基于P2P技术的互联网游戏平台的研究与实现

论文摘要

近年来,随着互联网宽带技术的发展,P2P技术迅速发展。P2P技术在文件共享,及时通信和音视频传输等领域都得到了广泛的应用,并且取得了瞩目的成就。但是,在互联网游戏平台应用领域,引入P2P技术还是一个崭新的课题。而市场的需求非常迫切。作者深入研究了这种需求和针对P2P技术应用相关的技术,包括NAT的分类,基于UDP协议的NAT穿透的原理,基于UDP协议的防火墙穿透的原理等。提出将P2P技术应用到互联网游戏平台中。设计并实现了基于P2P技术的互联网游戏平台。本文通过采用微软的Detours技术,向目标游戏程序动态地注入程序代码,来获取通过平台启动的各种游戏的游戏数据,并进行研究和分析。进一步采用IPX/TCP协议转换和TCP代理技术,将多种游戏数据封装成具有统一数据包头的报文,采用P2P技术进行游戏数据的转发。其次设计实现了玩家网络环境检测的方法。通过P2P客户端向检测服务器发送不同的检测数据报文,根据回复的报文来判断玩家的7个等级的网络环境,针对不同的网络等级采用不同的P2P穿透方法。还设计实现了模拟TCP协议的UDP实现的算法,模拟TCP协议的通讯流程,对UDP数据报文进行缓冲和定时重发,从而实现了UDP数据包的可靠传输。还有对游戏数据的P2P转发算法,根据玩家的网络等级和硬件条件,选择网络等级高的玩家作为游戏数据的中转服务器。并能根据网络带宽和服务能力进行动态的维护和优化。系统不仅实现了游戏数据的动态获取,还实现了多种游戏在统一的游戏平台下的兼容性。通过引入P2P技术,一方面降低企业的运营成本,另一方面为广大游戏爱好者提供快速,高效和低成本的联机游戏环境。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 互联网游戏平台
• 1.2 研究的内容
• 1.3 各章内容
• 第二章 研究背景和相关工作
• 2.1 P2P技术
• 2.1.1 P2P技术的发展历史
• 2.1.2 P2P网络模型的发展历史
• 2.1.3 P2P技术各个应用领域的代表软件
• 2.1.4 P2P技术应用前景
• 2.1.5 P2P技术面临的问题
• 2.2 NAT
• 2.2.1 NAT的分类
• 2.2.2 传统型NAT
• 2.3 P2P穿透NAT的原理
• 2.3.1 UDP穿透NAT的原理
• 2.3.2 TCP穿透NAT的原理
• 2.4 P2P穿透防火墙的原理
• 2.4.1 防火墙类型及特点
• 2.4.2 UDP穿透防火墙的原理
• 第三章 P2P技术在互联网游戏平台应用中的设计
• 3.1 互联网游戏数据的截取
• 3.1.1 Windows API拦截
• 3.1.2 向Windows进程空间动态注入代码
• 3.2 IPX/TCP协议欺骗
• 3.2.1 IPX协议欺骗
• 3.2.2 TCP协议欺骗
• 3.3 玩家网络环境检测
• 3.3.1 玩家网络等级的分类
• 3.3.2 玩家网络环境的检测
• 3.3.3 NAT绑定周期的检测
• 3.4 模拟TCP协议的UDP设计
• 3.4.1 TCP协议的特点
• 3.4.2 模拟TCP协议的UDP设计
• 3.5 互联网游戏数据包的P2P转发
• 3.5.1 中转数据的节点的选择
• 3.5.2 P2P转发技术
• 第四章 P2P技术在互联网游戏平台中的实现
• 4.1 P2P系统概述
• 4.1.1 P2P系统的功能需求
• 4.1.2 P2P系统的性能需求
• 4.1.3 P2P系统的运行环境
• 4.1.4 P2P系统结构图
• 4.2 P2P系统通信协议实现
• 4.2.1 通信报文头
• 4.2.2 通信报文命令
• 4.2.3 通信报文格式
• 4.3 P2P模块的实现
• 4.3.1 P2P系统结构
• 4.3.2 P2P核心业务流程
• 4.3.3 P2P系统算法描述
• 4.3.4 P2P系统实现
• 4.4 P2P支撑服务器模块的实现
• 4.4.1 服务器系统结构
• 4.4.2 服务器业务流程
• 4.4.3 用户存储算法描述
• 4.4.4 服务器系统实现
• 4.5 系统的其他各部分功能模块
• 4.5.1 互联网游戏平台的系统结构图
• 4.5.2 各个系统的功能介绍
• 4.5.3 平台终端界面
• 第五章 性能评价
• 5.1 系统的实际运营效果
• 5.2 P2P模块的性能分析
• 5.2.1 P2P打通的成功率
• 5.2.2 模拟TCP协议的UDP实现的转发数据的效率
• 5.2.3 P2P中转节点的稳定性
• 5.2.4 P2P模块的通用性
• 5.2.5 P2P模块对P2P支撑服务器转发数据的影响
• 5.3 P2P支撑服务器模块的性能分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢