一種新型的網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)

摘 要：網(wǎng)絡(luò)游戲由于需要為大量的玩家提供7*24小時(shí)的游戲服務(wù)，對(duì)游戲服務(wù)器的穩(wěn)定性和高效性有較高要求。因此服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)是網(wǎng)絡(luò)游戲開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵之處，本文提出了一種高性能、可伸縮、易維護(hù)的服務(wù)器架構(gòu)，經(jīng)過(guò)對(duì)架構(gòu)的實(shí)際測(cè)試取得了較為滿意的效果。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器架構(gòu)；高性能

中圖分類號(hào)：TP368.5

網(wǎng)絡(luò)游戲的開(kāi)發(fā)可以分為客戶端、服務(wù)器端的開(kāi)發(fā)，客戶端主要是負(fù)責(zé)游戲畫面的繪制，以及和玩家的交互[1]。服務(wù)器端主要處理游戲的具體邏輯，并對(duì)玩家的游戲信息進(jìn)行存儲(chǔ)。為了給玩家良好的用戶體驗(yàn)，游戲服務(wù)器必須保持高效、穩(wěn)定，因此這對(duì)服務(wù)器開(kāi)發(fā)的技術(shù)要求帶來(lái)了更高的挑戰(zhàn)[2]。

1 傳統(tǒng)服務(wù)器架構(gòu)

傳統(tǒng)的服務(wù)器架構(gòu)如圖1所示，從圖中可以看出整個(gè)游戲服務(wù)器共用一個(gè)Battle（戰(zhàn)斗場(chǎng)景），整個(gè)架構(gòu)中有若干個(gè)Game（游戲邏輯服），由Center（全局服務(wù)器）負(fù)責(zé)調(diào)度、轉(zhuǎn)發(fā)游戲服務(wù)器之間的消息。這種結(jié)構(gòu)的服務(wù)器設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，雖然較易實(shí)現(xiàn)，但是不能承載大量的用戶，而且可擴(kuò)展性不夠強(qiáng)，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

2 新服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)

隨著對(duì)網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器的進(jìn)一步研究，設(shè)計(jì)出了一種新型服務(wù)器架構(gòu)，如圖2所示。下面詳細(xì)介紹新架構(gòu)的功能設(shè)計(jì)。

Group服務(wù)器組：Group有別于傳統(tǒng)的服務(wù)器大區(qū)概念，1個(gè)服務(wù)器大區(qū)可以包括若干個(gè)Group。大區(qū)和大區(qū)之間的玩家ID不重復(fù)，因此從技術(shù)上不再有劃分大區(qū)的意義，僅用運(yùn)營(yíng)需求劃分。在技術(shù)上按Core服務(wù)器的性能上限來(lái)劃分Group。

Game Server游戲服務(wù)器：每一個(gè)Game只保持一個(gè)與Core的連接，且在邏輯上獨(dú)立，單服結(jié)構(gòu)，不搞多線按world切分Game。Game是玩家主要行為邏輯的所在，Game不直連DB，所有數(shù)據(jù)交互都通過(guò)Core轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于Game來(lái)說(shuō)，其角色及游戲內(nèi)數(shù)據(jù)都是互相獨(dú)立的，所以一般情況下每個(gè)Game單獨(dú)配備一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，以減輕數(shù)據(jù)庫(kù)的壓力。所以Game配置的id與DB的id一一對(duì)應(yīng)。

DB Server數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：每一個(gè)DB只保持與一個(gè)與Core的連接。簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)包讀寫邏輯，和與mysql的查詢、修改交互[3]。每個(gè)DB在邏輯上也獨(dú)立，容錯(cuò)性好，一臺(tái)DB宕機(jī)，只有對(duì)應(yīng)的Game才受影響。如果是按數(shù)據(jù)表劃分DB的話，一臺(tái)DB宕機(jī)了，對(duì)應(yīng)的所有Game都會(huì)受影響。

Battle Server戰(zhàn)場(chǎng)服務(wù)器：Battle和Game在結(jié)構(gòu)上是基本等價(jià)的，在玩家感受上，玩家在Game和在Battle應(yīng)該是一樣的。不同的是一個(gè)Battle可以連接到多個(gè)Core上，這樣凡是被Battle所連接的Core，對(duì)應(yīng)的Game都可以一起跨服了。Battle和Core之間交互的協(xié)議與Game與Core之間交互的協(xié)議完全一致，Client通過(guò)Core從Game切換到Battle上來(lái)參加戰(zhàn)斗，角色切換到Battle上時(shí)，也通過(guò)Core向DB要數(shù)據(jù)。

Core的邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，是其他服務(wù)器的網(wǎng)關(guān)服務(wù)器，主要工作還是轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，所謂轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)就是當(dāng)Core收到一個(gè)包時(shí)，不需要管網(wǎng)絡(luò)包里的內(nèi)容，只需要從網(wǎng)絡(luò)包中讀出是發(fā)給哪個(gè)服務(wù)器，然后原封不動(dòng)的發(fā)出去。

Center Server中央服務(wù)器：中心服務(wù)器全服唯一，連接所有的Core，主要功能包括信息全服廣播。在實(shí)際運(yùn)營(yíng)中，需要權(quán)限會(huì)比普通玩家高所謂的GM，只需要做一個(gè)客戶端連接Center，在Center服務(wù)器上執(zhí)行GM命令，這樣可以有更高的安全性。維護(hù)時(shí)，發(fā)送服務(wù)器關(guān)機(jī)命令也可以由Center發(fā)出，各個(gè)服務(wù)器走各自的關(guān)機(jī)流程。

3 新架構(gòu)的性能分析

新架構(gòu)中各個(gè)服務(wù)器的功能都相對(duì)比較單純，服務(wù)器間的連接關(guān)系也比較簡(jiǎn)單。而且跨服可以不用斷線，不用在game和battle之間傳遞玩家數(shù)據(jù)。Group的靈活性大，可以任意配置，最小粒度甚至可以做到1個(gè)game+1個(gè)db+1個(gè)core。

通過(guò)實(shí)際的架構(gòu)運(yùn)行發(fā)現(xiàn)新架構(gòu)極大程度減少了服務(wù)器的運(yùn)算開(kāi)銷，這是因?yàn)镃ore服務(wù)器它只是一臺(tái)管理連接的服務(wù)器，并不打算讓他承擔(dān)太多的游戲邏輯，而Core正好滿足這個(gè)需求，主要邏輯還在Game上。Core連接了各類服務(wù)器和客戶端，給其他服務(wù)器和客戶端充當(dāng)網(wǎng)關(guān)的作用，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)他們之間交流數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)包，同時(shí)也管理了客戶端的連接與斷開(kāi)。Core因而分擔(dān)了部分原屬于Game的邏輯，從而減輕了Game的性能開(kāi)銷。

4 新架構(gòu)的測(cè)試分析

一個(gè)游戲架構(gòu)無(wú)論涉及得多完美都必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的功能測(cè)試才能正式使用，因此設(shè)計(jì)了一些具體的測(cè)試方案：

（1）對(duì)異常情況的測(cè)試：通過(guò)制造錯(cuò)誤情況測(cè)試服務(wù)器對(duì)出錯(cuò)的處理，因?yàn)橛行┏鲥e(cuò)條件的環(huán)境實(shí)際操作難以實(shí)現(xiàn)，這就需要故意修改代碼來(lái)達(dá)到目的，以測(cè)試服務(wù)器的容錯(cuò)性，避免一旦出現(xiàn)錯(cuò)誤，服務(wù)器會(huì)宕掉的情況。并檢查錯(cuò)誤提示或者錯(cuò)誤日志是否正確；只有通過(guò)異常測(cè)試，才可以減少服務(wù)器掛的幾率。比如Core的主要功能是轉(zhuǎn)發(fā)包，那么當(dāng)發(fā)包的目的dpid不存在，Core是否會(huì)對(duì)這種情況做容錯(cuò)性處理[4]。

（2）對(duì)服務(wù)器的破壞性測(cè)試：偽造虛擬的客戶端封包，以及超大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)包流量，測(cè)試服務(wù)器端的容錯(cuò)性和并發(fā)性能。

（3）對(duì)性能的監(jiān)控：監(jiān)控服務(wù)器是否存在內(nèi)存泄露。以及完善的CPU、IO、帶寬的監(jiān)控和報(bào)警機(jī)制。

（4）服務(wù)器日志：監(jiān)控日志的異常情況，以及日志信息是否完善，以備差錯(cuò)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)使用。

通過(guò)上述的測(cè)試分析，新架構(gòu)的設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)想的目標(biāo)。

5 結(jié)束語(yǔ)

網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器性能已成為當(dāng)前網(wǎng)游領(lǐng)域的核心技術(shù)難點(diǎn)。本文從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，提出了一種高性能、可伸縮、易維護(hù)的服務(wù)器架構(gòu)，通過(guò)性能分析和具體架構(gòu)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)新架構(gòu)取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]馬亞花.一種高性能的大型多人在線角色扮演游戲服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2012（09）.

[2]栗芳凱，劉振宇，李敏.基于SmartFoxServer的網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2012（13）.

[3]樊建國(guó).網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器通信架構(gòu)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009（21）.

[4]李虎雄，徐貫東，張燕姑.網(wǎng)絡(luò)游戲數(shù)據(jù)平臺(tái)數(shù)據(jù)通訊的實(shí)現(xiàn)方案[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2005（11）.

作者簡(jiǎn)介：江岸（1982.08-），男，湖南常德人，專職教師，助教，碩士研究生，研究方向：游戲開(kāi)發(fā)、RFID防沖突算法。

作者單位：廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系，廣州 510000