网络游戏MMORPG服务器架构

1、网络游戏MMORPG整体服务器框架，包括早期,中期，当前的一些主流架构

 

.关键词

 

网络协议 网络IO 消息 广播 同步 CS TCP/UDP IP 集群 负载均衡 分布式 

网关服务器 GateServer 心跳 多线程/线程池 开源网络通讯框架/模型

阻塞/非阻塞/同步/异步    Proactor/Reactor/Actor Select/Poll/Epoll/Iocp/Kqueue 

游戏开发中的设计模式/数据结构

短连接和长连接 游戏安全 缓存 消息编码协议 脚本语言 

Socket Nagle/粘包/截断/TCP_NODELAY AI/场景 分线/分地图 开源MMORPG服务器

 

 

三.正文框架结构

 

1.    早期的MMORPG服务器结构

 

Client<->GameServer<->DB    所有业务,数据集中处理

 

 

优点:简单,快速开发

缺点:

    1.所有业务放在一起,系统负担大大增加.一个bug可能导致整个服务器崩溃,造成所有玩家掉线甚至丢失等严重后果。

    2.开服一刹那,所有玩家全部堆积在同一个新手村.->>>>卡，客户端卡（同屏人数过多渲染/广播风暴） 服务器卡(处理大量同场景消息/广播风暴)

2.    中期-用户分离集群式

 

 

                GameServe1

Client            |                    DB

                GameServer2

 

玩家不断增多->分线->程序自动或玩家手动选择进入

缺点:运营到后期,随着每条线玩家的减少, 互动大大减少。

3.    中后期 数据分离集群式

 

 

 

按地图划分服务器,当前主流

    新手村问题：《天龙八部》提出了较好的解决方案，建立多个平行的新手村地图，一主多副，开服时尽可能多的同时容纳新用户的涌入，高等级玩家从其它地图回新手村只能到达主新手村。

 

4.    当前主流的网络游戏架构

 

 

        注：在GateServer和CenterServer之间是有一条TCP连接的。而GameServer和LogServer之间的连接可以是UDP连接。这是有一个大概的图，很多地方需要细化。

 

GateServer:网关服务器,AgentServer、ProxyServer

 

 优点: 

    (1)作为网络通信的中转站，负责维护将内网和外网隔离开，使外部无法直接访问内部服务器，保障内网服务器的安全，一定程度上较少外挂的攻击。

    (2)网关服务器负责解析数据包、加解密、超时处理和一定逻辑处理，这样可以提前过滤掉错误包和非法数据包。

    (3)客户端程序只需建立与网关服务器的连接即可进入游戏，无需与其它游戏服务器同时建立多条连接，节省了客户端和服务器程序的网络资源开销。

    (4)在玩家跳服务器时，不需要断开与网关服务器的连接，玩家数据在不同游戏服务器间的切换是内网切换，切换工作瞬问完成，玩家几乎察觉不到，这保证了游戏的流畅性和良好的用户体验。

 

   缺点: 

1.网关服务器成为高负载情况下的通讯瓶颈问题

2由于网关的单节点故障导致整组服务器无法对外提供服务的问题

 

   解决：多网关技术。顾名思义，“多网关” 就是同时存在多个网关服务器，比如一组服务器可以配置三台GameGme。当负载较大时，可以通过增加网关服务器来增加网关的总体通讯流量，当一台网关服务器宕机时，它只会影响连接到本服务器的客户端，其它客户端不会受到任何影响。

 

DCServer:数据中心服务器。主要的功能是缓存玩家角色数据，保证角色数据能快速的读取和保存

CenterServer:全局服务器/中心服务器,也叫WorldServer. 主要负责维持GameServer之间数据的转发和数据广播。另外一些游戏系统也可能会放到Center上处理，比如好友系统,公会系统。

 

    改进:将网关服务器细化为LogingateServer和多个GameGateServer.

 

5.    按业务分离式集群

由于网络游戏存在很多的业务，如聊天，战斗，行走，NPC等，可以将某些业务分到单独的服务器上。这样每个服务器的程序则会精简很多。而且一些大流量业务的分离,可以有效的提高游戏服务器人数上限。

 

 

 

 

优点：

      1.业务的分离使得每种服务器的程序变的简单，这样可以降低出错的几率。即使出错，也不至于影响到每一个整个游戏的进行,而且通过快速启动另一台备用服务器替换出错的服务器。

     2.业务的分离使得流量得到了分散，进而相应速度回得到提升 。

     3.大部分业务都分离了成了单独的服务器,所以可以动态的添加，从而提高人数上限。

 

改进：甚至可以将登陆服务器细化拆分建角色,选择角色服务器

 

6.    一种简单实用的网络游戏服务器架构

 

下图中每个方框表示一个独立的进程APP组件，每个服务进程如果发生宕机会影响部分用户，整体服务但不会全部中断。在宕机进程重启后，又可以并入整体，全部服务得以继续。

 

 

 

 

gls：game login server，游戏登录服务器，某种程序上，其不是核心组件，gls调用外部的接口，进行基本的用户名密码认证。此外需要实现很多附属的功能：登录排队 （对开服非常有帮助），GM超级登录通道（GM可以不排队进入游戏），封测期间激活用户控制，限制用户登录，控制客户端版本等。

db：实质上是后台sql的大内存缓冲，隔离了数据库操作，比较内存中的数据，只把改变的数据定时批量写入sql。系统的算法，开发稳定性都要求非常高。

center：所有组件都要在这里注册，在线玩家的session状态都在这里集中存放，和各组件有心跳连接。所有对外的接口也全部通过这里。

角色入口：玩家登录游戏后的选择角色

gs：game server，最核心组件，同一地图，所有游戏逻辑相关的功能，都在这里完成。

gate：建立和用户的常链接，主要作sockt转发，屏蔽恶意包，对gs进行保护。协议加密解密功能，一个gate共享多个gs，降低跳转地图连接不上的风险。

IM，关系，寄售：表示其它组件，负责对应的跨地图发生全局的游戏逻辑。

 

7.另一个架构图

 

 

 

    1-   这是一条WebService的管道，在用户激活该区帐号，或者修改帐号密码的时候，通过这条通道来插入和更新用户的帐号信息。

    2-   这也是一条WebService管道，用来获取和控制用户该该组内的角色信息，以及进行付费商城代币之类的更新操作。

    3-   这是一条本地的TCP/IP连接，这条连接主要用来进行服务器组在登陆服务器的注册，以及登陆服务器验证帐户后，向用户服务器注册帐户登陆信息，以及进行对已经登陆的帐户角色信息进行操作（比如踢掉当前登陆的角色），还有服务器组的信息更新（当前在线玩家数量等）。

    4-   这也是一条本地TCP/IP连接，这条连接用来对连接到GameServer的客户端进行验证，以及获取角色数据信息，还有传回GameServer上角色的数据信息改变。

    5-   这条连接也是一条本地的TCP/IP连接，它用来进行公共信息服务器和数个游戏服务器间的交互，用来交换一些游戏世界级的信息（比如公会信息，跨服组队信息，跨服聊天频道等）。

    6-   这里的两条连接，想表达的意思是，UserServer和GameServer的Agent是可以互换使用的，也就是玩家进入组内之后，就不需要再切换 Agent。如果不怕乱套，也可以把登陆服务器的Agent也算上，这样用户整个过程里就不需要再更换Agent，减少重复连接的次数，也提高了稳定性。 （毕竟连接次数少了，也降低了连不上服务器的出现几率）

在这个架构里面，GameServer实际上是一个游戏逻辑的综合体，里面可以再去扩展成几个不同的逻辑服务器，通过PublicServer进行公共数据交换。

    UserServer实 际上扮演了一个ServerGroup的领头羊的角色，它负责向LoginServer注册和更新服务器组的信息（名字，当前人数），并且对Agent进 行调度，对选择了该组的玩家提供一个用户量最少的Agent。同时，它也兼了一个角色管理服务器的功能，发送给客户端当前的角色列表，角色的创建，删除， 选择等管理操作，都是在这里进行的。而且，它还是一个用户信息的验证服务器，GameServer需要通过它来进行客户端的合法性验证，以及获取玩家选择 的角色数据信息。

采用这种架构的游戏，通常有以下表现。

    1- 用户必须激活一个大区，才能在大区内登陆自己的帐号。

    2- 用户启动客户端的时候，弹出一个登陆器，选择大区。

    3- 用户启动真正的客户端的时候，一开始就是输入帐号密码。

    4- 帐号验证完成之后，进行区内的服务器选择。

    5- 服务器选择完成之后，进入角色管理。同时，角色在不同的服务器里不能共享。

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