游戲風(fēng)云：阿里云全球同服游戲方案全面解讀

1、游戲風(fēng)云：阿里云全球同服游戲方案全面解讀本文章來(lái)自于阿里云云棲社區(qū)摘要：在3月8日的“2017游戲行業(yè)全球同服和安全攻防技術(shù)沙龍”上，阿里云資深業(yè)務(wù)架構(gòu)師韓虎分享了阿里云全球同服游戲解決方案，他從當(dāng)前的技術(shù)環(huán)境入手，介紹了業(yè)務(wù)功能整體架構(gòu)，并重點(diǎn)解析了四種全球同服游戲參考架構(gòu)，最后還輔以案例說(shuō)明典型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。在3月8日的“2017游戲行業(yè)全球同服和安全攻防技術(shù)沙龍”上，阿里云資深業(yè)務(wù)架構(gòu)師韓虎分享了阿里云全球同服游戲解決方案，他從當(dāng)前的技術(shù)環(huán)境入手，介紹了業(yè)務(wù)功能整體架構(gòu)，并重點(diǎn)解析了四種全球同服游戲參考架構(gòu)，最后還輔以案例說(shuō)明典型系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。以下內(nèi)容根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)分享和幻燈片整理而成。經(jīng)

2、過前幾年的激烈競(jìng)爭(zhēng)，2017年國(guó)內(nèi)手游行業(yè)進(jìn)入一個(gè)穩(wěn)定發(fā)展期，市場(chǎng)進(jìn)一步細(xì)分，游戲公司紛紛尋求業(yè)務(wù)創(chuàng)新，其中手游重度化和端游經(jīng)典IP手游化仍是重點(diǎn)所在，但是很多游戲廠商在去年已開始規(guī)劃或操作游戲出海，如研發(fā)全球同服手游或發(fā)行游戲海外版。背景介紹2016年Supercell推出的全新手游部落沖突：皇室戰(zhàn)爭(zhēng)中，全球同服的概念大獲成功。國(guó)內(nèi)一部分游戲公司看到這種游戲的潛力，紛紛選擇手游出海策略；中國(guó)游戲廠商智明星通開發(fā)的COK列王的紛爭(zhēng)也取得了不菲的成績(jī)。受這些成功游戲的影響，一大批全球同服手游相繼涌現(xiàn)，這也成為游戲公司試水海外市場(chǎng)的突破口。但在其中，還存在著亟待解決的技術(shù)痛點(diǎn)：1.游戲架構(gòu)設(shè)計(jì)問題

3、，不同類型的游戲如何設(shè)計(jì)和部署游戲接入層、邏輯層和數(shù)據(jù)層；2.網(wǎng)絡(luò)延遲問題，如何讓不同國(guó)家玩家都能快速順暢地接入游戲、進(jìn)行公平PK；3.數(shù)據(jù)讀寫問題，在分布式部署方式下如何高效讀寫數(shù)據(jù)并保持必要的數(shù)據(jù)一致性；4.資源管理問題，如何統(tǒng)一、高效地進(jìn)行游戲運(yùn)維和資源管理。業(yè)務(wù)功能架構(gòu)無(wú)論頁(yè)游、手游還是端游，基本都包含以下的游戲模塊或服務(wù)，主要包括游戲服務(wù)器和游戲運(yùn)營(yíng)支撐兩大部分。全球同服游戲參考架構(gòu)2016年，通過和客戶的深入交流和廣泛調(diào)研，以及我們本身對(duì)游戲架構(gòu)的研究，總結(jié)出了以下四種全球同服游戲參考架構(gòu)。一、全集中部署第一種稱為全集中部署架構(gòu)，是目前對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲不敏感的全球同服游戲的主要架構(gòu)選擇。

4、這種架構(gòu)下游戲的接入層、邏輯層和數(shù)據(jù)層全部集中部署到某一區(qū)域，全球所有玩家均通過Internet公網(wǎng)接入游戲。適用于希望重點(diǎn)覆蓋某一區(qū)域的玩家，實(shí)現(xiàn)真正的全球玩家同服，游戲玩法對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲不敏感，比如游戲的網(wǎng)絡(luò)延遲容忍度在300ms以下，又比如傳統(tǒng)的卡牌游戲。這種類型游戲的服系架構(gòu)，設(shè)計(jì)初期不適合做分布式部署，如邏輯架構(gòu)里未設(shè)置數(shù)據(jù)同步的機(jī)制，所以在上線時(shí)只能選擇全集中部署。架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1.部署簡(jiǎn)單、運(yùn)維方便；2.主要覆蓋區(qū)域的玩家游戲體驗(yàn)較好；3.沒有數(shù)據(jù)一致性問題。架構(gòu)缺點(diǎn)：1.無(wú)法實(shí)現(xiàn)所有玩家就近接入。二、集中部署、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)第二種稱為集中部署、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，該架構(gòu)中游戲接入層、邏輯層和數(shù)據(jù)層

5、同樣集中部署到某一區(qū)域，然后在游戲所需覆蓋區(qū)域的阿里云節(jié)點(diǎn)部署接入點(diǎn)或代理。通過智能DNS進(jìn)行調(diào)度后，各區(qū)域玩家實(shí)行自動(dòng)地就近接入，游戲服務(wù)與各接入點(diǎn)通過阿里云的高速通道進(jìn)行內(nèi)網(wǎng)互連。適合于游戲服務(wù)器架構(gòu)不宜做分布式部署，而運(yùn)營(yíng)發(fā)行方又想覆蓋盡量多的區(qū)域，并且游戲網(wǎng)絡(luò)延遲容忍度在200ms以內(nèi)，比如SLG游戲。架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1.部署簡(jiǎn)單，運(yùn)維方便；2.可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加速；3.沒有數(shù)據(jù)一致性問題。架構(gòu)缺點(diǎn)：1.延遲固定，通過專線進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)加速所以延遲是固定值。固定延遲差異對(duì)于某些類型游戲來(lái)說(shuō)會(huì)帶來(lái)玩法上的公平性問題，需要采用幀同步等方法來(lái)消除延遲差異。三、數(shù)據(jù)集中、邏輯分布第三種稱為數(shù)據(jù)集中、邏輯分布架

6、構(gòu)，該架構(gòu)下數(shù)據(jù)層集中部署到某一機(jī)房，然后在全球其他所需覆蓋的區(qū)域分別部署一套游戲的接入層、邏輯層和緩存層。它適用于游戲玩法上盡量是同區(qū)域玩家間互動(dòng)，并且對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲要求較高（比如120ms以下，人的肉眼一般最小可感知延遲是120ms）的游戲類型，如動(dòng)作類游戲，并且希望全球各區(qū)域都同等覆蓋。架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1.玩家可就近接入；2.游戲邏輯就近計(jì)算；3.基本不存在數(shù)據(jù)一致性問題；4.靈活調(diào)整分布式節(jié)點(diǎn)的部署策略。架構(gòu)缺點(diǎn)：1.需要多區(qū)域部署；2.跨區(qū)域玩家互動(dòng)時(shí)會(huì)有一方玩家網(wǎng)絡(luò)延遲變大；3.需要有完善的臟數(shù)據(jù)回寫機(jī)制以保證數(shù)據(jù)一致性。以下為該架構(gòu)的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)：注：游戲數(shù)據(jù)庫(kù)指與玩家角色直接相關(guān)的一些

7、數(shù)據(jù)；全局?jǐn)?shù)據(jù)指游戲排行榜、游戲商城之類的數(shù)據(jù)。四、全分布式第四種稱為全分布式架構(gòu)，其中游戲邏輯和游戲數(shù)據(jù)都是分布式部署的，只有全局類的游戲和數(shù)據(jù)是集中部署（讀寫不頻繁，對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲要求不高）。適用于對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲要求較高的游戲類型，不同區(qū)域間玩家有較多互動(dòng)，希望全球各區(qū)域都同等覆蓋，游戲架構(gòu)中有完善的數(shù)據(jù)同步機(jī)制。架構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1、玩家可就近接入；2、游戲邏輯就近計(jì)算；3、游戲邏輯層完全無(wú)狀態(tài)化設(shè)計(jì)；4、數(shù)據(jù)讀寫速度快。架構(gòu)缺點(diǎn)：1、需要多區(qū)域部署；2、不同區(qū)域間會(huì)有較多數(shù)據(jù)同步，需要完善的數(shù)據(jù)同步機(jī)制。以下為該架構(gòu)的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)：全球同服游戲典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)下面是我們提供的全球同服游戲典型系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一

8、些參考，包括世界排行榜、游戲時(shí)間設(shè)計(jì)、游戲本地化方案、游戲同步幾方面。一、世界排行榜世界排行榜服務(wù)在設(shè)計(jì)時(shí)需要從需求、分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、Rank數(shù)據(jù)持久化、RankSvr單點(diǎn)問題幾點(diǎn)上考慮，以下是排行服務(wù)的架構(gòu)圖：二、游戲時(shí)間設(shè)計(jì)全球同服游戲面向各個(gè)國(guó)家不同地區(qū)的用戶，所以在游戲時(shí)間設(shè)定上也要有所注重。游戲服務(wù)器都使用距格林威治標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間1970年1月1日00:00:00的偏移量（一般是一個(gè)絕對(duì)的秒數(shù)）來(lái)表示游戲內(nèi)時(shí)間，此時(shí)間會(huì)同步給游戲客戶端，游戲客戶端取手機(jī)所設(shè)置的時(shí)區(qū)來(lái)計(jì)算出在游戲客戶端里應(yīng)該顯示的游戲時(shí)間。游戲時(shí)間同步有其必要性：1.防止客戶端修改本地時(shí)間造成游戲邏輯混亂，所以客戶端使用的

9、時(shí)間為服務(wù)器時(shí)間；2.幾乎所有解決游戲狀態(tài)同步問題的技術(shù)，如預(yù)測(cè)拉扯技術(shù)、服務(wù)器驗(yàn)證同步技術(shù)，都需要時(shí)間同步作為基礎(chǔ)；3.游戲內(nèi)一些定時(shí)的活動(dòng)或與時(shí)間相關(guān)的游戲玩法，為了游戲公平性，必須以統(tǒng)一的游戲服務(wù)器時(shí)間為標(biāo)準(zhǔn)；4.在客戶端與服務(wù)器通信時(shí)更為安全的做法是，在每一個(gè)數(shù)據(jù)包中都添加時(shí)間戳，用于服務(wù)器驗(yàn)證數(shù)據(jù)包的有效性。三、游戲本地化方案這是游戲出海很重要的一個(gè)點(diǎn)，無(wú)論是游戲出海發(fā)行還是游戲的地區(qū)外發(fā)行，都需要注重本地化工作。一般做法是打一個(gè)統(tǒng)一的客戶端安裝包，里面包含幾個(gè)基礎(chǔ)的素材包，還會(huì)包含各種不同語(yǔ)種的美術(shù)素材包，還有一些素材是程序素材，可通過手機(jī)的語(yǔ)言版本來(lái)動(dòng)態(tài)渲染。以下是常見的幾種安裝

10、策略：1.下載客戶端安裝包后玩家自行設(shè)置語(yǔ)言版本。這種大安裝包包含各種語(yǔ)言包，軟件內(nèi)置一鍵切換語(yǔ)言；2.客戶端安裝時(shí)根據(jù)手機(jī)所設(shè)置的語(yǔ)言種類進(jìn)行動(dòng)態(tài)安裝。安裝包一般會(huì)內(nèi)置一套default語(yǔ)言，需要其他語(yǔ)言時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)下載語(yǔ)言包；3.分別提交不同語(yǔ)言版本的客戶端安裝包到應(yīng)用商店。針對(duì)不同區(qū)域投放不同的安裝包，每種安裝包都需要定制化。四、游戲同步同步是網(wǎng)絡(luò)游戲的關(guān)鍵技術(shù)也是難點(diǎn)，如何通過消除或隱藏延遲，從而將用戶帶入快速的交互式實(shí)時(shí)游戲中，需要根據(jù)具體的情況來(lái)決定采取哪些不同的同步策略。在游戲同步方案上，有基于時(shí)間軸的同步，還有幀同步、Server同步等技術(shù)層面。五、游戲數(shù)據(jù)同步方案一該場(chǎng)景下，

11、游戲邏輯層分布式部署，數(shù)據(jù)層完全集中部署，那么分布式節(jié)點(diǎn)就需要向集中部署的數(shù)據(jù)層進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取或回寫。主要有以下兩種情況涉及到該類數(shù)據(jù)同步：A、玩家在本地區(qū)域登錄（流程如圖中紅色字體所示）1.數(shù)據(jù)庫(kù)代理從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取角色數(shù)據(jù)。2.數(shù)據(jù)庫(kù)代理將角色數(shù)據(jù)插入緩存。3.從緩存讀取角色數(shù)據(jù)參與計(jì)算。4.數(shù)據(jù)有變化時(shí)，同時(shí)更新緩存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。5.玩家退出游戲時(shí)刪除緩存數(shù)據(jù)。B、玩家跨區(qū)域登錄1.先檢查玩家是否已在其他區(qū)域登錄，是，執(zhí)行2，否，執(zhí)行3。2.將玩家的角色數(shù)據(jù)回寫數(shù)據(jù)庫(kù)并刪除緩存和退出登錄。3.數(shù)據(jù)庫(kù)代理從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取角色數(shù)據(jù)。4.數(shù)據(jù)庫(kù)代理將角色數(shù)據(jù)插入緩存。5.從緩存讀取角色數(shù)據(jù)參與計(jì)算。

12、6.數(shù)據(jù)有變化時(shí)，同時(shí)更新緩存數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)。7.玩家退出游戲時(shí)刪除緩存數(shù)據(jù)。方案二該場(chǎng)景屬于全分布式系統(tǒng)架構(gòu)，各分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)同步，可通過消息服務(wù)或者阿里云DTS實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)同步，各分區(qū)數(shù)據(jù)庫(kù)都存有游戲所有玩家數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)：玩家跨區(qū)游戲時(shí)不用再遷移玩家數(shù)據(jù)，所有分區(qū)都是本地?cái)?shù)據(jù)讀寫。缺點(diǎn)：由于是異步同步，有可能存在數(shù)據(jù)不一致情況，如玩家使用VPN進(jìn)行游戲，如果VPN閃斷，會(huì)造成玩家跨區(qū)重登錄，如果數(shù)據(jù)同步消息丟失或有延遲，會(huì)造成重登錄時(shí)讀取的數(shù)據(jù)不是最新，這種情況概率較小出現(xiàn)；各分區(qū)都存有全部玩家數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)同步可能會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)造成一定壓力；各分區(qū)間數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)同步會(huì)使用較多跨區(qū)域?qū)＞€帶寬。方案三該場(chǎng)

13、景下通過RPC，即遠(yuǎn)程登錄的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)回寫?？鐓^(qū)域登錄時(shí)，從玩家出生服遠(yuǎn)程讀取戰(zhàn)斗數(shù)據(jù)，戰(zhàn)斗結(jié)果通過接口調(diào)用方式觸發(fā)出生服進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。優(yōu)點(diǎn)：本區(qū)域玩家均是就近本地進(jìn)行角色數(shù)據(jù)讀寫。缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)邏輯較復(fù)雜，需要把所有戰(zhàn)斗結(jié)果抽象成接口，統(tǒng)一由原服的接口來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)變更。方案四該場(chǎng)景下，玩家在跨區(qū)域登錄時(shí)需要從玩家上次登錄服遠(yuǎn)程遷移玩家數(shù)據(jù)，每次玩家登錄時(shí)均需檢查是否需要遷移數(shù)據(jù)。游戲同步方案Roadmap圖中劃線處是我們已經(jīng)完成的方案，未畫線的是我們接下來(lái)需要繼續(xù)完善的方向。典型客戶案例以下是我們選取的以阿里云解決方案進(jìn)行游戲部署的典型客戶案例。一、上海木七七卡片怪獸卡片怪獸是一款全球同服卡牌游戲，游戲已經(jīng)開始推廣，目前游戲服務(wù)器部署在阿里云美國(guó)西部1地域，由于游戲玩法對(duì)網(wǎng)絡(luò)延遲要求不高，300ms以下的延遲都不會(huì)影響游戲體驗(yàn)，所以客戶沒有優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)接入或者施行分布式部署的計(jì)劃，采用的是全集中部署的全球同服游戲架構(gòu)。二、北京