MMO 游戏服务器引擎设计

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一、 网络游戏开发的基本流程

◆ 项目文档

◆ 开发的进行和文档准备流程

◆ 技术人员文档

二、 MMO游戏架构

◆ MMO游戏特点

◆ MMO架构的特有内容

三、 策划文档

◆ 考虑示例游戏的题材

◆ 详细设计文档

◆ MMO庞大的游戏设定

◆ 5种设计文档

系统的基本结构图

进程关系图

资源评估文档

协议定义文档

数据库设计图

◆ 设计上的重要判断

四、 系统基本结构图

◆ 系统基本结构图的基础

◆ 服务器必须具有可扩展性 ---- 商业模式的确认

◆ 各瓶颈 ---- 扩展方式的选择

◆ MMO客户端特有的渲染性能瓶颈

◆ 解决服务器/数据库的瓶颈

空间分割法

实例法

平行世界方式

◆ 一台服务器负责整个游戏世界(什么都不做)

◆ 服务器的空间分割法 ---- 解决服务器的瓶颈

◆ 实例法 ---- 解决服务器的瓶颈

◆ 平行世界方式 ---- 解决数据库瓶颈

1、 同时采用平行世界和空间分割法

2、 同时采用空间分割、平行世界、实例法

◆ 同时采用多种方法 ---- 大量玩家在线时的数据

◆ 各种方式的引入难度

◆ 各个世界中数据库服务器的绝对性能提高

◆ K-Online的设计估算---- 首先从同时在线开始

◆ 据游戏逻辑的处理成本估算

◆ 据游戏数据库的处理负荷估算 ---- 角色数据的保存频率和数据库负荷的关系

◆ 可扩展性的最低讨论结果及进一步的用户体验追求

◆ 服务器的基本结构

五、 进程关系图

◆ 服务器连接的结构 ---- 只用空间分割法/使用平行世界方式和空间分割法

proxy与gmsv的关系是据gmsv处理逻辑的性能瓶颈和proxy连接数量瓶颈决定的m:n关系

(1) 只是用空间分割法；

蓝色是使用现有的服务器、黑色需要独立制作、准备
 

(2)同时使用平行世界和空间分割法

图 5-1-2-1 同时使用平行世界和空间分割法

使用平行世界方式进行扩展的关键是将dbsv分为dbsv1、dbsv2、dbsv3这样的多个数据库服务器，从而线性的提高存储游戏数据时的写入性能。

● authsv是共通的

● 分为5个平行世界，1个平行世界允许同时连接6000名玩家，总共允许3W玩家同时访问游戏

● 1个平行世界分为8个区(8核，8个进程)

● 1个平行世界准备360个实例(16核, 16个进程)

● 玩家继续增加的情况下，追加平行世界

图 5-1-2-1中，各个服务器的分布情况：

① 尽量使得authsv进程并行化

② 各个世界中,worldsv为1个进程，gmsv中地区用到8个进程， 实例用到16个进程，不能动态增减。
③ proxy与gmsv的个数相同

④ dbsv、MySQL、备份用的MySql每个世界1套

⑤ msgsv是所有世界共用的，尽量并行化，实际的进程数据要根据之后的基准测试来决定

⑥ logsv是所有世界共用的，只要1个进程，生成多少日志要在开发中决定

进程所需的服务器资源

资源估算分为两大类型：CPU为中心的服务器、存储为中心的服务器

■ CPU为中心的服务器：

CPU较快，内核较多，内存一般，存储量少，容错性低，一次性的

■ 存储为中心的服务器：

CPU一般，内核一般，内存高，存储量大，容错性高，使用长期

◆ 使用平行世界方式进行扩展的关键

六、 资源估算文档

◆ 以进程列表为基础估算服务器资源

◆ 分别以CPU、存储为中心的服务器

◆ 服务器资源估算 ---- 成本估算

七、 协议文档

◆ 协议的基本性质

C/SMMO中，TCP的基础上构建专用的协议，协议的基本性质：

■ 哪些作为Server，哪些作为Client

■ 长连接还是短链接，取决于是否需强连网进行频繁的网络消息发送

■ 与服务器端间的会话是否是有状态的，是否要进行管理各个会话(例如：定期统计在线玩家人数，可做在Client与Server的连接之间)

■ 是否管理认证时的状态

■ Client与Server之间的，Server与Server之间的m :n关系，取决于硬件系统和软件系统设计及处理的性能瓶颈的关系，例如：通常，一个Proxy远远满足于一个GameServer的处理性能需求

■ 是否需要服务器的主动推送(Push)

■ 连接中断时，是否需要立即结束服务

进程种类：

■ 客户端 cli

■ 逻辑服务器 gmsv

■ 登录服务器 loginsv

■ 消息服务器 msgsv

■ 数据库服务器 dbsv

■ 逆向代理服务器 proxy

■ 世界服务器 worldsv

■ 全体公用服务器 commondbsv

■ 收费认证服务器 authsv

■ 日志服务器 logsv

■ DBMS

■ 结算公司服务器 paysv

表7-1 进程间的关系

协议性质划分原则：连到谁，就叫谁

■ gmsv协议

■ loginsv协议

■ msgsv协议

■ dbsv协议(gmsv、loginsv、msgsv都连接dbsv，就叫dbsv协议)

■ worldsv协议(gmsv、loginsv、msgsv都连接worldsv，就叫worldsv协议)

■ com-dbsv协议(gmsv、loginsv、msgsv都连接com-dbsv，就叫com-dbsv协议)

■ authsv协议

■ logsv协议(gmsv、loginsv、msgsv、dbsv、worldsv、com-dbsv、authsv)

表7-2 协议基本性质关系

state/stateful:需要服务器端管理各个会话的状态

push:需推送信息

harmful:连接中断时，不需要立即结束服务

表7-2各服务连接中断时，是否需要立即结束服务

① cli连接gmsv，连接中断时，MMO中是需要立即停止游戏的；但msgsv是聊天服务器，若出问题，游戏还是可以继续进行的，不需立即关闭客户端

② 各服务器间的连接，若前端服务器与后端服务器的连接中断或超时的情况下，前端服务器则停止运行。特别是dbsv异常的情况下，无法保存数据，若还是运行游戏，则产生与存储数据的不一致，这情况得避免，没有等待几秒重连的空闲

③ DBMS,authsv都是低频访问的服务器，则dbsv、authsv都得停止，而引起其余服务器都得停止

协议设计的基本原则：

■ 与后端服务器通信时，尽可能无状态；是可做到对于所有后端服务器无状态的

■ MMO系统，战斗、聊天服务器通常采用常连接，亦有使用到短链的场景

◆ 协议的API规范(概要)

协议的实现原则：

■ 后端Server实现基本的、通用的功能，前端Server实现专用功能，降低系统的修改成本，提高开发效率。但若在各自的进程中实现各项功能，即使发生内存访问冲突时，也能防止包含相关功能的部分同时崩溃，Google Chrome采用的多进程就是出于这种考虑

■ 前端Server依赖于后端Server结构，位于后端的Server先启动，前端Server后启动

■ 协议是无状态和简单操作的集合,C/S MMO中，复杂处理集中在gmsv，可将有状态的协议限制在client与gmsv之间，除了gmsv协议，若有其他协议需要有状态，一般都是不合理的设计

■ 尽量在一个地方接受外部的异常情况，数据的持久化在一个地方进行，易于维护

■ 优秀的API的调用时序：最上最优

● 不调用API，即不需要；能做到不调用其他接口最好

● 只调用没有返回值的API的单向时序图(图7-3)

● 只调用一次然后获取返回值的呈三角状的时序图(图7-4)

● 呈锯齿状的时序图(图7-5)

gmsv采用比线程更轻量级的回调和任务系统实现异步编程，当C/S MMO中出现“锯齿状时序图”时就需要对其必要性重新加以讨论；在处理互斥机制的部分时，采用“三角状时序图”或“线状时序图”来实现

图7-3 单向时序图

图7-3 三角状时序图

图7-4 锯齿状时序图

■ 是否有必要Push

◆ 协议的API规范(详细)

◆ 网络数据包格式

八、 数据库设计

◆ 数据库设计图

◆ 编码前的重要的表的设计

◆ K-Online所需的表

◆ 数据库性能测试

九、 C/S + 中间件

◆ 网络游戏的中间件

◆ MMO的基础支持单元

十、 开发中的基本原则

◆ 编程之始，编程之续

◆ 数据结构优先原则

◆ 实现数据结构之前的讨论

◆ 维持可玩的状态的原则

◆ 后端服务器的延后原则

◆ 持续测定的原则

GThinkServerEngine

Server_Gate

◆ complie : 编译和生成protobuf协议相关及.C文件

◆ config_server : 服务器配置

◆ console_mgr : 输入管理

◆ logger : 日志模块

◆ utility_game : 服务器ID相关函数

◆ globals : 全局接口、common库头文件，服务器状态

◆ service_mgr : 服务管理

◆ service_client : 面向客户端的服务

◆ service_login : 登陆验证的服务(应考虑独立出来)

◆ service_game : 面向游戏逻辑服的服务

◆ handle_service_client : 处理客户端的网络消息

◆ handle_service_login : 处理登陆的网络消息

◆ handle_service_game : 处理逻辑服的网络消息

◆ handle_server_performance : 处理qps等性能提升

Server_Game

◆ complie : 编译和生成protobuf协议相关及.C文件

◆ config_server : 服务器配置

◆ console_mgr : 输入管理

◆ logger : 日志模块

◆ utility_game : 服务器ID相关函数

◆ globals : common库头文件和全局的接口

◆ server_pool : 服务器Socket连接池

◆ suffix_trie : 敏感词过滤、后缀树

◆ json_help : json格式转换

◆ user_data : 玩家所有基类数据节点

◆ user_extend : 玩家数据节点扩展

◆ csv_storage : .csv配置文件的打开关闭、读写操作

◆ mail_template : 邮件模版

◆ client_layer : 验证客户端网络包的合法性及会话状态是否建立

◆ client_message_object : 解析客户端消息Object的相关操作：解包[获取msgID、获取msgData + len、获取client session info]、打包，encode + 加密 [rspData]

◆ client_session : 客户端会话的定义和操作，包含客户端的上下线信息及定时扫描

◆ client_session_mgr : 客户端会话管理，使用循环队列管理会话信息

◆ message_listen : 消息监听

◆ notify_system : 游戏内的服务器主动推送系统

◆ oss : 运营日志

◆ rpc_call_db : rpc调用数据库

◆ service_game : 面向server_gate服务器的连接等管理

◆ service_game_handler : 处理客户端的网络消息

◆ service_login : 登录流程的验证服务

◆ service_mgr : 逻辑服务器本身的网络和服务的管理，例如，服务的创建、网络的状态

◆ service_tool : 逻辑服务器要管理提供的服务的工具，针对其网络层和服务状态

◆ user_finger : 逻辑服务器中的金手指功能

◆ base_object/

游戏节点数据缓存机制：

game_object ---> CMemObject : 内存对象类

game_object ---> CGameObject : 游戏节点类

game_object ---> CGameObjectT : 游戏节点模版类

game_objectsT ---> CGameObjectsT : 游戏节点模版s类1，重载

game_objects2T ---> CGameObjects2T : 游戏节点模版s类2，重载

rich_user ---> CRichUser : 游戏玩家类，包含玩家所有基类节点的增删查改等操作；玩家所有基类数据节点放在user_data中

rich_user ---> IUser : 玩家的功能接口

注意：基类Set和Get的接口，仅限于到下一层的信息，接口层次统一，其他具体获取可放具体模块逻辑中。

IGameObject:声明CGameObject、CRichUser

IGameObject---> IGameObject : virtualvoid Release( ) = 0;

IGameObject---> IGameObjectBuilder :

■ virtualCGameObject* BuildObject(pb_common::xxxInfo& info ) = 0;

GameObjectBuilder ---> CGameObjectBuilder:声明玩家所有基类节点CBasexxx，

提供生成和获取GameObject的Builder接口；

■ static IGameObjectBuilder*Builder(){return m_builer;}

■ static voidBuilder(IGameObjectBuilder* builder){m_builder =builder;}

■ 数据成员：

IGameObjectBuilder* m_builder;

游戏基类数据节点：

user_data ---> CUserData : 存放玩家所有基类节点数据

rich_user ---> CRichUser : 包含玩家所有基类节点的操作(对应client_rich_user)

base_users ---> CBaseUsers : 声明了CUserData、CRichUser；提供的接口：

■ void Load() : 玩家数据加载

■ void Save() : 玩家数据保存

■ bool SafeUpdate() : 安全更新玩家数据

■ bool SynUserData() : 同步玩家数据

■ void EnumUser() : 遍历玩家数据

■ 数据成员 :

pb_common::DataCtrl m_ctrl;

map<USERID, RichUserSPtr> m_users;

base_user_mgrT --->CBaseUserMgrT : 按标志Flag加载玩家数据节点及更新玩家数据

base_role --->CBaseRole

base_army_tech --->CBaseArmyTech

base_army_tech --->CBaseArmyTechs

base_bag_item --->CBaseBagItem

base_bag_items --->CBaseBagItems

base_battle --->CBaseBattle

base_enemy --->CBaseEnemy

base_enemys --->CBaseEnemys

base_friend --->CBaseFriend

base_friends --->CBaseFriends

base_manor --->CBaseManor

base_plant --->CBasePlant

base_plants --->CBasePlants

base_quest --->CBaseQuest

base_quests --->CBaseQuests

base_suit --->CBaseSuit

base_suits --->CBaseSuits

等都是挂载在User节点下的，而User的做法是将数据放在CUserData类中，将数据的操作放在CRichUser类中

最终，玩家所有节点数据派生为以GameObject为父类的子类，并且以模版类GameObjectsT和GameObjects2T的形式存储在内存中，提供GameServer全局的数据访问和修改的接口IGameObject。

节点数据生命周期中的轨迹图：

◆ codec : 网络层数据设计：数据包格式、解包和打包方式、加解密方式等

网络包消息格式定义：

--------4--------8--------12-------16------20-------24--------28

        |   |        |        |                |         | |  

|- MsgHead -| userid |-   TokenBlob          -| EncodeBlob|

|-                  MsgHeadClientRequest                   -|

MsgHeadClientRequest -- MsgHead - hdr_len4Byte

                      |         |

                      |         - hdr_msg 2Byte

                     -- session 4Byte

                      |

                     -- userid 4Byte

                      |

                     -- TokenBlob - org_len4Byte

                      |            |

                      |            - mode 1Byte

                     -- EncodeBlob - checksum4Byte

                                   |

                                   - reqid 8Byte 

--------4---------8--------12-------16

       |    |    |       |  |      |

|- MsgHead -|    |EncodeBlob |

|- MsgHeadClientResponse    -|

hdr_len 4Byte

hdr_msg 2Byte

result 2Byte

ogr_len 4Byte

mode   1Byte

◆ client_object/

client_game_object_builder--->CClientGameObjectBuilder

client_user_mgr --->CClientUserMgr

client_users --->CClientUsers

client_army_tech --->CClientArmyTech

client_army_techs --->CClientArmyTechs

client_bag_item --->CClientBagItem

client_bag_items --->CClientBagItems

client_battle --->CClientBattle

client_enemy --->CClientEnemy

client_enemys --->CClientEnemys

client_friend --->CClientFriend

client_friends --->CClientFriends

client_manor --->CClientManor

client_plant --->CClientPlant

client_plants --->CClientPlants

client_quest --->CClientQuest

client_quests --->CClientQuests

client_rich_user --->CClientRichUser

client_role --->CClientRole

client_suit --->CClientSuit

client_suits --->CClientSuits

Server_Redis_Cluster

Server_Redis_To_DB===>???(有没有更好的方法)

Server_Db_Cluster

Server_Common_DB ===>???(必要性)

Server_Login

Server_Auth

Server_Fight

Server_World

Server_Log

未完待续！待完善！转载必须附录原文地址：http://blog.csdn.net/itcombox/article/details/51445319

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