免费论文：基于分布式游戏服务器的资源共享方法研究

随着国内宽带网络的普及以及互联网的高速发展，网络游戏已经成为数字娱乐领域中最大的亮点和热点。作为分布式虚拟环境的一个重要应用，大规模多人在线网络游戏（MMOG）的研究还需要深入，特别是在服务器资源共享以及相关的扩展性、公平性等方面。本论文以国家863 项目“网络游戏通用引擎研究及示范产品开发”和国家973 计划项目“分布式虚拟环境技术”为背景，以基于分布式的游戏服务器为基础，深入研究了游戏服务器资源共享技术，主要工作内容包括以下四个方面：(1) 为了使游戏服务器实现方便的共享，使资源得到充分利用，在对比分析现有网络游戏的通信结构之后，提出了一种基于分布式服务器的网络游戏通信结构。每个服务器负责管理游戏虚拟世界中某一区域内的游戏状态，服务器之间使用P2P 覆盖网络进行连接。然后进一步提出了一种面向网格的游戏服务器资源共享框架。游戏网格提供了多种网格服务，通过使用这些网格服务，本文基于分布式服务器结构的游戏能够在游戏高峰期动态地增加服务器，当在线人数较少时可以动态地减少服务器。一些空闲的服务器能够动态地加入到游戏网格中，从而实现服务器资源，如商业服务器和游戏服务器之间的动态共享。面向网格的服务器资源共享框架一方面能够利用网格对服务器资源实现良好的管理，另一方面由于在游戏底层通信方面采用了智能体技术和P2P 技术，使游戏具有较好的扩展性。(2) 根据大规模多人在线网络游戏的特点，为了提高游戏的扩展性，使用P2P 覆盖网络对游戏服务器进行连接，提出了一种基于P2P 的分布式多属性范围查询算法。对于三维的游戏虚拟空间，游戏节点加入到P2P 覆盖网络时，把此空间分割成多个相互独立的子空间，每个节点负责分割后的一个子空间。节点在其所负责的子空间质心处的x、y和z 轴上分别创建路由表，路由表由邻居连接和长连接组成。消息在路由时分别通过节点的三个路由表到达目标节点。使用本文所述的算法对游戏中的分布式数据进行管理，一方面可以维持数据的局部性特征，另一方面也能满足网络游戏的交互性要求。(3) 由于网络游戏存在热点区域等各种原因，可能导致某些服务器节点的负载过高，影响游戏的响应速度。本文提出一种结合局部负载平衡和基于负载目录的负载平衡相结合的负载平衡方法：使用局部负载平衡算法时，负载交换只在节点的邻居节点间进行，这样可以保证节点和邻居之间的负载相对均衡；本文利用创建超级节点覆盖网络的方法创建负载目录覆盖网络，每个节点随机加入其中一个负载目录，在进行基于负载目录的摘 要负载平衡算法时，根据当前负载目录中所有节点的负载信息决定负载如何迁移。通过基于负载目录的负载平衡算法，避免了负载聚集时对节点随机均匀采样困难的问题，可以使得所有服务器节点之间的负载相对平衡。(4) 由于不同用户与游戏服务器之间存在不同的网络时延，要使用户得到良好的交互体验，需要使用合理的设计，使得用户的输入能够得到及时、合理的响应。本文首先分析了现有网络游戏中相关的消息处理方法，然后给出了分布式游戏服务器中一种基于智能体的消息分发结构。在此基础上提出了一种公平的消息处理方法：使得不同用户在不同网络时延条件下，不需要同步用户和服务器之间的时间就能够从游戏中获得相对公平的游戏效果。本算法使得服务器之间的时延抖动对公平性影响较小，可以通过分布多台服务器，使用户连接到离自己较近的一台服务器，减少游戏客户端到所连接服务器的时延抖动，从而提高游戏的公平性。

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