快节奏多人在线游戏网络入门系列教程（1）：简介

简介

该系列教程主要讨论快节奏多人在线游戏的网络相关的技术和算法。这是该系列教程的第一章，如果你对多人在线游戏有一定了解，可以跳过本章。
开发任何一款游戏都是一个挑战性的任务。而多人在线游戏增加了更多新的问题。有趣的是，这些问题的核心恰恰与人类的天性息息相关。

作弊问题

作弊，是一切问题的根源。
作为一个游戏开发者，单机游戏是无所谓玩家作弊的——因为玩家的行为只影响他自己。作弊玩家的行为可能会获得一些开发者预料之外的游戏体验，然而这毕竟是玩家自己的游戏，他们有权去做任何自己想做的事。
网络游戏完全不同。任何网络竞技游戏，一个作弊的玩家不仅仅提高他自己的游戏体验，而且会降低其他玩家的游戏体验。作为开发者，你必须想办法避免这种情况，否则必将会导致玩家的流失。
有很多方法来反作弊，然而最重要的（或者说最有意义的）一件事，简单说来就是：永远不要相信玩家 。永远考虑最坏的情况——玩家总是会想方设法的作弊。

权威服务器与无权客户端

看上去最简单的解决方案很容易得出——让所有事情都发生在服务器上，这样你就能把控一切，而客户端仅仅作为服务器的观众，即客户端只是发送输入（键盘鼠标，命令等）到服务器，服务器运行游戏，然后反馈游戏结果给客户端。这种做法叫做权威服务器（authoritative server），因为游戏世界中的所有一切，都是在唯一的服务器上发生的。
当然服务器可能会容易遭到攻击，然而这不是本文探讨的内容。使用权威服务器确实能够避免很大范围内的“黑客”行为。例如，你不相信玩家的生命值，一个“黑客”玩家可能会修改他本地的生命值到100倍，然而服务器知道实际上该玩家生命值只有10%——无论客户端怎么想，当玩家再次受到攻击时他该死就得死。
同理，你也不会相信玩家在游戏世界中的位置坐标信息。例如，一个“黑客”玩家会告诉服务器“我现在位置是（10,10）”，而一秒钟后他穿越了一道不可逾越的墙，或者移动的比其他玩家都快，报告服务器说“我现在位置是（20,10）”。因此，正确的做法是，服务器知道该玩家位置在（10,10），客户端告诉服务器“我要右移一个单位”，服务器更新自己的游戏状态，将该玩家移动到（11,10），然后告诉该客户端“你现在的位置是（11,10）”。该过程如下图所示。

简单的客户端-服务器交互
总而言之，游戏的状态由服务器单独管理。客户端发送交互信息给服务器，服务器周期性的更新游戏状态，然后返回游戏状态给客户端，而客户端仅仅负责渲染结果。

网络延迟

上述处理对于慢节奏的游戏——策略类、棋牌类游戏而言工作的很好。对于局域网游戏也能很好的胜任，因为局域网的延迟非常低。然而对于因特网上的快节奏多人在线游戏，会发生很多问题。
我们在物理上讨论下问题根源。假设你在旧金山，服务器在纽约，距离为4000km。即使是光速走完这么长的距离，也需要13ms。
这个时间看上去很快，然而，在实际中，数据包在路由器之间传输存在大量延迟，包括路由器本身的延迟，数据包的复制、验证、路由等等。进一步的，如果是从纽约到东京呢？再加上网络发生了拥堵呢？这些情况下，超过500ms的延迟都是有可能发生的。
回到上面的例子，客户端发送输入给服务器，如（“我按下了键盘右箭头键”）。服务器50ms后收到输入。假设服务器处理输入是瞬间完成的，那么50ms后，客户端收到服务器返回的状态（“你现在位置是（1,0）”）。
站在客户端的视角上，你按下了键盘右箭头键，0.1秒的时间中，什么都没有发生，0.1秒后你突然右移了一个单位。0.1秒的延迟可能不会造成太大的影响，然而，如果延迟超过半秒，会对整个游戏体验造成灾难。

总结

多人在线游戏是迷人而有趣的，同时也是具备挑战性的。权威服务器架构能很好的防止玩家作弊，但简单直接的实现会导致玩家产生反应迟钝的体验。
在接下来的文章中，我们就会进一步探讨基于权威服务器的解决方案，来降低玩家获得交互响应的延迟，使得玩家感觉自己在玩单机游戏一样。

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原文链接：http://www.gabrielgambetta.com/fpm1.html