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title: ラズパイ, VPN, Steamを用いた, 外出先でのストリーミングゲームプレイの提案
date: 2019-02-10
tags: ラズパイ, VPN, Steam, 遊び
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# 背景と問題
近年, Google Stadia^[stadia], 任天堂スイッチでのクラウドゲームサービス^[bio7]といった,
ゲーム処理をコンソール上ではなく, 外部サーバで行い,
コンソールは処理結果の受信と, 入力情報の送信を行う方法が注目を浴びています.
このようなストリーミング方法には, コンソール上に十分な空き容量がない場合や
低スペックである場合などでも, 大容量で高品質なゲームをプレイできる利点があります.
本稿では, ストリーミング方法を外部のサービスに頼ることなく,
個人で行える方法を提案します.
使用する機材は, ラズパイ, ハイスペックPC, ルータです.
ゲームプラットフォームは, Steam^[steam-top]を使用します.
[Steamは公式でリモートプレイに対応しました :: WARNING]
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2019年後半にかけて, Steamは公式でリモートプレイに対応しています.
[Steam リモートプレイ](https://store.steampowered.com/streaming/?l=japanese)
* この記事で書かれている"VPNの構築"はする必要はありません.
* "WOLのセットアップ"は参考になると思います.
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# 原理
# ストリーミング
ストリーミングは, Steamのホームストリーミング^[steam-home-streaming]を利用します.
Steamホームストリーミングは, ゲームがあるPCと同じLAN内にある端末でゲームができるものです.
ただ, このSteamホームストリーミングは同じLAN内にいる必要があるので,
このままでは, 外部LANからプレイできません.
# VPN
Steamホームストリーミングは, 同じLAN内にある場合のみ機能します.
外出先でもこのLANにいるために, VPNを使用します.
VPN(virtual private network: 仮想私設ネットワーク)とは, 地理的に分散している箇所でも
同じネットワークを構築する方法です.
VPNソフトウェアは, [SoftEther VPN](https://ja.softether.org/)を使用します.
# WOL
外出先でゲームをするためには, ストリーミングを行うハイスペックPCの電源がついている必要があります.
いつでもプレイしたい場合, PCの電源を遠隔でつけられるようにしなければなりません.
そこで, WOL(Wake On LAN)という方法を使用します.
WOLとは, ネットワークにマジックパケットを送信することにより, 遠隔でPCを起動する技術です.
ただ, マジックパケットをWAN側から送信するのはなかなかうまくいきません.
というのも, 自宅LANとWANの間にはルータがあるのですが,
WAN側からルータの指定したポートにマジックパケットを送り, ポートフォーワードで起動したいPCの
ipに転送しても, そのPCの電源はその時落ちているため, ルータはそのipへの経路が分からず,
マジックパケットの転送に失敗します(電源を落とした直後ならルータが経路情報を記憶していて, うまくいく場合もあります).
指定したポートから特定のポート転送に失敗する解決策の一つに,
ルータが属するLANにマジックパケットをブロードキャストする方法がありますが,
全てのルータがブロードキャストに対応しているとは限りません(ELECOMのルータはダメでした. バッファローのルータは対応しています).
# ラズパイ
ポートフォーワードによるWOLはうまくいきません.
そこで, マジックパケットの送信をPCと同じLANにあるラズパイで行います.
LAN内にマジックパケットをブロードキャストします.
ラズパイへのアクセスはSSHで行います.
# リモートデスクトップ
WOLでメインPCを起動した後, メインPCでVPNサーバを立ち上げたり,
Steamを起動したりしなければなりません.
そこで, [Chrome リモートデスクトップ](https://remotedesktop.google.com/home)を使用します.
リモートデスクトップは, ゲーム以外の目的でも使えるため便利です.
# プレイするまでの流れ
1. モバイルPCからまずラズパイにSSHでログイン後, Wake On Lanでゲームが入っているPC(ホストPC)を起動します.
2. 電源が入ったころを見計らって, Goole Remote DektopでホストPCの画面を出します.
3. ホストPCのVPNサーバを立ち上げた後, ホストPC自身もそのVPNサーバに接続します.
4. モバイルPCをVPNサーバに接続します(この段階でホストPC, モバイルPCは同じLANにいることなります).
5. ホストPC, モバイルPC両方にあるSteamソフトを立ち上げます.
6. Remote desktop を終了し, モバイルPC上のSteamからストリーミングでホストPCのゲームを立ち上げます.
7. PLAY
8. Play終了後, ホストPCの電源を落とすため, 再びRemote Desktopを立ち上げ, ホストPCの電源をおとす.
# 設定
# RemoteDesktopの設定
Chromeリモートデスクトップのセットアップは, 本家サイト
[Chromeリモートデスクトップ](https://remotedesktop.google.com/home)を参照してください.
# VPN環境の構築
# ホストPC側
[softetherダウンロードセンター](https://www.softether-download.com/ja.aspx?product=softether)から
* コンポーネント: `SoftEther VPN Server`
* プラットフォーム: `Windows`
を選択し, rtm 版をダウンロードします.
ウィザードに従って, 設定します.
[softetherダウンロードセンター](https://www.softether-download.com/ja.aspx?product=softether)から
* コンポーネント: `SoftEther VPN Client`
* プラットフォーム: `Windows`
を選択し, rtm 版をダウンロードします.
ウィザードに従って, 設定します.
# モバイルPC側
[softetherダウンロードセンター](https://www.softether-download.com/ja.aspx?product=softether)から
* コンポーネント: `SoftEther VPN Client`
* プラットフォーム: `Windows`
を選択し, rtm 版をダウンロードします.
ウィザードに従って, 設定します.
# ラズパイの設定
# SSH
[設定] -> [Raspberry Piの設定]からSSHを有効にしておきます.
ルータの`22`番ポートを開放し, ラズパイのipに転送します.
モバイルPCからラズパイにSSH接続は, 下記コマンドで行います.
Windowsの場合, WSL(Windows Subsystem For Linux)でLinux環境を構築するのをお勧めします.
WSLは, Microsoft公式のLinux仮想環境です.
```bash
ssh <ユーザ名>@<ルータグローバルip>
```
`<ユーザ名>`デフォルトは`pi`です.
ルータのグローバルipの確認は,
[ip確認サイト](https://www.cman.jp/network/support/go_access.cgi)
などで確認できます.
ルータを通してインターネットに接続していることに注意してください.
もしくは, 下記コマンドでも確認可能です.
```bash
curl inet-ip.info
```
# WOL
ルータに無線LAN接続しておきます.
下記コマンドで`etherwake`をインストール
```bash
apt install etherwake
```
ラズパイに新しくファイル`wakeup_main_pc.sh`を作ります.
`wakeup_main_pc.sh`に以下を書きます.
```bash
#!/bin/sh
sudo etherwake -i wlan0 -b -D <メインPCのMACアドレス>
```
`メインPCのMACアドレス`は, `ipconfig /all`コマンドで確認できます.
MACアドレスは`XX:XX:XX:XX:XX:XX`の形式です.
メインPCの起動は, ラズパイにSSHでログイン後,
`./wakeup_main_pc.sh`で起動できます.
# Steam設定
[設定] -> [ホームストリーミング]で,
ストリーミング品質などの設定が行えます.
# ルータ設定
# ポートフォーワーディング
| ポート番号 || 転送先 | 説明 |
|------------||--------|------|
| 22 || ラズパイ | SSH |
| 443 || メインPC | VPN |
| 500 || メインPC | L2TP |
| 4500 || メインPC | L2TP |
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[stadia]: "[Google Stadia](https://store.google.com/us/magazine/stadia?hl=en-US)". \
Google. (accessed at 2020-3-1)
[bio7]: "[バイオハザード7クラウド](http://www.capcom.co.jp/bh7cloud/)". \
CAPCOM. (accessed at 2020-3-1)
[steam-top]: "[Steamホームページ](https://store.steampowered.com/?l=japanese)". \
Steam. (accessed at 2020-3-1)
[steam-home-streaming]: "[Steamホームストリーミング](https://store.steampowered.com/streaming/?l=japanese)". \
Steam. (accessed at 2020-3-1)