Создание простой, но мощной игровой архитектуры MMO: Часть 1. Введение

1. Контент серии:
2. Этот контент является частью серии: Создание простой, но мощной игровой архитектуры MMO, часть 1
3. Рисунок 1. Игры IBM MMO (PowerUp слева)
4. Архитектура высокого уровня
5. Рисунок 2. Архитектура игры MMO высокого уровня
6. MMO реализация игровой архитектуры
7. Рисунок 3. Реализация игровой архитектуры MMO
8. Резюме
9. Подтверждения
10. Загружаемые ресурсы

Создание простой, но мощной игровой архитектуры MMO, часть 1

Простая, элегантная реализация, обеспечивающая функциональность, необходимую для любой MMO-игры.

Контент серии:

Этот контент является частью # из серии: Создание простой, но мощной игровой архитектуры MMO, часть 1

https://www.ibm.com/developerworks/library?series_title_by=building+a+simple+yet+powerful+MMO+game+architecture

Следите за дополнительным контентом в этой серии.

Этот контент является частью серии: Создание простой, но мощной игровой архитектуры MMO, часть 1

Следите за дополнительным контентом в этой серии.

Массовые многопользовательские онлайн-игры (MMO) - это интернет-видеоигры, которые могут вместить сотни или даже тысячи одновременно работающих пользователей. Отличительной чертой большинства многопользовательских онлайн-игр является то, что они представляют собой единый, интегрированный, постоянный игровой мир. World of Warcraft и Second Life являются примерами MMO-игр.

Игры серии Halo и Counter-Strike являются примерами основных многопользовательских онлайн-игр (MOG). Даже онлайн игра Yahoo! шахматы можно считать МОГом. Однако эти примеры не являются MMO-играми, поскольку в них отсутствует интегрированный, постоянный игровой мир. MOG, как правило, состоят из списка отдельных, неинтегрированных, многопользовательских матчей, и матчи непрерывно перерабатываются через серию раундов. Например, в Yahoo! В шахматах нет упорства: игра заканчивается и начинается заново каждый раз, когда заканчивается матч. И, конечно же, нет подобия единой интегрированной шахматной игры "Мир".

Существует несколько жанров MMO игр. Массовые многопользовательские ролевые онлайн-игры (MMORPG) являются самыми популярными.

Во второй части будут рассмотрены технические детали архитектуры, включая функции и вызовы для интеграции игровых клиентов и серверов с внутренними системами.

Часть 3 будет оценивать, отвечает ли архитектура всеобъемлющим целям (как показано здесь в Таблица 1 ), рассматривает возможности и ограничения архитектуры и включает извлеченные уроки.

Другие примеры включают в себя массовые многопользовательские шутеры от первого лица, MMO гонки и MMO стратегии в реальном времени.

Из этой серии вы узнаете об игровой архитектуре MMO, которая подходит практически для любого жанра MMO. Архитектура лежит в основе нескольких проектов IBM, включая PowerUp, первую 3D-игру от IBM, доступную для общественности.

Эта первая статья описывает архитектуру, спецификации и предполагаемые функции архитектуры. Вы узнаете о высокоуровневом и детальном архитектурном дизайне.

Рисунок 1. Игры IBM MMO (PowerUp слева)

Общие цели

Архитектура игры MMO должна соответствовать спецификациям и целям в таблице 1.

Для ... Архитектура должна ... Масштабируемость Разрешить для любого потенциального числа одновременных пользователей. Он также должен масштабироваться с относительной легкостью. Гибкость в развертывании Разрешите широкий спектр конфигураций и обновлений игрового сервера. В идеале конфигурации сервера должны быть относительно простыми для изменения конфигурации. Обновления должны быть прозрачными для конечного пользователя. Гибкость в игровом дизайне Минимизируйте ограничения на игровых дизайнеров и предоставьте возможность создавать обширный, интегрированный игровой мир. Производительность Выполните плавно и быстро. Обеспечивают функции, связанные с производительностью, такие как балансировка нагрузки игрового сервера и мониторинг. Функции Предоставляют средства для выполнения функций для MMO-игры. Особенностью может быть возможность сохранять и извлекать игровые данные, такие как данные об игроке и игре. Безопасность Будьте в безопасности и не подвергайте риску безопасности.

Архитектура высокого уровня

Архитектура игры MMO, описанная в этой статье, состоит из четырех основных компонентов:

• Игровой клиент для рендеринга игры для пользователя.
• Игровые серверы для взаимодействия с игровым клиентом.
• Сервер веб-приложений для интеграции с игровыми серверами и клиентами.
• Сервер базы данных для сохранения и извлечения данных.

Любой сервер веб-приложений (например, IBM WebSphere®, BEA WebLogic или Apache Tomcat) будет достаточен для архитектуры, описанной в этой статье. Также подойдет любой сервер базы данных (IBM DB2, Oracle, MySQL).

Эта статья посвящена интеграции между игровым сервером и клиентским кодом с бэкэндом Web и DB2, а не самим игровым клиентом и сервером или бэкэндом. В нем не рассматривается, как создать здание в Torque Game Engine Advanced (TGEA) или какой сетевой протокол TGEA использует для игровых сетей клиент-сервер. На TGEA имеется достаточно документации по GarageGames ,

Архитектура в этой статье в некоторой степени основана на Torque Game Engine Advanced ( TGEA ) от GarageGames. Однако другие многопользовательские игровые движки предоставляют сетевые функции, аналогичные TGEA, такие как:

• Описанная в этой статье интеграция между клиентом и сервером TGEA для веб-интерфейса и базы данных выполняется с помощью HTTP-запросов. Другие игровые движки также предоставляют эту функцию.
• Все игровые движки с поддержкой многопользовательского режима предоставляют игровые клиентские и серверные сети, хотя каждый игровой механизм реализует действительные игровые клиент-серверные сети по-своему. Таким образом, будут некоторые особенности сетевого кода клиент-сервер игрового сервера TGEA, которые нельзя применить к другим игровым движкам.

На рисунке 2 показана высокоуровневая игровая архитектура MMO. Несколько игр IBM MMO используют эту архитектуру.

Рисунок 2. Архитектура игры MMO высокого уровня

Архитектура состоит из четырех основных компонентов: игровой клиент, игровой сервер, сервер веб-приложений и база данных.

Клиент TGEA (игровой клиент)

Клиентский компьютер 1 ... N представляет компьютер пользователя, на котором запущен клиент TGEA. 1 ... N указывает на то, что существует более одной одновременно работающих машин (пользователей).

С помощью HTTP-клиента TGEA может отправлять запросы GET на веб-сервер и обрабатывать возвращаемую страницу, отправленную веб-сервером.

Torque Game Networking Client - это код клиента для сетевой игры по умолчанию, который позволяет игровому клиенту общаться с игровым сервером TGEA.

Сервер TGEA 1 ... N (игровой сервер)

1 ... N указывает, что несколько серверов TGEA могут быть запущены на одном физическом сервере. Несколько серверов TGEA также могут быть запущены на определенном процессоре внутри сервера. По умолчанию TGEA допускает 10 экземпляров сервера TGEA на процессор.

Физический сервер 1 ... N - это фактический физический сервер, на котором работает сервер TGEA. 1 ... N указывает архитектуру учетных записей для нескольких физических серверов, на которых работают серверы TGEA.

Torque Game Networking Server - это код сервера сетевой игры по умолчанию, который позволяет серверам TGEA общаться с клиентами TGEA.

С помощью HTTP-клиента TGEA может отправлять запросы GET на сервер, что указывает на то, что сервер TGEA также может выполнять эти HTTP-запросы.

Физический сервер 1 ... N - это физические серверы, на которых работает сервер веб-приложений.

HTTP-сервер - это веб-сервер, который обрабатывает HTTP-запросы от клиента и сервера TGEA.

Соединение с базой данных - это интерфейс прикладного программирования (API), который соединяет сервер веб-приложений с базой данных, такой как Open Database Connectivity (ODBC) или Java ™ Database Connectivity (JDBC).

Система управления

базой данных Сервер базы данных для сохранения игровых данных.

Проект представляет собой стандартную трехуровневую серверную архитектуру, в которой клиент, веб-сервер бизнес-логики и компоненты базы данных являются модульными. Преимущества модульной трехуровневой модели хорошо известны. Модульная конструкция обеспечивает стандартизированные интерфейсы и позволяет легко обновить любой конкретный модуль. Игровые серверы также можно считать клиентами веб-сервера.

Клиент TGEA и сервер TGEA являются стандартным MOG, который TGEA (и большинство других многопользовательских игровых движков) предоставляет «из коробки». Сервер веб-приложений и сервер управления базами данных предоставляют функции для реализации MMO-игры или постоянного, интегрированного игрового мира .

Веб-сервер обслуживает веб-службы, которые могут извлекать и сохранять данные. Это простое, прямое соединение игровых клиентов и серверов с веб-интерфейсом и базой данных вместе с HTTP позволяет создать элегантную, простую, но мощную игровую архитектуру MMO. Концептуально это может помочь представить архитектуру, состоящую из двух всеобъемлющих компонентов: игрового сервера и клиента, обеспечивающего функции MOG, и дополнительного веб-интерфейса и базы данных, добавляющих игровые функции MMO.

MMO реализация игровой архитектуры

Звездолет IBM?

Объясняя архитектуру с использованием знакомой игровой темы, относящейся к пространству научной фантастики, мы можем избежать громоздкой терминологии, такой как «начальный игровой сервер области спавна» и «клонированный игровой сервер побочной миссии A.» Вместо этого в игровой игре Starship IBM используются такие термины, как « материнский сервер» и « чужой форпост- сервер».

Представьте себе вымышленную игру типа MMO под названием Starship IBM. Это в научной фантастике, состоящей из:

• Материнский корабль "Starship IBM", который является домашним кораблем, куда игроки попадают в игру при входе в игру. Игроки могут исследовать корабль и взаимодействовать с другими членами экипажа (игроками). Оттуда игроки могут посещать другие планеты для выполнения миссий и возвращаться на родной корабль после завершения миссии.
• Застава инопланетян захвачена враждебными инопланетянами. Игроки могут создавать небольшие «выездные команды» с другими игроками и путешествовать на эту планету, чтобы сражаться с инопланетными монстрами.
• Неисследованная планета, которую игроки могут исследовать в транспортном средстве.

Используя воображаемую игру в качестве примера, на рисунке 3 показана игровая архитектура MMO, основанная на реальной игре MMO IBM.

Рисунок 3. Реализация игровой архитектуры MMO

Объекты на рисунке 3:

Клиент 1 ... N

Пользовательские клиентские машины. Игровой клиент TGEA Игровой клиент, установленный на компьютере пользователя. Игровой сервер Mothership TGEA Игровой сервер Mothership - это место, где игрок сначала регистрируется, когда присоединяется к игре. Отсюда игроки могут затем играть в посты инопланетян и неисследованные планеты.

На двух отдельных физических серверах находятся два игровых сервера. Сервер может обрабатывать только определенное количество одновременных клиентов из-за ограниченного объема вычислительной мощности и пропускной способности сервера. Для обработки большего количества клиентов был добавлен дополнительный клонированный сервер.

игрового сервера TGEA. Обслуживает миссии инопланетного форпоста. Игроки могут формировать небольшие команды и «путешествовать» к этому серверу на миссии с родного корабля.

На каждом физическом сервере находятся 10 игровых серверов инопланетных форпостов. TGEA допускает несколько экземпляров серверов TGEA на процессор, причем каждый сервер прослушивает уникальный порт для клиентских подключений TGEA. Звездный корабль IBM разработан таким образом, что каждый игровой сервер заставляет инопланетян выполнять не более восьми игроков на одну миссию.

игровой сервер планеты TGEA. Со своего корабля игроки могут отправиться на этот сервер (планету) и исследовать мир на транспортном средстве. Secure WebSphere server Обрабатывает все запросы HTTP GET от игровых серверов TGEA. Открытый сервер WebSphere. Обрабатывает все запросы HTTP GET от клиентов TGEA. Поскольку запросы общедоступны, должны быть доступны только безопасные, соответствующие функции.

Например, любые запросы на обновление базы данных не должны быть выставлены. (Эта функция принадлежит безопасному серверу WebSphere).

Хранит данные, связанные с игрой. Брандмауэр Брандмауэр среды хостинга, который обеспечивает доступ к игровым серверам с использованием сетевого протокола TGEA. Разрешает HTTP-запросам доступ к общедоступному серверу WebSphere. Система IBM BladeCenter® Физический сервер, на котором работают различные игровые серверы, серверы WebSphere и DB2.

Сервер TGEA требует Windows.

игровое соединение. Каждый клиент TGEA подключается к определенному серверу TGEA. TGEA позволяет клиенту отключиться, а затем подключиться к другому серверу TGEA. HTTP GET Клиенты TGEA отправляют запросы HTTP GET на общедоступный сервер WebSphere, в то время как запросы только на серверы TGEA отправляют на защищенный сервер WebSphere. Соединение JDBC Соединение между серверами WebSphere и DB2.

Архитектура на рисунке 3 представляет собой изолированную архитектуру, что означает, что масштабируемость обеспечивается путем распределения серверов на несколько физических серверов. В этом случае игровые серверы распределяются на шесть физических серверов. Теоретически, они обрабатывают в шесть раз больше одновременно работающих пользователей как один физический сервер.

Рассматривая архитектуру на рисунке 3, вы можете задаться вопросом, с каким количеством одновременно работающих игроков может справиться игровая система. Нет определенного ответа. По умолчанию сервер TGEA сконфигурирован для обработки максимум 64 игроков, но эту конфигурацию можно легко обновить до любого числа. В какой-то момент, однако, когда определенное количество одновременно работающих пользователей находятся на игровом сервере, производительность будет снижаться до такой степени, что игра станет недоступной для игры. Для этого номера не установлено никаких ограничений. Производительность зависит от ряда факторов, таких как:

• Мощность обработки и пропускная способность, доступные для сервера.
• Дизайн мира. Игра, состоящая из простых аватаров, прогуливающихся по безликой равнине, лишенной каких-либо объектов, в густом тумане, может сыграть лучше, чем высокоинтерактивный шутер от первого лица, созданный в богато детализированном мире, полном многочисленных объектов.
• Тип игры. Виртуальный мир или пошаговая MMORPG не требуют сетевой точности и производительности шутера от первого лица.

Наш опыт работы в IBM показал, что примерно 200 одновременно работающих игроков могут быть размещены на одном сервере TGEA для MMORPG или игры в виртуальном мире. Опять же, это во многом зависит от факторов, упомянутых выше. Используя это приблизительное число, архитектура MMO на рисунке 3 может обрабатывать максимум:

Два сервера Mothership = 400 игроков.
20 серверов форпостов инопланетян, по 8 игроков в каждом = 160 игроков.
2 неисследованных сервера планеты = 400 игроков.

Следовательно, максимальная сумма будет равна 960 игрокам.

Резюме

В этой статье вы узнали о дизайне игровой архитектуры MMO на основе игры MMO IBM PowerUp. Вы прошли через архитектуру примера научной космической игры.

Оставайтесь с нами для части 2, в которой будут рассмотрены технические детали архитектуры: как интегрированы игровой сервер и клиенты, а также внутренние серверы WebSphere и DB2, а также какие функции типа MMO предоставляются бэкэндом. Узнайте, как осуществляется путешествие от материнского корабля к аванпосту пришельцев, как хранятся данные, связанные с игрой (например, очки), и какие функции предоставляет серверная часть для управления игровыми серверами.

Часть 3 оценит, соответствует ли архитектура начальным целям, и рассмотрит будущие возможности и ограничения.

Подтверждения

Спасибо Игорю Гершфангу и Ричарду Дж. Янгу из IBM Global Business Services за их советы о том, сколько одновременных пользователей может обрабатывать сервер Torque Gaming Engine.

Загружаемые ресурсы

похожие темы

• Проверьте другие части этой серии:
  • Часть 2 исследует технические детали архитектуры, включая функции, и призывает интегрировать игровые клиенты и серверы с внутренними системами.
  • Часть 3 демонстрирует, как игровая архитектура MMO отвечает архитектурным целям высокого уровня: масштабируемости, гибкости в развертывании, гибкости игрового дизайна, производительности, функций и безопасности.
• Прочитать о ММО игры в Википедии.
• GarageGames специализируется на игровых движках, предназначенных для небольших и независимых разработчиков игр.
• Усовершенствованный игровой движок Torque (TGEA) является флагманским движком 3D-игр GarageGame.
• Игровой движок Torque (TGE) Другой игровой движок от GarageGames имеет менее продвинутые графические возможности, чем TGEA. Однако его сетевые возможности очень похожи на TGEA. Архитектура, описанная в этой статье, не использует какую-либо конкретную функцию, специфичную для TGEA и не являющуюся частью TGE. TGE также работает на Linux® и Macintosh.
• Обложки форума GarageGames Torque клиент / сервер сети ,
• Читайте о том, как Torque взаимодействует с веб-сервером ,
• Для сравнения Единство 3D игровой движок, который имеет функции, сравнимые с Torque.
• Проверять, выписываться Игровая сеть Unity в частности, раздел «Функции WWW», чтобы узнать, как Unity общается с веб-серверами.
• Узнайте больше о различных продуктах IBM, описанных в этой статье, в том числе от WebSphere , DB2 , а также BladeCenter ,
• Скачивайте, исследуйте и играйте PowerUp ,

Подпишите меня, чтобы комментировать уведомления

Похожие

Комментарии