分布式MMORPG服务器场景构件环境研究

昆明理工大学硕士学位论文I摘要随着MMORPG（大型多人在线角色扮演游戏）在线玩家人数的剧增，MMORPG的服务端负载问题已经成为制约MMORPG发展的重要因素之一。目前的解决方法有两种：一、在不同的地区设立互相独立的游戏服务器；二、把MMORPG中较为独立的功能模块分离出来，放在独立的服务器上运行，以此减轻主逻辑服务器的负担。但是第一种方法使得在不同地区的服务器上注册的玩家之间不能互相交互，大大降低了游戏的趣味性；第二种方法只能是杯水车薪，无法真正解决MMORPG的服务器负载问题。当前对MMORPG负载问题解决方法的研究主要是根据游戏世界地图中玩家的密度，按地图动态地分割游戏世界，然后部署在不同的服务器上运行。但是这种方法大大地加大了MMORPG开发的复杂度，动态分割算法相当复杂，当前并没有较好的动态分割算法。基于上述，本文研究了以场景为单元划分游戏世界，抽象出场景构件，提供场景构件的运行环境，该环境能自觉监测超负载的场景构件服务器并启动负载转移计算，驱使超负载的服务器上的场景构件进行迁移，从而带动场景中的玩家角色迁移，减轻超负载服务器的在线玩家人数。这与以地图划分游戏世界不同，它能在更小的粒度上划分游戏世界，并且可以避开动态划分游戏世界而带来的一系列复杂性。所以本文的研究能从另一个角度为解决MMORPG服务端负载问题提供了重要的参考意义。本文主要完成了以下几项工作：1．分析MMORPG的体系结构，设计了分布式MMORPG服务器场景构件环境的体系结构，该体系结构使客户端场景构件和服务端场构件的连接保持透明，能保证场景构件的迁移不影响客户端消息的正确送达。2．为场景构件定义四种状态，并规定状态的转换规则，通过迁出服务器和迁入服务器上的同一场景构件的状态转换来达到场景构件迁移的目的。3．设计负载转移计算算法，该算法在迁移场景构件的同时能保证尽量让具有相连关系的处于运行状态的场景构件部署在同一台服务器上，这样能减少因玩家作跨场景移动而必须将玩家数据从一台服务器转输到另一台服务器上。昆明理工大学硕士学位论文II4．运用构件动态配置的系统一致性理论体系来分析场景构件动态迁移时所涉及的系统一致性，并针对这些一致性给出场景构件动态迁移的系统一致性保证方法，并给出场景构件动态迁移的算法步骤。5．最后，基于开源游戏引擎CS的插件体系，实现了分布式MMORPG服务器场景构件环境的一个原型，利用六个进程来模拟网络环境，对原型进行部署和运行,验证了本课题的可行性。关键字：MMORPG，场景构件，负载转移，构件动态迁移昆明理工大学硕士学位论文IIIAbstractWiththerapidincreaseinthenumberofMMORPG(massivelymultiplayeronlinerole-playinggames)onlinegamers,MMORPGserverloadproblemhasbecomeoneoftheimportantfactorsinconstrainingMMORPGdevelopment.Atpresent,therearetwosolutions:First,establishindependentgameserverindifferentareas;Second,separateindependentfunctionalmodulesinMMORPGfromanother,putitonaseparateserverrunning,thusalleviatingtheburdenonthemainlogicserver.Butthefirstmethodmakestheplayersregisteredinserversofdifferentareacannotinteractwitheachother,greatlyreducesthefunofthegame;ThesecondmethodcanonlybeadropinthebucketandcannotreallysolveMMORPGserverloadproblem.Currently,theresearchonresolvingMMORPGloadproblemaremainlybasedontheplayersGamesdensityintheworldmap,accordingtomapdynamicallypartitionthegameworld,andthendeployedindifferentservers.However,thismethodgreatlyincreasedthecomplexityofMMORPGdevelopment,dynamicsegmentationalgorithmiscomplex,atpresentthereisnobetterdynamicsegmentationalgorithm.Basedontheforegoing,thispaperuseingsceneasaunittodividegameworld,abstractingscenecomponents,providingruntimeenvironmentofscenescomponents,theenvironmentcanmonitorthesuper-loadscenecomponentsserverandstarttheloadtransfercomputing,drivetheScenecomponentinsuper-loadservertotransfer,therebystimulateplayersroleinscenestotransfer,reducethenumberofonlinegamersinthesuper-loadserver.Itisdifferentfromusingmaptodividegameworld,itcandividegameworldinasmallersize,andcanavoidaseriesofcomplexitybroughtbydynamicallydividegameworld.Therefore,thisstudyprovidesanimportantreferencevaluefromadifferentperspectiveinsolvingtheMMORPGserverloadproblem.昆明理工大学硕士学位论文IVInthispaper,completethefollowingtasks:1.analyzeMMORPGarchitecture,designthearchitectureofdistributedMMORPGserverscenescomponentenvironment,itcanmaintaintheconnectionbetweentheclient-sidescenecomponentsandserver-sidecomponentstransparency,ensurethetransferofscenecomponentsdoesnotaffectthecorrectservedofclientmessage.2.Definefourstatesforscenecomponents,andprovidetransformationrules,throughthesamescenecomponentsstatetransitioninmovingoutserverandmoveintoserverstoachievethepurposeofthescenescomponenttransfer.3.Designloadtransfercalculationalgorithm,itcanensuretherelatedrunningscenecomponentdeployedinthesameserverwhiletransferringscenecomponents,itwillreducetransferringplayersdatafromoneservertoanotherserverbecauseplayersmakecross-scenesmove.4.usecomponentsdynamicconfigurationsystemconsistencytheorytoanalyzesystemconsistencyinvolvedinscenecomponentdynamictransfer,andaccordtheseconsistencygivesystemconsistencyapproachinscenecomponentdynamicrelocation,andgivethealgorithmstepsofscenecomponentsdynamicrelocation.5.Finally,basedontheopensourcegameengineCSplug-inssystem,implementaprototypeofdistributedMMORPGserverscenecomponentenvironment,usesixprocesstosimulatenetworkenvironment,deployandruntheprototype,verifythefeasibilityofthetopic.KeyWords:MMORPG,SceneComponent,LoadTransfer,ComponentDynemicTransfer昆明理工大学硕士学位论文V目录摘要.....................................................IAbstract................................................III第一章绪论1.1MMORPG的发展历史和国内MMORPG的发展现状..........11.2当前的MMORPG的服务端负载问题的解决方案和研究现状.41.3论文结构..........................................7第二章总体设计2.1基于场景构件的MMORPG体系结构.....................92.1.1MMORPG中的场景构件..........................92.1.2基于场景构件的MMORPG体系结构...............102.2场景构件的状态...................................132.2.1场景构件状态的定义..........................132.2.2场景构件状态的转换..........................152.3小结.............................................16第三章场景构件服务端环境设计3.1场景构件服务器环境设计...........................173.1.1场景构件服务器环境内部体系结构..............183.1.2内部各个构件的接口..........................203.2控制器设计.......................................223.2.1控制器内部体系结构..........................233.2.2控制器内部各构件的接口......................253.3消息网关设计.....................................273.3.1消息网关内部体系结构........................273.3.2消息网关网络通信构件的接口..................293.4小结...........................