实时网页游戏服务器端架构的设计与实现

论文摘要

本文以《天下盛境》这一商业项目的服务器端架构设计与实现为蓝本，讲述以面向服务架构（SOA）为指导思想，对《天下盛境》的服务器端架构进行设计和实现的过程，探讨此类游戏的实用技术。面对实时性带来的技术挑战，和网页游戏的技术约束，我们研究了底层的I/O模型、CPU复用、进程间通信、远程过程调用（RPC），运维和测试支撑系统。本项目独创性地将常用于Web项目的SOA思想应用到游戏的服务器端架构的设计中；使用Python编程语言实现了消息总线，屏蔽了服务的地址和协议，将服务器进程之间的耦合巧妙地分离；通过消息总线，游戏的数据库、聊天、外挂检测、登陆、区域、频道、副本和竞技场等子系统相互协作，共同完成业务需求；使用基于协程的高性能I/O模型，在高效的网络收发库gevent之上建立了基于Google Protobuf的RPC协议；使用基于序号的通信实现了防重放、防篡改机制，达到较好的安全通信效果。通过对一些指标评测，如对RPC调用性能、平均单台物理服务器承载人数等进行评测，结果表明这些指标都达到商用水平。本项目的工作，对于进一步发扬SOA思想，把更多的服务分拆、独立出来，为公司（甚至整个行业）的其它项目所用具有重要意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一 章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本课题的研究内容
• 1.4 本课题的研究意义
• 1.5 本文的组织结构
• 第二章 《天下盛境》项目及技术选型
• 2.1 游戏的市场定位和玩法
• 2.2 游戏的技术约束和挑战
• 2.2.1 技术约束
• 2.2.2 实时性带来的技术挑战
• 2.3 服务器端编程语言
• 2.3.1 Python
• 2.3.2 Cython
• 2.3.2.1 直接使用 C 语言编写 Python 扩展模块
• 2.3.2.2 使用 Cython 编写 Python 扩展模块
• 2.4 基于协程的高性能 I/O
• 2.4.1 gevent 介绍
• 第三章 服务器端架构设计
• 3.1 SOA（面向服务的架构）概述
• 3.2 基于 SOA 的架构设计
• 3.3 数据库设计与备份
• 3.3.1 设计
• 3.3.2 备份
• 第四章 通信协议实现
• 4.1 TCP/UDP介绍、选择
• 4.2 Google Protobuf 介绍
• 4.3 abu.RPC 介绍
• 4.4 通信安全
• 4.4.1 握手协议
• 4.4.2 基于序号的通信
• 第五章 子系统的实现
• 5.1 配置服务器
• 5.2 聊天服务器
• 5.3 外挂检测服务器
• 5.4 登陆服务器
• 5.5 频道（主城）服务器、副本服务器和竞技场服务器
• 5.6 运维支撑系统
• 5.6.1 基于角色的权限控制
• 5.6.2 游戏仲裁
• 5.6.3 数据与图表
• 5.6.4 操作日志
• 第六章 测试与验收
• 6.1 获取性能测试数据的方法
• 6.2 性能测试的4 个方案
• 6.3 性能测试数据比较
• 6.3.1 主城同步测试性能（方案1 ）
• 6.3.2 主城同步测试性能（方案2 ）
• 6.3.3 副本测试性能（方案3 ）
• 6.3.4 竞技场测试性能（方案4 ）
• 第七章 结论与展望
• 7.1 项目实践效果
• 7.2 结论
• 7.3 后续的工作
• 参考文献
• 攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢