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基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计与实现

作　者: 李红瑾
导　师: 戴伟辉
学　校: 复旦大学
专　业: 软件工程
关键词: 网络游戏 C/S模式 P2P网络服务器集群
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着网络游戏开发技术的快速发展,各类网络游戏平台在架构、功能与技术上也日趋完善。然而,现有的网络游戏平台大都是基于C/S架构的,难以满足用户在复杂网络环境中P2P互联的需求。本文以作者所承担的最新网络游戏《战争基因》的系统平台开发经历为基础,对基于C/S和P2P相结合的网络游戏新型架构及其设计与实现技术进行了深入研究。在该架构中,从总体上看服务器与客户端采用的是C/S模式,但与此同时所有的客户端组成一个P2P系统。为了提高系统的效率又将这个P2P系统跟据用户的区域分布划分为多个小的P2P网络。在上述架构下,客户端之间实现了数据缓存的共享,从而减少对服务器的访问,从而减轻了服务器的负担,降低了系统发生瓶颈的可能性。本文首先对网络游戏的现状和分类作了概述,分析了现有游戏架构的优缺点。然后,对网络游戏架构开发的相关知识作了阐述,论述P2P技术及在网络游戏中的应用,探讨在复杂的网络环境中P2P的有效互联和通信的技术。在此基础上,论文采用基于集群技术的四层平台体系结构,给出了基于C/S和P2P相结合的网络游戏混合模式架构设计方案。最后,论文对上述架构各组成部分的逻辑与功能实现进行了详细研究,展示了上述架构在网络游戏系统《战争基因》中的实际应用状况。本文的主要创新点在于根据大厅式网络游戏的特点,设计了一套P2P技术和C/S模式相结合的网络游戏架构,分析游戏消息的安全性和及时性,将各类消息的发送合理分解到P2P模式的通讯和C/S模式的通讯中,从而有效提高单组服务器的承载能力,合理利用网络带宽资源。将设计方案应用在实际网络游戏开发中,通过实际的网络环境测试,证明系统实际的可行性和优越性。本文共分五章,第一章为绪论,阐述了选题的意义、国内外研究现状及本文的研究内容。第二章为网络游戏架构开发的相关技术基础,论述P2P技术及在网络游戏中的应用；探讨在复杂的网络环境中P2P的有效互联和通信的技术；系统比较P2P模式和C/S模式的优缺点,提出将两者结合的必要性。第三章为基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计；设计了系统架构的服务端和客户端连接和通讯模型,分析了C/S和P2P相结合流程；第四章为基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构实现；第五章为总结和展望。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-8
第一章绪论  8-18
  1.1 论文选题背景  8
  1.2 选题的目的和意义  8-9
  1.3 国内外研究综述  9-17
    1.3.1 文献检索  9-10
    1.3.2 研究综述  10-17
      1.3.2.1 网络游戏发展历史  10-12
      1.3.2.2 现阶段网络游戏的现状  12-13
      1.3.2.3 网络游戏的分类  13-16
      1.3.2.4 C/S和P2P相结合系统的应用  16-17
  1.4 本文的主要内容  17
  1.5 论文结构  17-18
第二章网络游戏架构开发的相关技术基础  18-33
  2.1 P2P的定义与系统结构  19-21
    2.1.1 P2P的定义  19-20
    2.1.2 非结构化的P2P系统  20-21
    2.1.3 结构化的P2P系统  21
  2.2 P2P网络穿透技术  21-24
  2.3 网络游戏的P2P技术  24-28
    2.3.1 非结构化P2P模型  24
    2.3.2 结构化P2P模型  24-27
    2.3.3 集合移动P2P思想的网路游戏  27-28
  2.4 网络游戏的C/S模式  28-29
    2.4.1 C/S模式的优势  28-29
    2.4.2 C/S模式的劣势  29
  2.5 网络游戏的架构比较  29-31
  2.6 网络游戏的服务端技术指标  31
    2.6.1 网络游戏的特点  31
  2.7 服务端的技术指标  31-32
  2.8 本章小结  32-33
第三章基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计  33-44
  3.1 基于集群技术的四层平台体系结构  33-37
    3.1.1 集群的提出  33-34
    3.1.2 集群技术的概念及特点  34-35
    3.1.3 平台体系结构  35-37
  3.2 基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计  37-40
    3.2.1 混合模式服务端架构图  37-39
    3.2.2 客户端通信设计  39-40
  3.3 游戏系统CS和P2P结合的流程分析  40-43
  3.4 本章小结  43-44
第四章基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构实现  44-58
  4.1 C/S编程模型  44-45
    4.1.1 服务器端  44-45
    4.1.2 客户端  45
  4.2 重新封装的网络库  45
  4.3 服务器的分类及功能实现  45-52
    4.3.1 登录服务器(Login Server,简称LS)  45-47
      4.3.1.1 登录流程设计  45-47
      4.3.1.2 登录服务器协议  47
    4.3.2 网关服务器(Gateway Server,简称Gate)  47-48
      4.3.2.1 网关服务器网络层  48
    4.3.3 数据库服务器(Database Server,简称DBS)  48-50
      4.3.3.1 数据库相关表格说明例举如下  49-50
    4.3.4 游戏服务器(Game Server,简称GS)  50-51
    4.3.5 UDP服务器(UDP Server,简称US)  51-52
      4.3.5.1 UDP服务器功能  51-52
      4.3.5.2 通信协议  52
  4.4 客户端实现  52-54
  4.5 游戏演示  54-57
  4.6 运行测试环境和结论  57-58
第五章结论与展望  58-60
  5.1 本文工作总结  58
  5.2 今后的研究方向  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64

基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计与实现

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