基于多層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)游戲平臺(tái)的研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2004年中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲市場(chǎng)價(jià)值達(dá)24.7億元人民幣，年增長(zhǎng)47.9％。預(yù)計(jì)2009年中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲出版市場(chǎng)銷(xiāo)售收入將達(dá)到109.6億元。由信息產(chǎn)業(yè)部、新聞出版署等機(jī)構(gòu)近期發(fā)布的《2004年度中國(guó)游戲產(chǎn)業(yè)年報(bào)》稱(chēng)，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲市場(chǎng)規(guī)模和增長(zhǎng)速度為全球矚目，己成為中國(guó)出版業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。同時(shí)，中國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲行業(yè)的廠商數(shù)量、產(chǎn)品質(zhì)量都呈現(xiàn)了上升趨勢(shì)，其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶動(dòng)了通信、IT制造等行業(yè)的發(fā)展。目前，中

2、國(guó)網(wǎng)絡(luò)游戲廠商就達(dá)300余家。 每個(gè)自主開(kāi)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)游戲基本都會(huì)經(jīng)過(guò)從項(xiàng)目調(diào)研、規(guī)劃、軟件架構(gòu)確定、軟件編碼、硬件架構(gòu)確定、測(cè)試、正式運(yùn)營(yíng)等階段，每個(gè)階段各有側(cè)重。整體來(lái)看，有兩個(gè)關(guān)鍵因素影響網(wǎng)絡(luò)游戲運(yùn)營(yíng)的成?。阂粋€(gè)是游戲本身的可玩性與后期運(yùn)營(yíng)；另一個(gè)就是從架構(gòu)上來(lái)保證整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行。 同時(shí)，隨著游戲用戶(hù)規(guī)模飛速增長(zhǎng)，Internet規(guī)模急劇擴(kuò)大，帶寬不斷增加，需求趨向多樣化，服務(wù)器承受的壓力隨之越來(lái)越大。在這種

3、情況下，迫切需要具有快速響應(yīng)能力、高可伸縮、高可用、易于管理的信息服務(wù)器，能夠在任何時(shí)候高質(zhì)量地處理大規(guī)模用戶(hù)的并發(fā)服務(wù)請(qǐng)求。集群系統(tǒng)具有很高的整體性能(如響應(yīng)時(shí)間、吞吐率)、高可伸縮性、高可用性、更高的性能，價(jià)格比，是目前國(guó)內(nèi)外構(gòu)建高性能、復(fù)雜的分布式應(yīng)用的主要發(fā)展方向。采用集群技術(shù)作為支撐網(wǎng)絡(luò)游戲平臺(tái)已成為一個(gè)主導(dǎo)趨勢(shì)。 因此，以集群技術(shù)為基礎(chǔ)框架的多層軟件體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為開(kāi)發(fā)是否成功的關(guān)鍵，只有一個(gè)穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)游戲平臺(tái)

4、才能吸引并維持住廣大的游戲玩家。 本文對(duì)軟件體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了概述，重點(diǎn)討論多層軟件體系結(jié)構(gòu)技術(shù)，同時(shí)研究分析了集群技術(shù)。結(jié)合實(shí)際，利用多層結(jié)構(gòu)、集群技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)游戲平臺(tái)中進(jìn)行了具體的應(yīng)用。 本文研究的關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新點(diǎn)和所做的工作如下： 1．學(xué)習(xí)研究了網(wǎng)絡(luò)游戲的相關(guān)知識(shí)。對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲的概念、發(fā)展歷程、分類(lèi)、特征等進(jìn)行了詳細(xì)的研究與論述。 2．深入研究并分析了應(yīng)用平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)。對(duì)當(dāng)前已廣泛應(yīng)用的C/S模式、B/S

5、模式和多層結(jié)構(gòu)的原理及特點(diǎn)作了研究和分析。 3．自主設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)游戲平臺(tái)的基本架構(gòu)，要點(diǎn)如下： (1)根據(jù)游戲用戶(hù)數(shù)量需求、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀和負(fù)載均衡等基本要求，采用了集群技術(shù)。集群系統(tǒng)中可以動(dòng)態(tài)地加入新的服務(wù)器和刪除需要淘汰的服務(wù)器，具備很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，從而能夠最大限度地?cái)U(kuò)展系統(tǒng)以滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的應(yīng)用的需要；另外，集群系統(tǒng)具有可用性，即能夠?yàn)橛脩?hù)提供不間斷的服務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的時(shí)候，整個(gè)系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)為用戶(hù)提供

6、服務(wù)；同時(shí)，由于玩家是分布在不同地區(qū)的，我們把一個(gè)完整的游戲世界服務(wù)器集群系統(tǒng)放置在不同區(qū)域，這樣就使得玩家可以訪問(wèn)離他們最近的服務(wù)器集群系統(tǒng)，對(duì)玩家來(lái)說(shuō)體驗(yàn)到更快的響應(yīng)速度，對(duì)服務(wù)提供商來(lái)說(shuō)節(jié)約網(wǎng)絡(luò)帶寬，降低成本。 (2)我們采用了服務(wù)器集群技術(shù)，并將平臺(tái)設(shè)計(jì)為四層的C/S結(jié)構(gòu)，第一層是客戶(hù)端，提供用戶(hù)接口。第二層是游戲通信平臺(tái)(網(wǎng)關(guān)服務(wù)器)，這是服務(wù)器集群的唯一入口，轉(zhuǎn)發(fā)所有的功能請(qǐng)求給服務(wù)結(jié)點(diǎn)池中的具體服務(wù)器，并處理所有的

7、非功能請(qǐng)求，并管理終端用戶(hù)、進(jìn)行狀態(tài)保持、日志記錄等。第三層是提供實(shí)際服務(wù)的服務(wù)器群，處理并且僅處理所有的功能性請(qǐng)求，不參與用戶(hù)管理、狀態(tài)保持等，提供最純粹的功能服務(wù)。第四層是數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)管理對(duì)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)和維護(hù)，為整個(gè)集群內(nèi)部運(yùn)行提供穩(wěn)定、一致的數(shù)據(jù)存取服務(wù)。 (3)數(shù)據(jù)服務(wù)器采用備份功能和建立專(zhuān)門(mén)的災(zāi)備中心，保證平臺(tái)系統(tǒng)可靠運(yùn)行。 (4)從網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、法律上人為規(guī)定制度、數(shù)據(jù)安全與系統(tǒng)可靠性、權(quán)限管理、系統(tǒng)監(jiān)控等

8、多個(gè)方面設(shè)計(jì)來(lái)保證整個(gè)平臺(tái)系統(tǒng)的安全性與可靠性。 4．網(wǎng)絡(luò)游戲平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了下列關(guān)鍵技術(shù) (1)游戲通信平臺(tái)GataServer。GateServer作為網(wǎng)絡(luò)游戲數(shù)據(jù)交互的接口，是游戲客戶(hù)端的接入服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)客戶(hù)端到游戲服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互。采用Winsocket網(wǎng)絡(luò)編程實(shí)現(xiàn)玩家與游戲服務(wù)器的通信，同時(shí)在充分考慮“性能”和“可擴(kuò)展性”兩者兼顧的情況下，我們將游戲通信平臺(tái)GateServer分為網(wǎng)絡(luò)底層和網(wǎng)絡(luò)中層服務(wù)兩層結(jié)構(gòu)

9、。專(zhuān)用的游戲通信平臺(tái)有利于實(shí)現(xiàn)合理的負(fù)載平衡，形成一個(gè)簡(jiǎn)單的、一致的、靈活的分布式處理通信環(huán)境。 (2)通信數(shù)據(jù)包。它是服務(wù)器和客戶(hù)端的游戲協(xié)議部分，即游戲服務(wù)器和客戶(hù)端的通信規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)游戲通信的數(shù)據(jù)包是網(wǎng)絡(luò)包，具有一個(gè)確切的邏輯意義的數(shù)據(jù)包是邏輯包，我們采用的方式是把多個(gè)具有確切的邏輯意義的邏輯包組合成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)包，這樣提高了傳輸效率，減少了網(wǎng)絡(luò)帶寬的占有率，降低了發(fā)送數(shù)據(jù)包的頻率。 (3)多線程。在網(wǎng)絡(luò)游戲設(shè)計(jì)中，由于

10、大量的用戶(hù)參與游戲，所以在服務(wù)器端必須使用多個(gè)線程進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接收，發(fā)送、處理數(shù)據(jù)包等操作。而為了便于對(duì)多個(gè)線程進(jìn)行維護(hù)，我們將多個(gè)線程封為線程池類(lèi)(Thread Pool)，用來(lái)建立，結(jié)束、分配工作線程的工作等任務(wù)。 5．詳細(xì)闡述了游戲服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，討論了游戲器服務(wù)器的總體框架，包括網(wǎng)絡(luò)層、命令處理層和虛擬世界層三個(gè)部分，并分別對(duì)它們的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 本文的主要工作在《天驕Ⅱ》、《傲世online》、《鳳舞天驕