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

1、近年來，中國網(wǎng)絡(luò)游戲產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，2004年中國網(wǎng)絡(luò)游戲市場價值達24.7億元人民幣，年增長47.9％。預(yù)計2009年中國網(wǎng)絡(luò)游戲出版市場銷售收入將達到109.6億元。由信息產(chǎn)業(yè)部、新聞出版署等機構(gòu)近期發(fā)布的《2004年度中國游戲產(chǎn)業(yè)年報》稱，中國網(wǎng)絡(luò)游戲市場規(guī)模和增長速度為全球矚目，己成為中國出版業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)新的增長點。同時，中國網(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，其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也帶動了通信、IT制造等行業(yè)的發(fā)展。目前，中

2、國網(wǎng)絡(luò)游戲廠商就達300余家。 每個自主開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)游戲基本都會經(jīng)過從項目調(diào)研、規(guī)劃、軟件架構(gòu)確定、軟件編碼、硬件架構(gòu)確定、測試、正式運營等階段，每個階段各有側(cè)重。整體來看，有兩個關(guān)鍵因素影響網(wǎng)絡(luò)游戲運營的成敗：一個是游戲本身的可玩性與后期運營；另一個就是從架構(gòu)上來保證整個系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運行。 同時，隨著游戲用戶規(guī)模飛速增長，Internet規(guī)模急劇擴大，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，能夠在任何時候高質(zhì)量地處理大規(guī)模用戶的并發(fā)服務(wù)請求。集群系統(tǒng)具有很高的整體性能(如響應(yīng)時間、吞吐率)、高可伸縮性、高可用性、更高的性能，價格比，是目前國內(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)游戲平臺已成為一個主導(dǎo)趨勢。 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)成為開發(fā)是否成功的關(guān)鍵，只有一個穩(wěn)定、可靠的網(wǎng)絡(luò)游戲平臺

4、才能吸引并維持住廣大的游戲玩家。 本文對軟件體系結(jié)構(gòu)進行了概述，重點討論多層軟件體系結(jié)構(gòu)技術(shù)，同時研究分析了集群技術(shù)。結(jié)合實際，利用多層結(jié)構(gòu)、集群技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)游戲平臺中進行了具體的應(yīng)用。 本文研究的關(guān)鍵技術(shù)、創(chuàng)新點和所做的工作如下： 1．學(xué)習(xí)研究了網(wǎng)絡(luò)游戲的相關(guān)知識。對網(wǎng)絡(luò)游戲的概念、發(fā)展歷程、分類、特征等進行了詳細的研究與論述。 2．深入研究并分析了應(yīng)用平臺的體系結(jié)構(gòu)。對當(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)的原理及特點作了研究和分析。 3．自主設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)游戲平臺的基本架構(gòu)，要點如下： (1)根據(jù)游戲用戶數(shù)量需求、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)狀和負載均衡等基本要求，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，具備很強的可擴展性，從而能夠最大限度地擴展系統(tǒng)以滿足不斷增長的應(yīng)用的需要；另外，集群系統(tǒng)具有可用性，即能夠為用戶提供不間斷的服務(wù)，當(dāng)系統(tǒng)中的一個結(jié)點出現(xiàn)故障的時候，整個系統(tǒng)仍然能夠繼續(xù)為用戶提供

6、服務(wù)；同時，由于玩家是分布在不同地區(qū)的，我們把一個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離他們最近的服務(wù)器集群系統(tǒng)，對玩家來說體驗到更快的響應(yīng)速度，對服務(wù)提供商來說節(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)，并將平臺設(shè)計為四層的C/S結(jié)構(gòu)，第一層是客戶端，提供用戶接口。第二層是游戲通信平臺(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)所有的功能請求給服務(wù)結(jié)點池中的具體服務(wù)器，并處理所有的

7、非功能請求，并管理終端用戶、進行狀態(tài)保持、日志記錄等。第三層是提供實際服務(wù)的服務(wù)器群，處理并且僅處理所有的功能性請求，不參與用戶管理、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)庫存儲系統(tǒng)，負責(zé)管理對數(shù)據(jù)的讀寫和維護，為整個集群內(nèi)部運行提供穩(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門的災(zāi)備中心，保證平臺系統(tǒng)可靠運行。 (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、多個方面設(shè)計來保證整個平臺系統(tǒng)的安全性與可靠性。 4．網(wǎng)絡(luò)游戲平臺中實現(xiàn)了下列關(guān)鍵技術(shù) (1)游戲通信平臺GataServer。GateServer作為網(wǎng)絡(luò)游戲數(shù)據(jù)交互的接口，是游戲客戶端的接入服務(wù)器，實現(xiàn)客戶端到游戲服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)交互。采用Winsocket網(wǎng)絡(luò)編程實現(xiàn)玩家與游戲服務(wù)器的通信，同時在充分考慮“性能”和“可擴展性”兩者兼顧的情況下，我們將游戲通信平臺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、。專用的游戲通信平臺有利于實現(xiàn)合理的負載平衡，形成一個簡單的、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)器和客戶端的游戲協(xié)議部分，即游戲服務(wù)器和客戶端的通信規(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具有確切的邏輯意義的邏輯包組合成一個網(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)計中，由于

10、大量的用戶參與游戲，所以在服務(wù)器端必須使用多個線程進行網(wǎng)絡(luò)接收，發(fā)送、處理數(shù)據(jù)包等操作。而為了便于對多個線程進行維護，我們將多個線程封為線程池類(Thread Pool)，用來建立，結(jié)束、分配工作線程的工作等任務(wù)。 5．詳細闡述了游戲服務(wù)器的實現(xiàn)過程，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部分，并分別對它們的實現(xiàn)進行了詳細的描述。 本文的主要工作在《天驕Ⅱ》、《傲世online》、《鳳舞天驕