Dies kann nicht in einem einzelnen Beitrag von einer einzelnen Person beantwortet werden. Ich hoffe jedoch, dass diese Antwort genügend Informationen und Links enthält, um hilfreich zu sein.
Es ist wichtig zu verstehen, wie Signale über das Internet übertragen werden. Es ist jedoch zu beachten, dass aufgrund von Rauschen und der immensen Anzahl von Benutzern dasselbe Signal codiert, decodiert, erneut übertragen usw. werden muss, sodass die für die Verarbeitung erforderliche Zeit um viele Größenordnungen länger ist als die des tatsächlichen elektrischen Signals. Denken Sie auch daran, dass für einen Computer eine Millisekunde sehr viel Zeit erforderlich ist. Eine GeForce Quadro K6000- Grafikkarte kann in dieser Zeit 5.000.000.000+ Gleitkommaoperationen ausführen (5196 GFlops mal 1ms).
Leitfähige Kabel:
Die Elektronen selbst bewegen sich nicht so schnell, weil sie in den leitenden Kabeln herumspringen. Elektrizität wandert jedoch nicht auf der Basis von Elektronen, die aufeinander prallen, sondern sie stoßen sich durch elektromagnetische Wechselwirkung ab:
Angenommen, Sie haben 3 Elektronen in einer Linie (nehmen Sie einen eindimensionalen Raum an). Bewegen Sie den ersten ein wenig. Der Abstand von der ersten zur zweiten wird etwas kleiner. Die elektrostatische Kraft auf sie wird etwas größer. Nach dem Coulombschen Gesetz ist es:
wobei:‖F‖die Größe der Kraft ist,kedie Coulombsche Konstante ist,q1undq2die Ladung jedes der beiden Teilchen sind und schließlichr2der Abstand zwischen ihnen ist.
∥F∥=keq1q2r2
∥F∥keq1q2r2
Wenn sich das erste Teilchen zum zweiten bewegt, nimmt die elektrostatische Kraft fast augenblicklich zu. Dies bewirkt, dass sich das zweite Teilchen ein wenig in Richtung des dritten usw. bewegt.
"Fast augenblicklich" bedeutet eigentlich "mit Lichtgeschwindigkeit " ( ).c = 299 , 792 , 458 m / s
Es gibt eine extreme Anzahl von Elektronen in einem leitenden Draht und die Physik ist etwas komplizierter, aber der Kern davon ist, dass ein Signal "fast augenblicklich" über einen Leiter gelangt, aber langsamer als .c
Optische Faser:
Glasfaserkabel übertragen Signale durch Photonen anstelle von Elektronen. Selbst in diesem Fall bewegen sich die Photonen jedoch nicht in einer geraden Linie. Die Zeit, die das Photon benötigt, um die Linie zu durchqueren, ist jedoch immer noch sehr kurz im Vergleich zu der Verarbeitungszeit, um die Signale sowie die Paketneuübertragungen zu codieren und zu decodieren.
Kabellos:
Schließlich werden Kommunikationssatelliten sowie zahlreiche Arten von drahtlosen Verbindungen verwendet, um Signale drahtlos unter Verwendung einer großen Anzahl von Übertragungsprotokollen, -modulationen und -frequenzen zu übertragen. In diesem Fall werden Signale mit elektromagnetischer Strahlung übertragen . Dies ist ein sehr komplexes Thema und ich kann unmöglich alles behandeln.
Intelligente Möglichkeiten zum Codieren von Informationen in elektrische Signale:
Es reicht nicht aus, dass ein Spannungsimpuls das andere Ende eines Drahtes erreicht. Diese Spannung dient dazu, einige Informationen zu übermitteln. Der Vorgang des Codierens von Informationen durch Modifizieren eines Trägersignals auf der Grundlage der zu übertragenden Informationen (übertragen, daher der Namensträger) wird als Modulation bezeichnet .
Intelligente Möglichkeiten, um dieselben Kanäle zu teilen:
Alle diese Kommunikationskanäle müssen verbunden sein und Informationen müssen zuverlässig über dieses riesige Netzwerk übertragen werden. Damit zwei Knoten miteinander kommunizieren, würden sie zunächst eine Reihe von Kabeln reservieren, die einen Pfad von Knoten A zu Knoten B bilden. Kein anderer Knoten könnte diesen Pfad verwenden. Dies wird Schaltkreisumschaltung genannt . Der Durchbruch, der ein so großes Netzwerk wie das Internet ermöglichte, war die Möglichkeit für zahlreiche Knoten, einen bestimmten Kommunikationskanal gemeinsam zu nutzen. Diese Freigabe wurde durch Paketvermittlung aktiviert. Anstatt eine Leitung nur für zwei Knoten zu reservieren, prüft jeder Knoten nur, ob der Bus frei ist, sendet dann ein Paket mit Daten und Zielinformationen (und etwas anderem) und gibt dann den Kanal frei. Pakete müssen ihr Ziel finden, und dies wird als Paket- Routing bezeichnet , ein weiteres großes Thema. Das Routing und die Notwendigkeit der Modulation ist der Hauptgrund, warum ein Paket "so lange" braucht, um sein Ziel zu erreichen, verglichen mit der Geschwindigkeit, mit der sich elektromagnetische Wellen ausbreiten. Das Routing ist auch erforderlich, damit alle Benutzer im selben Netzwerk koexistieren.
Das Internet:
All diese Dinge werden zusammen mit zahlreichen anderen Technologien verwendet, um das Internet zu bilden .
Lag Compensation:
In vielen Anwendungen, einschließlich Videospielen von Mitbewerbern, ist eine Verzögerung von einigen Millisekunden nicht akzeptabel, insbesondere wenn ein Server einen "Treffer" registrieren muss. Hier setzt die Lag-Kompensation an . Eine der verwendeten Methoden besteht darin, dass der Server einen kurzen Verlauf der einzelnen Entitätspositionen und Animationszustände erstellt. Führen Sie dann eine Reihe von Tests und Physiksimulationen durch, um zu ermitteln, ob ein "Treffer" eintreten würde, wenn ein Spieler seine Waffen "abfeuert", basierend auf Verzögerung, Geschwindigkeit und Animationsstatus jeder Entität plus der Weltgeometrie.