自适应分布式MMORPG服务器架构与原型系统实现

论文摘要

近年来,MMORPG (Massively Multiplayer Online Role Playing Game)大受欢迎并受到广泛的重视。它充分利用了网络不受时间地点限制的优势,使不同地理位置的玩家在一致的虚拟世界中相互交流、游戏,发挥现实世界中无法展现的技能,极大的提高了游戏互动性和竞技性,受到众多玩家的喜爱。然而MMORPG的发展却受到服务器可伸缩性的限制,单个虚拟世界中的游戏人数难以突破十万,限制了用户与用户的交流,降低了游戏体验。为达到高可伸缩性,必须使用分布式的服务器架构、优秀的兴趣管理方法和高效的负载均衡。本文吸收了前人在MMORPG服务器方面的研究成果,重点研究了MMORPG服务器的负载分配策略、分布式架构、兴趣管理和负载均衡技术,并实现了一个MMORPG服务器原型系统,通过实验验证了系统的可伸缩性和部署方式对服务器性能的影响。本文提出的服务器架构和负载分配策略,使系统自适应的在区域划分和全局拷贝两种方式之间平滑过渡,避免了单个区域拥挤和全局拷贝的通信开销过大等问题。将服务器划分成模拟器和连接管理器两个组件,把连接管理功能独立出来,减轻了模拟器的负担,提高了系统的性能。本文设计的架构可以应用简单高效的负载均衡算法,为使用负载均衡硬件提供了条件。还提出了群体预测兴趣范围的概念,以此进行模拟器间的兴趣管理。在模拟器内部兴趣管理中,让客户端能够主动请求状态信息,从而减小了兴趣区域的同时增大了玩家视野,减轻了客户端带宽占用、提高了游戏体验。本文还设计了可扩展的游戏协议。本文提出的架构可以在商业游戏中应用,以提高可承载的用户数量和玩家的游戏体验。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 概述
• 1.1 MMORPG的起源和发展
• 1.2 MMORPG发展面临的困难
• 1.3 本文工作
• 1.4 本文结构
• 第二章 背景和相关研究情况
• 2.1 MMORPG设计难点和约束条件
• 2.2 通信架构
• 2.2.1 数据传输模式
• 2.2.2 传输层协议：TCP与UDP
• 2.3 网络架构
• 2.4 兴趣管理（Interest Management）
• 2.5 分布式服务器架构
• 2.6 提高MMORPG服务器可伸缩性的其他方法
• 第三章 自适应的分布式服务器设计
• 3.1 概念定义
• 3.1.1 基本概念
• 3.1.2 扩展的概念
• 3.2 服务器架构
• 3.2.1 服务器整体架构和区域划分方法
• 3.3 模拟器之间的兴趣管理
• 3.4 模拟器内部的兴趣管理
• 3.4.1 模拟器内部兴趣管理方案的设计
• 3.5 用户跨界的处理方法
• 3.6 三级结构的负载均衡机制
• 3.7 服务器运行方式的分析
• 3.8 总结
• 第四章 MMORPG服务器原型系统
• 4.1 传输层协议和协议包设计
• 4.2 负载均衡
• 4.3 连接管理器（CM）
• 4.3.1 CM的基本数据流
• 4.3.2 CM的主要流程
• 4.4 模拟器（ Simulator ）
• 4.4.1 模拟器的基本数据流
• 4.4.2 模拟器（ Simulator ）的主要流程
• 4.5 总结
• 第五章 实验和结果分析
• 5.1 实验程序和实验环境
• 5.2 实验
• 5.2.1 单模拟器两CM的实验
• 5.2.2 多模拟器多CM的部署方式实验
• 5.2.3 兴趣管理效率实验
• 5.2.4 可伸缩性实验
• 5.3 结果分析
• 第六章 总结和对未来工作的展望
• 6.1 本文的主要研究内容
• 6.2 未来展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢