Author: Fox
原文地址：http://m.shnenglu.com/Fox/archive/2007/12/16/game_world_architecture.html
一個MMORPG（Massively Multiplayer Online Role Playing Game）的架構包含客戶端和服務器兩部分?？蛻舳酥饕婕坝嬎銠C圖形學、物理學、多媒體技術等，服務器主要涉及網絡通信技術、數據庫技術，而人工智能、操作系統等計算機基礎學科知識的應用體現在MMORPG開發過程中的方方面面。
一、游戲世界的劃分
理想狀態的游戲世界僅由一個完整的場景組成，在《魔獸爭霸 III 》、《 CS 》這樣的單機游戲中，所有玩家位于該場景中，在理論上，位于該場景中的任意玩家都可以看到游戲中所有玩家并與之交互，出于公平性和游戲性（而不是技術上）的考慮，游戲中并不會這樣做。
然而，目前的 MMORPG 中，幾乎沒有任何一款可以做到整個游戲世界只包含一個場景，因為在一款 MMORPG 中，同時在線的玩家數量成百上千，甚至是數萬人同時在一個游戲世界中交互。以現在的網絡技術和計算機系統，還無法為這么多玩家的交互提供即時處理。因此， MMORPG 的游戲世界被劃分為大小不等、數量眾多的場景，游戲服務器對于這些場景的處理分為分區和無縫兩種。
在分區式服務器中，一個場景中的玩家無法看到另一個場景中的玩家，當玩家從一個場景到另外一個場景跨越時，都有一個數據轉移和加載的過程（尤其是從一個分區服務器跨越到另外一個服務器時），玩家都有一個等待的時間，在這段時間內，服務器的主要工作是實現跨越玩家數據的轉移和加載以及后一個場景中玩家、 NPC 等數據的傳輸，客戶端的主要工作是實現新場景資源的加載和服務器通信。主要時間的長短主要取決于后一個場景中資源數據的大小。分區式服務器的優點主要是各分區服務器保持相對獨立，缺點是游戲空間不夠大，而且，一旦某個分區服務器中止服務，位于該服務器上的所有玩家將失去連接。
所謂無縫服務器，玩家幾乎察覺不到場景之間的這種切換，在場景間沒有物理上的屏障，對于玩家而言，眾多場景構成了一個巨大的游戲世界。場景之間，甚至服務器之間“沒有了”明確的界線。因此，無縫服務器為玩家提供了更大的游戲空間和更友好的交互，實現了動態邊界的無縫服務器甚至可以在某個服務器中止服務時，按一定策略將負載動態分散到其他服務器。因此，無縫服務器在技術上要比分區服務器更加復雜。
目前國內上市的 MMORPG ，大多采用分區式服務器，做到無縫世界的主要有《完美世界》和《天下貳》等，國外的 MMORPG 中，像《魔獸世界》、《 EVE 》等，都實現了無縫世界。
無縫服務器與分區式服務器在技術上的主要區別是，當位于場景 S1 中的玩家 P1 處于兩個（甚至更多）場景 S1 、 S2 的邊界區域內時，要保證 P1 能夠看到場景 S2 中建筑、玩家、 NPC 等可感知對象。而且邊界區域的大小要大于等于 P1 可感知的范圍，否則就可能發生 S2 中的可感知對象突然閃現在 P1 視野中的異常。
無疑，無縫世界為玩家提供了更人性化和更具魅力的用戶體驗。
二、無縫世界游戲服務器的整體架構
MMORPG 的服務器架構從功能上主要劃分為三種：
1、 登錄服務器（ Login Server ）
登錄服務器用于玩家驗證登錄，并根據系統記錄玩家信息得到其所在節點服務器，并通過世界服務器為登錄玩家和對應節點服務器建立連接。
2、 世界服務器（ World Server ）
世界服務器將整個游戲世界劃分成不同場景，將所有場景按一定策略分配給節點服務器，并對節點服務器進行管理。世界服務器的另一功能是與登錄服務器交互。因此，世界服務器是登錄服務器、節點服務器的溝通橋梁，當然，一旦玩家登錄成功，世界服務器將主要處理節點服務器間的通信。因此，世界服務器對于玩家是透明的。
3、 節點服務器（ Node Server ）
節點服務器負責管理位于該節點的所有玩家、 NPC 的所有交互，在無縫世界游戲中，由于邊界區域的存在，一個節點服務器甚至要處理相鄰節點上位于邊界區域的玩家和 NPC 的信息。
在具體實現上，不同的 MMORPG 為了便于管理，可能還會具有 AI 服務器、日志服務器、數據庫緩存服務器、代理服務器等。
三、 無縫世界游戲服務器的主要技術需求
1、 編程語言（ C/C++ 、 SQL 、 Lua 、 Python ）
2、 圖形庫（ Direct 3D 、 OpenGL ）
3、 網絡通信（ WinSock 、 BSD Socket ，或者 ACE ）
4、 消息、事件、多線程、 GUI
5、 OS
三、無縫世界游戲服務器需要解決的主要問題
1、 資源管理
無論是服務器還是客戶端，都涉及到大量資源：玩家數據、 NPC 數據、戰斗公式、模型資源、通信資源等。當這些資源達到一定規模，其管理的難度不可忽視。而且，資源管理的好壞，直接關系到游戲的安全和生命。
2、 網絡安全
安全永遠是第一位的，我們無法指望所有的玩家及其所持的客戶端永遠是友好的。事實上，威脅到游戲的公平性和安全性的大多數問題，歸根結底，都是由于網絡通信中存在的欺騙和攻擊造成的，這些問題包含但不限于交易欺騙、物品復制。
3、 邏輯安全
邏輯安全按理說應該是游戲中最基本的考慮，覆蓋的范圍也最廣最雜。隨機數系統是一個非常值得重視的問題，隨機數不僅僅用于玩家可見的一些任務系統、戰斗公式、人工智能、物品得失等，還可用于網絡報文加密等。因此，隨機數系統本身的安全不容忽視。另外一個常見的邏輯安全是玩家的移動，最主要的就是防止加速齒輪這樣的變態操作。
4、 負載均衡
MMORPG 中的負載均衡包括客戶端及服務器資源管理和邏輯處理的負載均衡，其中最難預知的是網絡通信的負載均衡，正常情況下的網絡通信數量是可以在游戲設計時做出評估的，但因惡意攻擊造成的網絡負載是無法預測的。因此，負載均衡所要處理的主要是實時動態負載均衡和災難恢復。負載均衡需要解決的問題包括負載監控、負載分析、負載分發和災難恢復。
5、 錄像系統
錄像系統的構建，主要用于重現關鍵數據的輸入輸出，如玩家交易、玩家充值，或者當 bug 出現后，為邏輯服務器（泛指上文提到的所有類型服務器，主要是節點服務器）相應部分啟動錄像系統。待收集到足夠數據后，通過錄像系統重現 bug 。為了使邏輯服務器不受自身時間（如中斷調試等）的影響，還可以專門設計心跳服務器來控制數據傳輸。
四、總結
在 MMORPG 中，真正的 bug 永遠存在于將來。從這一點出發，關于 MMORPG 中游戲世界的構建，怎樣苛刻的思考都不為過。
參考資料：
1、 [美] Kim Pallister編, 孟憲武 等譯. 游戲編程精粹5, P467-474, P516. 人民郵電出版社, 2007年9月. 北京.
2、 [美] Thor Alexander編, 史曉明 譯. 大型多人在線游戲開發, P174-185. 人民郵電出版社, 2006年12月. 北京.
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7、 [美] Erich Gamma等著, 李英軍 等譯. 設計模式. 機械工業出版社, 2000年6月. 北京.
8、 游戲引擎全剖析. http://bbs.gameres.com/showthread.asp?threadid=101293.
9、 服務器結構探討：登錄服的負載均衡. http://gamedev.csdn.net/page/351491d0-05ad-48a4-85e1-77870bc1eef3.
10、服務器結構探討：最終的結構. http://gamedev.csdn.net/page/28695655-974c-4291-8ac4-2589c4e770d3.
posted on 2009-01-02 03:39
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游戲服務器端開發