一 專業(yè)基礎(chǔ)

1.1 網(wǎng)絡(luò)

1.1.1 理解TCP/IP協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)傳輸模型

滑動窗口技術(shù)

建立連接的三次握手與斷開連接的四次握手

連接建立與斷開過程中的各種狀態(tài)

TCP/IP協(xié)議的傳輸效率

思考

1）請解釋DOS攻擊與DRDOS攻擊的基本原理

2）一個100Byte數(shù)據(jù)包，精簡到50Byte, 其傳輸效率提高了50%

3）TIMEWAIT狀態(tài)怎么解釋？

1.1.2 掌握常用的網(wǎng)絡(luò)通信模型

Select

Epoll，邊緣觸發(fā)與平臺出發(fā)點(diǎn)區(qū)別與應(yīng)用

Select與Epoll的區(qū)別及應(yīng)用

1.2 存儲

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲體系

程序運(yùn)行時的內(nèi)存結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)文件系統(tǒng)，頁表結(jié)構(gòu)

內(nèi)存池與對象池的實(shí)現(xiàn)原理，應(yīng)用場景與區(qū)別

關(guān)系數(shù)據(jù)庫MySQL的使用

共享內(nèi)存

1.3 程序

對C/C++語言有較深的理解

深刻理解接口，封裝與多態(tài)，并且有實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)

深刻理解常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：數(shù)組，鏈表，二叉樹，哈希表

熟悉常用的算法及相關(guān)復(fù)雜度：冒泡排序，快速排序

二 游戲開發(fā)入門

2.1防御式編程

不要相信客戶端數(shù)據(jù)，一定要檢驗(yàn)。作為服務(wù)器端你無法確定你的客戶端是誰，你也不能假定它是善意的，請做好自我保護(hù)。(這是判斷一個服務(wù)器端程序員是否入門的基本標(biāo)準(zhǔn))

務(wù)必對于函數(shù)的傳人參數(shù)和返回值進(jìn)行合法性判斷，內(nèi)部子系統(tǒng)，功能模塊之間不要太過信任，要求低耦合，高內(nèi)聚

插件式的模塊設(shè)計(jì)，模塊功能的健壯性應(yīng)該是內(nèi)建的，盡量減少模塊間耦合

2.2 設(shè)計(jì)模式

道法自然。不要迷信，迷戀設(shè)計(jì)模式，更不要生搬硬套

簡化，簡化，再簡化，用最簡單的辦法解決問題

借大寶一句話：設(shè)計(jì)本天成，妙手偶得之

2.3 網(wǎng)絡(luò)模型

自造輪子: Select, Epoll， Epoll一定比Select高效嗎？

開源框架: Libevent, libev, ACE

2.4 數(shù)據(jù)持久化

自定義文件存儲，如《夢幻西游》

關(guān)系數(shù)據(jù)庫: MySQL

NO-SQL數(shù)據(jù)庫: MongoDB

2.5 內(nèi)存管理

使用內(nèi)存池和對象池，禁止運(yùn)行期間動態(tài)分配內(nèi)存

對于輸入輸出的指針參數(shù)，嚴(yán)格檢查，寧濫勿缺

寫內(nèi)存保護(hù)。使用帶內(nèi)存保護(hù)的函數(shù)(strncpy, memcpy, snprintf, vsnprintf等)，嚴(yán)防數(shù)組下標(biāo)越界

防止讀內(nèi)存溢出，確保字符串以’\0’結(jié)束

2.6 日志系統(tǒng)

簡單高效，大量日志操作不應(yīng)該影響程序性能

穩(wěn)定，做到服務(wù)器崩潰是日志不丟失

完備，玩家關(guān)鍵操作一定要記日志，理想的情況是通過日志能重建任何時刻的玩家數(shù)據(jù)

開關(guān)，開發(fā)日志的要加級別開關(guān)控制

2.7 通信協(xié)議

采用PDL(Protocol Design Language)， 如Protobuf，可以同時生成前后端代碼，減少前后端協(xié)議聯(lián)調(diào)成本， 擴(kuò)展性好

JSON，文本協(xié)議，簡單，自解釋，無聯(lián)調(diào)成本，擴(kuò)展性好，也很方便進(jìn)行包過濾以及寫日志

自定義二進(jìn)制協(xié)議，精簡，有高效的傳輸性能，完全可控，幾乎無擴(kuò)展性

2.8 全局唯一Key（GUID）

為合服做準(zhǔn)備

方便追蹤道具，裝備流向

每個角色，裝備，道具都應(yīng)對應(yīng)有全局唯一Key

2.9 多線程與同步

消息隊(duì)列進(jìn)行同步化處理

2.10 狀態(tài)機(jī)

強(qiáng)化角色的狀態(tài)

前置狀態(tài)的檢查校驗(yàn)

2.11 數(shù)據(jù)包操作

合并, 同一幀內(nèi)的數(shù)據(jù)包進(jìn)行合并，減少IO操作次數(shù)

單副本, 用一個包盡量只保存一份，減少內(nèi)存復(fù)制次數(shù)

AOI同步中減少中間過程無用數(shù)據(jù)包

2.12 狀態(tài)監(jiān)控

隨時監(jiān)控服務(wù)器內(nèi)部狀態(tài)

內(nèi)存池，對象池使用情況

幀處理時間

網(wǎng)絡(luò)IO

包處理性能

各種業(yè)務(wù)邏輯的處理次數(shù)

2.13 包頻率控制

基于每個玩家每條協(xié)議的包頻率控制，癱瘓變速齒輪

2.14 開關(guān)控制

每個模塊都有開關(guān)，可以緊急關(guān)閉任何出問題的功能模塊

2.15 反外掛反作弊

包頻率控制可以消滅變速齒輪

包id自增校驗(yàn)，可以消滅WPE

包校驗(yàn)碼可以消滅包攔截篡改

圖形識別嗎，可以踢掉99%非人的操作

魔高一尺，道高一丈

2.16 熱更新

核心配置邏輯的熱更新，如防沉迷系統(tǒng)，包頻率控制，開關(guān)控制等

代碼基本熱更新，如Erlang，Lua等

2.17 防刷

關(guān)鍵系統(tǒng)資源（如元寶，精力值，道具，裝備等）的產(chǎn)出記日志

資源的產(chǎn)出和消耗盡量依賴兩個或以上的獨(dú)立條件的檢測

嚴(yán)格檢查各項(xiàng)操作的前置條件

校驗(yàn)參數(shù)合法性

2.18 防崩潰

系統(tǒng)底層與具體業(yè)務(wù)邏輯無關(guān)，可以用大量的機(jī)器人壓力測試暴露各種bug，確保穩(wěn)定

業(yè)務(wù)邏輯建議使用腳本

系統(tǒng)性的保證游戲不會崩潰

2.19 性能優(yōu)化

IO操作異步化

IO操作合并緩寫 （事務(wù)性的提交db操作，包合并，文件日志緩寫）

Cache機(jī)制

減少競態(tài)條件 (避免頻繁進(jìn)出切換，盡量減少鎖定使用，多線程不一定由于單線程) 多線程不一定比單線程快

減少內(nèi)存復(fù)制

自己測試，用數(shù)據(jù)說話，別猜

2.20 運(yùn)營支持

接口支持：實(shí)時查詢，控制指令，數(shù)據(jù)監(jiān)控，客服處理等

實(shí)現(xiàn)考慮提供Http接口

2.21 容災(zāi)與故障預(yù)案

略

三 服務(wù)器端架構(gòu)

3.1 什么是好的架構(gòu)？

滿足業(yè)務(wù)要求

能迅速的實(shí)現(xiàn)策劃需求，響應(yīng)需求變更

系統(tǒng)級的穩(wěn)定性保障

簡化開發(fā)。將復(fù)雜性控制在架構(gòu)底層，降低對開發(fā)人員的技術(shù)要求，邏輯開發(fā)不依賴于開發(fā)人員本身強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力，提高開發(fā)效率

完善的運(yùn)營支撐體系

3.2 架構(gòu)實(shí)踐的思考

簡單，滿足需求的架構(gòu)就是好架構(gòu)

設(shè)計(jì)性能，抓住重要的20%， 沒必要從程序代碼里面去摳性能

熱更新是必須的

人難免會犯錯，盡可能的用一套機(jī)制去保障邏輯的健壯性

游戲服務(wù)器的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)頗有挑戰(zhàn)性的工作，游戲服務(wù)器的發(fā)展也由以前的單服結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾C(jī)構(gòu)，甚至出現(xiàn)了bigworld引擎的分布式解決方案，最近了解到Unreal的服務(wù)器解決方案atlas也是基于集群的方式。

負(fù)載均衡是一個很復(fù)雜的課題，這里暫不談bigworld和atlas的這類服務(wù)器的設(shè)計(jì)，更多的是基于功能和場景劃分服務(wù)器結(jié)構(gòu)。

首先說一下思路，服務(wù)器劃分基于以下原則：

1. 分離游戲中占用系統(tǒng)資源（cpu，內(nèi)存，IO等）較多的功能，獨(dú)立成服務(wù)器。
2. 在同一服務(wù)器架構(gòu)下的不同游戲，應(yīng)盡可能的復(fù)用某些服務(wù)器（進(jìn)程級別的復(fù)用）。
3. 以多線程并發(fā)的編程方式適應(yīng)多核處理器。
4. 寧可在服務(wù)器之間多復(fù)制數(shù)據(jù)，也要保持清晰的數(shù)據(jù)流向。
5. 主要按照場景劃分進(jìn)程，若需按功能劃分，必須保持整個邏輯足夠的簡單，并滿足以上1，2點(diǎn)。

服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖：

各個服務(wù)器的簡要說明：

Gateway 是應(yīng)用網(wǎng)關(guān)，主要用于保持和client的連接，該服務(wù)器需要2種IO，對client采用高并發(fā)連接，低吞吐量的網(wǎng)絡(luò)模型，如IOCP等，對服務(wù)器采用高吞吐量連接，如阻塞或異步IO。

網(wǎng)關(guān)主要有以下用途：

1. 分擔(dān)了網(wǎng)絡(luò)IO資源
2. 同時，也分擔(dān)了網(wǎng)絡(luò)消息包的加解密，壓縮解壓等cpu密集的操作。
3. 隔離了client和內(nèi)部服務(wù)器組，對client來說，它只需要知道網(wǎng)關(guān)的相關(guān)信息即可（ip和port）。
4. client由于一直和網(wǎng)關(guān)保持常連接，所以切換場景服務(wù)器等操作對client來說是透明的。
5. 維護(hù)玩家登錄狀態(tài)。

World Server 是一個控制中心，它負(fù)責(zé)把各種計(jì)算資源分布到各個服務(wù)器，它具有以下職責(zé)：

1. 管理和維護(hù)多個Scene Server。
2. 管理和維護(hù)多個功能服務(wù)器，主要是同步數(shù)據(jù)到功能服務(wù)器。
3. 復(fù)雜轉(zhuǎn)發(fā)其他服務(wù)器和Gateway之間的數(shù)據(jù)。
4. 實(shí)現(xiàn)其他需要跨場景的功能，如組隊(duì)，聊天，幫派等。

Phys Server 主要用于玩家移動，碰撞等檢測。

所有玩家的移動類操作都在該服務(wù)器上做檢查，所以該服務(wù)器本身具備所有地圖的地形等相關(guān)信息。具體檢查過程是這樣的：首先，Worldserver收到一個移動信息，WorldServer收到后向Phys Server請求檢查，Phys Server檢查成功后再返回給world Server，然后world server傳遞給相應(yīng)的Scene Server。

Scene Server 場景服務(wù)器，按場景劃分，每個服務(wù)器負(fù)責(zé)的場景應(yīng)該是可以配置的。理想情況下是可以動態(tài)調(diào)節(jié)的。

ItemMgr Server 物品管理服務(wù)器，負(fù)責(zé)所有物品的生產(chǎn)過程。在該服務(wù)器上存儲一個物品掉落數(shù)據(jù)庫，服務(wù)器初始化的時候載入到內(nèi)存。任何需要產(chǎn)生物品的服務(wù)器均與該服務(wù)器直接通信。

AIServer 又一個功能服務(wù)器，負(fù)責(zé)管理所有NPC的AI。AI服務(wù)器通常有2個輸入，一個是Scene Server發(fā)送過來的玩家相關(guān)操作信息，另一個時鐘Timer驅(qū)動，在這個設(shè)計(jì)中，對其他服務(wù)器來說，AIServer就是一個擁有很多個NPC的客戶端。AIserver需要同步所有與AI相關(guān)的數(shù)據(jù)，包括很多玩家數(shù)據(jù)。由于AIServer的Timer驅(qū)動特性，可在很大程度上使用TBB程序庫來發(fā)揮多核的性能。

把網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)器分拆成多個進(jìn)程，分開部署。這種設(shè)計(jì)的好處是模塊自然分離，可以單獨(dú)設(shè)計(jì)。分擔(dān)負(fù)荷，可以提高整個系統(tǒng)的承載能力。

缺點(diǎn)在于，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境并不那么可靠。跨進(jìn)程通訊有一定的不可預(yù)知性。服務(wù)器間通訊往往難以架設(shè)調(diào)試環(huán)境，并很容易把事情攪成一團(tuán)糨糊。而且正確高效的管理多連接，對程序員來說也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。

前些年，我也曾寫過好幾篇與之相關(guān)的設(shè)計(jì)。這幾天在思考一個問題：如果我們要做一個底層通用模塊，讓后續(xù)開發(fā)更為方便。到底要解決怎樣的需求。這個需求應(yīng)該是單一且基礎(chǔ)的，每個應(yīng)用都需要的。

正如 TCP 協(xié)議解決了互聯(lián)網(wǎng)上穩(wěn)定可靠的點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)據(jù)流通訊一樣。游戲世界實(shí)際需要的是一個穩(wěn)定可靠的在游戲系統(tǒng)內(nèi)的點(diǎn)對點(diǎn)通訊需要。

我們可以在一條 TCP 連接之上做到這一點(diǎn)。一旦實(shí)現(xiàn)，可以給游戲服務(wù)的開發(fā)帶來極大的方便。

可以把游戲系統(tǒng)內(nèi)的各項(xiàng)服務(wù)，包括并不限于登陸，拍賣，戰(zhàn)斗場景，數(shù)據(jù)服務(wù)，等等獨(dú)立服務(wù)看成網(wǎng)絡(luò)上的若干終端。每個玩家也可以是一個獨(dú)立終端。它們一起構(gòu)成一個網(wǎng)絡(luò)。在這個網(wǎng)絡(luò)之上，終端之間可以進(jìn)行可靠的連接和通訊。

實(shí)現(xiàn)可以是這樣的：每個虛擬終端都在游戲虛擬網(wǎng)絡(luò)(Game Network)上有一個唯一地址 (Game Network Address , GNA) 。這個地址可以預(yù)先設(shè)定，也可以動態(tài)分配。每個終端都可以通過游戲網(wǎng)絡(luò)的若干接入點(diǎn) ( GNAP ) 通過唯一一條 TCP 連接接入網(wǎng)絡(luò)。接入過程需要通過鑒權(quán)。

鑒權(quán)過程依賴內(nèi)部的安全機(jī)制，可以包括密碼證書，或是特別的接入點(diǎn)區(qū)分。（例如，玩家接入網(wǎng)絡(luò)就需要特定的接入點(diǎn)，這個接入點(diǎn)接入的終端都一定是玩家）

鑒權(quán)通過后，網(wǎng)絡(luò)為終端分配一個固定的游戲域名。例如，玩家進(jìn)入會分配到 player.12345 這樣的域名，數(shù)據(jù)庫接入可能分配到 database 。

游戲網(wǎng)絡(luò)默認(rèn)提供一個域名查詢服務(wù)（這個服務(wù)可以通過鑒權(quán)的過程注冊到網(wǎng)絡(luò)中），讓每個終端都能通過域名查詢到對應(yīng)的地址。

然后，游戲網(wǎng)絡(luò)里所有合法接入的終端都可以通過其地址相互發(fā)起連接并通訊了。整個協(xié)議建立在 TCP 協(xié)議之上，工作于唯一的這個 TCP 連接上。和直接使用 TCP 連接不同。游戲網(wǎng)絡(luò)中每個終端之間相互發(fā)起連接都是可靠的。不僅玩家可以向某個服務(wù)發(fā)起連接，反過來也是可以的。玩家之間的直接連接也是可行的（是否允許這樣，取決于具體設(shè)計(jì)）。

由于每個虛擬連接都是建立在單一的 TCP 連接之上。所以減少了互連網(wǎng)上發(fā)起 TCP 連接的各種不可靠性。鑒權(quán)過程也是一次性唯一的。并且我們提供域名反查服務(wù)，我們的游戲服務(wù)可以清楚且安全的知道連接過來的是誰。

系統(tǒng)可以設(shè)計(jì)為，游戲網(wǎng)絡(luò)上每個終端離網(wǎng)，域名服務(wù)將廣播這條消息，通知所有人。這種廣播服務(wù)在互聯(lián)網(wǎng)上難以做到，但無論是廣播還是組播，在這個虛擬游戲網(wǎng)絡(luò)中都是可行的。

在這種設(shè)計(jì)上。在邏輯層面，我們可以讓玩家直接把聊天信息從玩家客互端發(fā)送到聊天服務(wù)器，而不需要建立多余的 TCP 連接，也不需要對轉(zhuǎn)發(fā)處理聊天消息做多余的處理。聊天服務(wù)器可以獨(dú)立的存在于游戲網(wǎng)絡(luò)。也可以讓廣播服務(wù)主動向玩家推送消息，由服務(wù)器向玩家發(fā)起連接，而不是所有連接請求都是由玩家客互端發(fā)起。

虛擬游戲網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成是一個獨(dú)立的層次，完全可以撇開具體游戲邏輯來實(shí)現(xiàn)，并能夠單獨(dú)去按承載量考慮具體設(shè)計(jì)方案。非常利于剝離出具體游戲項(xiàng)目來開發(fā)并優(yōu)化。

最終，我們或許需要的一套 C 庫，用于游戲網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的通訊。api 可以和 socket api 類似。額外多兩條接入與離開游戲網(wǎng)絡(luò)即可。