Author: Fox
原文地址：http://www.shnenglu.com/Fox/archive/2007/12/16/game_world_architecture.html

一個MMORPG（Massively Multiplayer Online Role Playing Game）的架構包含客戶端和服務器兩部分。客戶端主要涉及計算機圖形學、物理學、多媒體技術等，服務器主要涉及網(wǎng)絡通信技術、數(shù)據(jù)庫技術，而人工智能、操作系統(tǒng)等計算機基礎學科知識的應用體現(xiàn)在MMORPG開發(fā)過程中的方方面面。

一、游戲世界的劃分

理想狀態(tài)的游戲世界僅由一個完整的場景組成，在《魔獸爭霸 III 》、《 CS 》這樣的單機游戲中，所有玩家位于該場景中，在理論上，位于該場景中的任意玩家都可以看到游戲中所有玩家并與之交互，出于公平性和游戲性（而不是技術上）的考慮，游戲中并不會這樣做。

然而，目前的 MMORPG 中，幾乎沒有任何一款可以做到整個游戲世界只包含一個場景，因為在一款 MMORPG 中，同時在線的玩家數(shù)量成百上千，甚至是數(shù)萬人同時在一個游戲世界中交互。以現(xiàn)在的網(wǎng)絡技術和計算機系統(tǒng)，還無法為這么多玩家的交互提供即時處理。因此， MMORPG 的游戲世界被劃分為大小不等、數(shù)量眾多的場景，游戲服務器對于這些場景的處理分為分區(qū)和無縫兩種。

在分區(qū)式服務器中，一個場景中的玩家無法看到另一個場景中的玩家，當玩家從一個場景到另外一個場景跨越時，都有一個數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移和加載的過程（尤其是從一個分區(qū)服務器跨越到另外一個服務器時），玩家都有一個等待的時間，在這段時間內(nèi)，服務器的主要工作是實現(xiàn)跨越玩家數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移和加載以及后一個場景中玩家、 NPC 等數(shù)據(jù)的傳輸，客戶端的主要工作是實現(xiàn)新場景資源的加載和服務器通信。主要時間的長短主要取決于后一個場景中資源數(shù)據(jù)的大小。分區(qū)式服務器的優(yōu)點主要是各分區(qū)服務器保持相對獨立，缺點是游戲空間不夠大，而且，一旦某個分區(qū)服務器中止服務，位于該服務器上的所有玩家將失去連接。

所謂無縫服務器，玩家?guī)缀醪煊X不到場景之間的這種切換，在場景間沒有物理上的屏障，對于玩家而言，眾多場景構成了一個巨大的游戲世界。場景之間，甚至服務器之間“沒有了”明確的界線。因此，無縫服務器為玩家提供了更大的游戲空間和更友好的交互，實現(xiàn)了動態(tài)邊界的無縫服務器甚至可以在某個服務器中止服務時，按一定策略將負載動態(tài)分散到其他服務器。因此，無縫服務器在技術上要比分區(qū)服務器更加復雜。

目前國內(nèi)上市的 MMORPG ，大多采用分區(qū)式服務器，做到無縫世界的主要有《完美世界》和《天下貳》等，國外的 MMORPG 中，像《魔獸世界》、《 EVE 》等，都實現(xiàn)了無縫世界。

無縫服務器與分區(qū)式服務器在技術上的主要區(qū)別是，當位于場景 S1 中的玩家 P1 處于兩個（甚至更多）場景 S1 、 S2 的邊界區(qū)域內(nèi)時，要保證 P1 能夠看到場景 S2 中建筑、玩家、 NPC 等可感知對象。而且邊界區(qū)域的大小要大于等于 P1 可感知的范圍，否則就可能發(fā)生 S2 中的可感知對象突然閃現(xiàn)在 P1 視野中的異常。

無疑，無縫世界為玩家提供了更人性化和更具魅力的用戶體驗。

二、無縫世界游戲服務器的整體架構

MMORPG 的服務器架構從功能上主要劃分為三種：

1、 登錄服務器（ Login Server ）

登錄服務器用于玩家驗證登錄，并根據(jù)系統(tǒng)記錄玩家信息得到其所在節(jié)點服務器，并通過世界服務器為登錄玩家和對應節(jié)點服務器建立連接。

2、 世界服務器（ World Server ）

世界服務器將整個游戲世界劃分成不同場景，將所有場景按一定策略分配給節(jié)點服務器，并對節(jié)點服務器進行管理。世界服務器的另一功能是與登錄服務器交互。因此，世界服務器是登錄服務器、節(jié)點服務器的溝通橋梁，當然，一旦玩家登錄成功，世界服務器將主要處理節(jié)點服務器間的通信。因此，世界服務器對于玩家是透明的。

3、 節(jié)點服務器（ Node Server ）

節(jié)點服務器負責管理位于該節(jié)點的所有玩家、 NPC 的所有交互，在無縫世界游戲中，由于邊界區(qū)域的存在，一個節(jié)點服務器甚至要處理相鄰節(jié)點上位于邊界區(qū)域的玩家和 NPC 的信息。

在具體實現(xiàn)上，不同的 MMORPG 為了便于管理，可能還會具有 AI 服務器、日志服務器、數(shù)據(jù)庫緩存服務器、代理服務器等。

三、 無縫世界游戲服務器的主要技術需求

1、 編程語言（ C/C++ 、 SQL 、 Lua 、 Python ）

2、 圖形庫（ Direct 3D 、 OpenGL ）

3、 網(wǎng)絡通信（ WinSock 、 BSD Socket ，或者 ACE ）

4、 消息、事件、多線程、 GUI

5、 OS

三、無縫世界游戲服務器需要解決的主要問題

1、 資源管理

無論是服務器還是客戶端，都涉及到大量資源：玩家數(shù)據(jù)、 NPC 數(shù)據(jù)、戰(zhàn)斗公式、模型資源、通信資源等。當這些資源達到一定規(guī)模，其管理的難度不可忽視。而且，資源管理的好壞，直接關系到游戲的安全和生命。

2、 網(wǎng)絡安全

安全永遠是第一位的，我們無法指望所有的玩家及其所持的客戶端永遠是友好的。事實上，威脅到游戲的公平性和安全性的大多數(shù)問題，歸根結(jié)底，都是由于網(wǎng)絡通信中存在的欺騙和攻擊造成的，這些問題包含但不限于交易欺騙、物品復制。

3、 邏輯安全

邏輯安全按理說應該是游戲中最基本的考慮，覆蓋的范圍也最廣最雜。隨機數(shù)系統(tǒng)是一個非常值得重視的問題，隨機數(shù)不僅僅用于玩家可見的一些任務系統(tǒng)、戰(zhàn)斗公式、人工智能、物品得失等，還可用于網(wǎng)絡報文加密等。因此，隨機數(shù)系統(tǒng)本身的安全不容忽視。另外一個常見的邏輯安全是玩家的移動，最主要的就是防止加速齒輪這樣的變態(tài)操作。

4、 負載均衡

MMORPG 中的負載均衡包括客戶端及服務器資源管理和邏輯處理的負載均衡，其中最難預知的是網(wǎng)絡通信的負載均衡，正常情況下的網(wǎng)絡通信數(shù)量是可以在游戲設計時做出評估的，但因惡意攻擊造成的網(wǎng)絡負載是無法預測的。因此，負載均衡所要處理的主要是實時動態(tài)負載均衡和災難恢復。負載均衡需要解決的問題包括負載監(jiān)控、負載分析、負載分發(fā)和災難恢復。

5、 錄像系統(tǒng)

錄像系統(tǒng)的構建，主要用于重現(xiàn)關鍵數(shù)據(jù)的輸入輸出，如玩家交易、玩家充值，或者當 bug 出現(xiàn)后，為邏輯服務器（泛指上文提到的所有類型服務器，主要是節(jié)點服務器）相應部分啟動錄像系統(tǒng)。待收集到足夠數(shù)據(jù)后，通過錄像系統(tǒng)重現(xiàn) bug 。為了使邏輯服務器不受自身時間（如中斷調(diào)試等）的影響，還可以專門設計心跳服務器來控制數(shù)據(jù)傳輸。

四、總結(jié)

在 MMORPG 中，真正的 bug 永遠存在于將來。從這一點出發(fā)，關于 MMORPG 中游戲世界的構建，怎樣苛刻的思考都不為過。

參考資料：

1、 [美] Kim Pallister編, 孟憲武 等譯. 游戲編程精粹5, P467-474, P516. 人民郵電出版社, 2007年9月. 北京.
2、 [美] Thor Alexander編, 史曉明 譯. 大型多人在線游戲開發(fā), P174-185. 人民郵電出版社, 2006年12月. 北京.
3、 [美] Dante Treglia編, 張磊 譯. 游戲編程精粹3, P117-122. 人民郵電出版社, 2003年7月. 北京.
4、 [美] Mark DeLoura編, 王淑禮 等譯. 游戲編程精粹1, P90-93. 人民郵電出版社, 2004年10月. 北京.
5、 [美] Douglas 等著, 於春景 譯. C++網(wǎng)絡編程 卷1. 中國電力出版社, 2004年11月. 北京.
6、 [美] Stephen D. Huston 等著, 馬維達 譯. ACE程序員指南. 中國電力出版社, 2004年11月. 北京.
7、 [美] Erich Gamma等著, 李英軍 等譯. 設計模式. 機械工業(yè)出版社, 2000年6月. 北京.
8、 游戲引擎全剖析. http://bbs.gameres.com/showthread.asp?threadid=101293.
9、 服務器結(jié)構探討：登錄服的負載均衡. http://gamedev.csdn.net/page/351491d0-05ad-48a4-85e1-77870bc1eef3.
10、服務器結(jié)構探討：最終的結(jié)構. http://gamedev.csdn.net/page/28695655-974c-4291-8ac4-2589c4e770d3.