基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计与实现--《复旦大学》2010年硕士论文
基于C/S和P2P相结合的网络游戏架构设计与实现
【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***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。
【关键词】：
【学位授予单位】：复旦大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2010【分类号】：TP311.52【目录】：
摘要5-6ABSTRACT6-8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
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