互动娱乐平台服务器端关键技术研究与实现

摘要

随着网络技术的不断发展，人们通过使用网络进行娱乐活动的时间大大增加，而作为互动娱乐产品的网络游戏已经成为产业环节中增长最为迅速的一种类型。据预测，全球网络游戏市场年增长率在100％以上，增长潜力巨大。正因为如此，愈来愈多的研究人员开始关注网络游戏相关技术的研究和开发。 服务器系统作为互动娱乐网络游戏的核心支撑系统，其关键技术的研究与设计成为互动娱乐平台开发过程中的重要部分。本课题立足于服务器系统的开发，在借鉴前人所做工作的基础上，分析了服务器端中的若干关键技术问题，提出了相应的解决方案，并进行了实现，为互动数字娱乐平台提供了可用的服务器系统，为互动数字娱乐产品的开发提供了一个良好的服务器系统平台。 文章首先从互动数字娱乐的领域进行分析，主要阐述了在构建服务器系统中应采用的通信技术，开发环境，网络拓扑结构以及开发过程中的软件模块划分层次。 第二，对构建高效的服务器系统底层进行了分析，提出了适合于互动数字娱乐平台服务器开发的并发架构和常用的IO模型，有助于服务器系统承受高负载，同时文章引入了网络编程的面向对象框架ACE，利用ACE进行系统化复用来降低服务器系统的开发难度，对项目中服务器系统通信底层进行了设计构建。 第三，设计了服务器引擎的协议层模块，并对网络传输数据包过程中常见的数据分包与截断现象以及数据加密进行了分析并提出了处理方法和流程。 第四，对互动数字娱乐平台中的关键技术问题，主要针对服务器系统同步问题、客户端预测、兴趣区管理等问题进行了研究并提出了解决方案，改进方法能够有效提高服务器系统性能指标。 最后，本文针对互动数字娱乐游戏进行了服务器系统的设计与开发，利用了服务器集群和负载均衡的思想构建互动数字娱乐平台服务器，并给出了服务器系统的总体架构，详细阐述了各个服务器的功能，说明了各个服务器中的功能模块。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题研究的目的与意义

1.3国内外发展概况

1.3.1国内发展概况

1.3.2国外发展概况

1.4论文的主要研究内容

第二章互动娱乐平台服务器领域分析

2.1引言

2.2互动娱乐游戏程序概述

2.2.1互动娱乐游戏的类型

2.2.2编程语言和开发平台

2.3互动娱乐平台中的通信技术

2.4网络通信架构

2.5服务器软件框架的分层结构

2.6本章小结

第三章服务器通信层设计与实现

3.1引言

3.2 I／O和并发策略

3.2.1 I／O策略

3.2.2并发策略

3.3 Windows下的IO并发机制

3.3.1 IOCP机制

3.3.2 IOCP类和结构

3.3.3 IOCP算法

3.3.4数据的处理

3.4用于网络编程的面向对象框架

3.4.1面向对象框架

3.4.2模式、类库和框架

3.5 ACE框架

3.5.1 Acceptor-Connector框架

3.5.2 ACE Task框架

3.5.3 ACE Reactor框架

3.5.4 ACE Proactor框架

3.6利用ACE框架构建服务器通信层及设计实现

3.6.1线程模块的设计

3.6.2反应器ACE Reactor和前摄器ACE Proactor

3.6.3利用前摄器实现高效异步I／O数据通信

3.6.4通信连接的建立

3.6.5 ACE Proactor完成多路分离

3.7本章小结

第四章服务器协议层设计与实现

4.1引言

4.2网络通信协议与OSI模型

4.3游戏协议模块

4.3.1游戏协议格式

4.3.2游戏协议模块结构

4.4粘包和截断的处理

4.4.1粘包和截断

4.4.2分包算法

4.5数据加密

4.5.1 DES加密

4.5.2 DES算法实现

4.6本章小结

第五章同步与兴趣区管理

5.1引言

5.2同步技术的研究与设计

5.2.1物理时间与逻辑时间

5.2.2两种基于逻辑时间的同步方案

5.2.3构建互动娱乐平台的同步方案

5.2.4服务器同步实验

5.2.5客户端预测与延时处理

5.3兴趣区管理技术的研究与设计

5.3.1兴趣管理方法

5.3.2基于四叉树的场景划分

5.3.3最小划分区域

5.3.4四叉树区域的合并调整

5.3.5节点的加入和退出

5.3.6实验分析

5.4本章小结

第六章服务器集群系统设计与实现

6.1引言

6.2集群服务器架构模式

6.3按游戏对象划分架构系统

6.3.1各服务器功能

6.3.2服务器模块说明

6.4负载均衡技术

6.5负载均衡技术的实现

6.6集群动态负载均衡图

6.6.1游戏玩家登录用例活动图

6.6.2游戏动作用例活动图

6.7数据库设计说明

6.8本章小结

第七章结论和展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所参与的科研项目

致 谢