一、网络游戏架构的前世今生（1）

本文中的部分资料内容源于前aws的同事。

第一章将按下述顺序进行展开

1. 网络游戏架构的基本理解
2. 网络演进
3. 计算演进
4. 数据库演进
5. 存储演进
6. 实际案例
7. 总结

1. 网络游戏架构与游戏引擎

网络游戏架构（简称游戏架构）是一个听上去既高大上又“原始”的话题，业内其实谈及的场景非常非常非常有限。之所以说它高大上，是因为大家谈论的很少，思考的也相对较少；说它“原始”是因为，大部分谈论的架构、解决方案、场景，通常都是Web应用，与前沿且成熟的Web架构相对比，会产生游戏架构“原始”的感觉。我一直认为这里的“原始”是一定要加上引号的，因为我并不认为游戏架构真的粗糙而简陋，因为技术方向的差异，游戏更多的关注点在于一致且高效的性能——同样一个人能忍受不到半秒的下单延迟，却很难忍受哪怕稍微一停顿的切换装备（专业点这里的例子应该用存档来表述）。玩家希望游戏是极度流畅（这里的极度相比于一般Web应用）、稳定且能提供7*24小时不间断服务的，而游戏架构正是设计为这样的用户需求服务。

这里有必要区分一下“游戏引擎”和“游戏架构”这两个概念。在单机游戏中这两者没有太大区别，但在网络游戏中，我所认为的游戏架构的概念是一个更广的概念。提及游戏架构，往往会想到——客户端使用xxx游戏引擎，网络通信使用xxx网络连接，服务器使用xxx架构；游戏引擎一般指游戏客户端的可视化开发工具和可重用组件，与开发环境高度集成。我接触过白鹭、cocos2dx、Unity、CryEngine、Unreal Engine、Lumberyard，它们中的有一些已经扩展了不少服务器相关的功能组件，例如 Unity 的服务器方案，UE4 的 Dedicated Sever，大部分引擎也拥有自定义的组件市场，里面的功能保罗万象。但游戏引擎不是游戏架构，因为游戏架构不存在固定数量的最优解，而在这些组件包装好的同时，也失去了灵活性，所以这些组件通常只为对性能、对用户体量预期较低的小型游戏服务。游戏架构就像一个一眼看不到边界的大舞台，每个游戏开发者都能在这个舞台上大展拳脚，去实现自己独一无二的游戏。

游戏架构的演进很多时候是出于完全自发的状态，对于游戏本身的追求，部分时候甚至会高过把它当作一个用来赚钱的商品，这是一种强大的自驱力。 当我们做一个第一人称射击游戏，刚开始我们能对一个靶子开枪从而获得分数，自然而然的，我们想和身边的朋友比比谁更准，所以我们需要一个网络联机方案，把朋友们拉入一局对战。而当朋友没空时，我们需要一个机制让陌生人也能一起对战，所以我们需要一个匹配方案。而当我们的枪法水平在短时间得不到明显提升，需要一个成长机制持续不断的感受到正反馈，所以我们需要一个成长方案，例如更好的装备、更好的属性。游戏架构正是在一个又一个想法的产生与实践下不断演进。

大部分游戏都需要持续不断且“短期”的正反馈，这也是游戏区别于其他应用的地方，这也是游戏如此令人着迷的地方。为了提供更持续更高效的正反馈，必须把用户体验做到更好。有些硬核游戏的正反馈流程较长，有些甚至需要几十、上百小时的游戏游玩时间，但这也远比生活中的一般项目获得正反馈的时间成本要低了，也更强烈。

2. 网络方案演进

2.1 网络同步方案

回到网络游戏的早期，MUD、MUX游戏兴起，部分单机游戏提供局域网联机对战的功能，我们在仅由文字、字符画、简单贴图描述的世界中自由探险。在游戏中，我们需要近实时的和其他玩家交互，聊天、合作或对战。游戏把我们连接到一个世界中，进行网络同步，这是最早期的P2P(peer-to-peer)架构。

每个玩家在本地主机上所执行的指令快速同步到其他主机上，让所有主机计算出相同的战局信息，通过程序渲染展示给每位玩家看到，这种同步方案也被称为帧同步。这种帧同步带来了三个最明显的问题：1、逻辑不同步导致对局信息混乱；2、外挂（例全图挂，对于所有指令的本地直接解析显示）3、单局能承载的人数少，更多帧同步相关细节在这里不做展开。

一种思路是，我们可以从这些玩家中选举出一个主机，由它来进行一些仲裁。被选为主机的玩家被赋予了更多的权力，而它的机器性能和网络环境也成为一个重要的影响因素，主机的提前退出、网络中断都会导致游戏的结束，而主机糟糕的网络会严重影响其他玩家的游戏体验。当今，有一些支持自定义地图编辑器的游戏，使用这种方式进行网络联机。

第二种思路是，我们可以部署一系列独立的服务器，由他来作为主机，负责帧信号的同步、少量仲裁。游戏公司承担了服务器部署、维护的职责，游戏公司一般会选择网络条件较好的机房、采购昂贵的大带宽，由于早期网络环境比较复杂，还需要分别使用三大运营商所接入的机房，到后面开始有BGP接入的机房才能削减机房接入数量。这种架构也被成为 c/s (client/server) 架构。

第三种思路也是 C/S 架构，只不过我们换了一种同步方案。我们希望更多的人在同一个游戏世界进行交互，希望百人、千人、万人在同一个世界同时游玩；我们希望解决逻辑不同步导致的灾难性后果。由此我们设计了状态同步的架构，即服务器负责计算不同人物、物体的状态属性变化，并将这种状态属性的变化告知客户端，由客户端进行渲染展示，从而代替了同步逻辑帧（玩家指令）这种做法。这种方案被广泛应用在MMORPG、SLG等游戏中，部分MOBA类游戏在重要对局（例如电竞比赛）时，也会由帧同步切换为状态同步，当然也有全部状态同步的MOBA游戏。

网络同步方案各有优劣，目前不存在完美的网络同步方案适合所有的游戏场景，根据游戏类型和玩法需求选择一种或几种相结合是目前的主流。

未完待续……