

9. 클라이언트 권한 vs 서버 권한 – Photon 기준으로 보기

9-1. 클라이언트 권한(Client Authority)

“각 클라이언트가 자기 캐릭터에 대한 진실이다.”

특징

내 PC에서 입력 → 즉시 내 캐릭터 움직임
서버/다른 유저에게 “내 위치는 이거야”라고 알려줌
반응이 빠르고 구현이 쉽다
하지만 치트에 취약

Photon PUN의 전형적인 예

void Update()
{
    if (photonView.IsMine == false)
    {
        return; // 내가 소유한 오브젝트가 아니면 입력 처리 안 함
    }

    // 여기서 이동/점프/마우스 회전 등 처리
}

여기서 photonView.IsMine == true 인 클라이언트가
자기 캐릭터의 움직임을 결정하는 주체 → 클라 권한 구조

9-2. 서버 권한(Server Authority)

“게임에서 진짜 정답은 항상 서버가 들고 있다.”

특징

클라는 “이렇게 하고 싶다” 요청만 보냄
서버가:
- 가능한 행동인지 검증
- 판정(공격 / 피격 / 사거리 등)
- 결과를 모든 클라에게 반영
치트 방어에 강하지만 구현 복잡 + 지연 보정 필요

예

유저: “A를 때렸어요!” → 서버로 요청
서버: “정말 사거리 안에 있고 시야 안에 있고 쿨타임 OK?” → 검증
결과: “맞음, HP 몇 깎임” → 전파

9-3. Photon PUN에서 둘이 어떻게 섞여 있나?

Photon PUN은 현실적으로 혼합 구조에 가깝다:

서버 권한 쪽
- 방(Room) 생성/삭제
- 플레이어 입장/퇴장 순서
- 방 속성(RoomProperties)
- 이벤트 순서 옵션
클라이언트 권한 쪽
- 자기 캐릭터 이동, 회전, 애니메이션
- 스킬 발동, 이펙트 재생 등 대부분의 액션
  (보통 RPC/Event로 날리고, 다른 클라가 믿고 따라감)

그래서:

Photon PUN =
“세션/방/플레이어 리스트/기본 순서는 서버가 맡고,
실제 움직임·연출은 클라가 많이 맡는 구조”라고 보면 된다.

9-4. 왜 이걸 알아야 하냐?

이걸 알아야:

“이 로직은 서버가 검증해야 하나, 클라에 맡겨도 되나?”
“치트 위험이 크면 구조를 바꿔야 하는지?”

같은 판단을 할 수 있음.
PUN은 캐주얼/작은 규모의 게임엔 편하지만,
경쟁/랭크/치트 민감 게임은
→ 서버 권한 구조(Fusion, Dedicated 서버, Custom Server 등)로 갈 필요가 있음.

10. RPC / Event / State Sync – 설계 기준 잡기

10-1. 세 가지 통신 축 다시 정리

State Sync (상태 동기화)
- 계속 바뀌는 “현재 값” 공유
- 예: 위치, 회전, 속도, 애니메이션 파라미터 등
- Photon: PhotonTransformView, OnPhotonSerializeView
RPC / Event (명령/사건)
- 특정 시점에 “이 행동을 했다” 전달
- 예: 총 발사, 문 열기, 스킬 사용, 폭발
- Photon: PunRPC, PhotonView.RPC, PhotonNetwork.RaiseEvent
Room / Player Properties (전역 상태)
- 방 전체에 공유되어야 하는 게임 상태
- 예: 현재 라운드 수, 남은 시간, 팀별 점수, 룰 모드 등

10-2. State Sync를 쓰는 상황

조건

값이 계속 바뀐다.
과거 값보다 “지금 값”이 중요하다.
약간의 유실·딜레이는 허용된다.

예시

캐릭터/차량의 위치, 회전
카메라 방향
애니메이션에서 “달리는 중 vs 서 있는 중”

Photon 예

PhotonTransformView
PhotonAnimatorView
또는 직접 OnPhotonSerializeView 구현

10-3. RPC / Event를 쓰는 상황

조건

한 번 일어나는 “사건”이다.
타이밍이 의미가 있다.
경우에 따라 과거에 일어난 사실도 중요할 수 있다.

예시

총 발사 순간
폭발 이펙트
문 열림/닫힘
스킬 사용, 피격 판정

Photon PUN 예시

[PunRPC]
void Fire(int bulletId)
{
    // bulletId 기반으로 총알 생성 처리
}

void Update()
{
    if (Input.GetKeyDown(KeyCode.Space) && photonView.IsMine)
    {
        photonView.RPC("Fire", RpcTarget.All, nextBulletId);
    }
}

10-4. Room/Player Properties를 쓰는 상황

조건

“방 전체에서 공유해야 하는 상태”
클라가 접속을 나중에 해도, 현재 값만 알면 되는 정보

예시

현재 라운드 수
게임 진행 상태(대기, 시작, 종료 등)
팀 점수
맵/모드 이름

Photon 사용 느낌

PhotonNetwork.CurrentRoom.CustomProperties["Score"]
PhotonNetwork.LocalPlayer.CustomProperties["Team"]

10-5. 결정 규칙 한 줄 정리

계속 변하는 값, 최신 값만 중요 → State Sync

한 순간의 행동/사건, 타이밍 중요 → RPC/Event

방 전체가 공유해야 하는 고정/상대적으로 느린 상태 → Room/Player Properties

이 기준으로만 나눠도 설계가 훨씬 깔끔해진다.

11. 직접 구현 vs Photon – TcpClient 채팅 예시로 보는 추상화

11-1. 직접 C# TcpClient로 만들면 해야 하는 일들

직접 네트워크 채팅 서버를 만든다고 치면:

서버:
- TcpListener로 접속 받기
- 접속한 TcpClient들을 List로 관리
- 각 클라마다 스레드/비동기로 Read 루프 돌리기
- 수신한 메시지를 다른 모든 클라에게 브로드캐스트
- 끊어진 클라 제거, 예외 처리
클라이언트:
- TcpClient.Connect(ip, port)로 연결
- 입력을 읽어서 메시지 전송
- 다른 스레드에서 서버 메시지 계속 읽어서 출력

= 소켓, 스레드, 예외, 브로드캐스트, 접속 관리까지 전부 직접 구현해야 함.

11-2. Photon으로 같은 걸 한다면?

Photon PUN 기준 “채팅방”:

서버는 Photon Cloud가 이미 있음
클라는 Unity에서:

public class SimpleChat : MonoBehaviourPunCallbacks
{
    void Start()
    {
        PhotonNetwork.ConnectUsingSettings();
    }

    public override void OnConnectedToMaster()
    {
        PhotonNetwork.JoinOrCreateRoom("ChatRoom",
            new RoomOptions { MaxPlayers = 20 }, null);
    }

    public override void OnJoinedRoom()
    {
        Debug.Log("Chat room joined");
    }

    public void SendChat(string message)
    {
        PhotonNetwork.RaiseEvent(
            0, message,
            new RaiseEventOptions { Receivers = ReceiverGroup.All },
            SendOptions.SendReliable
        );
    }

    public override void OnEvent(EventData photonEvent)
    {
        if (photonEvent.Code == 0)
        {
            string message = (string)photonEvent.CustomData;
            Debug.Log("[Chat] " + message);
        }
    }
}

Photon이 대신 해주는 것:

서버 인프라 운영
접속/끊김 관리
방 생성/삭제/입장
클라 리스트 관리
메시지 브로드캐스트
재전송/순서 보장/신뢰성 처리
Region / 라우팅 / 확장성 등

우리는:

방 이름
이벤트 코드(0번을 채팅으로 사용)
보낼 내용(문자열)
정도만 신경 쓰면 됨.

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