Portierung eines Multi-Player-Games auf eine Proxy-Plattform sowie anschließende Evaluation

Inhaltsverzeichnis

• EINLEITUNG
• DIE WAHL DER ENGINE
• DIE QFUSION-ENGINE
• VERWANDTE ARBEITEN
• DIE QFUSION-ENGINE UND DIE PROXY-ARCHITEKTUR
• DIE QFUSION-ENGINE
• Netzwerkarchitektur
• Netzwerkprotokoll
• Nachrichtentypen
• Deltakomprimierung
• Checksummen
• Server-Mainloop
• Client-Mainloop
• Ausschnitt des Server-Datenmodells
• DIE PROXY-ARCHITEKTUR
• Aufbau der Netzwerkarchitektur
• Möglichkeiten der Kommunikation
• Abstraktion der Adressierung
• Synchronisation des Spielzustandes
• Fairnessunterstützung
• IMPLEMENTIERUNG DES FRAMEWORK-API
• ÜBERBLICK UND NOTATION
• DAS NETZWERKPROTOKOLL
• Client-Proxy-Kommunikation
• Inter-Proxy-Kommunikation
• Netzwerkprotokoll-Header
• DIE SERVERKLASSE QPA_SERVER
• SCHEDULING DER EINGEHENDEN PAKETE
• DIE KLASSE EINGEHENDER PAKETE QPA_MESSAGE
• DIE CLIENTKLASSE QPA_CLIENT
• CLIENT/SERVER-DATENFLUSS
• INTER-PROXY-DATENFLUSS
• REMOTECLIENT-KONZEPT
• ZUSAMMENFASSUNG
• SYNCHRONISATION DES SPIELZUSTANDES
• MANAGEN DES REPLIZIERTEN ZUSTANDES
• MOVEMENT-SYNCHRONISATION
• Ableitung des Zustandsupdates für einen Remoteclient
• Das Remoteclientupdate
• Zusammenfassung
• SYNCHRONISATION DER INTERAKTIONEN
• Synchronisation geführter Waffen
• Interaktionen zwischen Spielern
• Interaktionen mit Remoteclients
• Interaktionen von Remoteclients
• Interaktionen mit der Umgebung
• Userinfo-Synchronisation
• Zusammenfassung
• SYNCHRONISATIONSINTERVALLE
• PROBLEM UNGÜLTIGER SPIELERZUSTÄNDE
• ACTION REORDERING
• SYNCHRONISATIONEN DURCH DEN MASTERSERVER
• Synchronisierung der Hostuhren
• Slaveproxyserverzeit
• Clientzeit
• Synchronisierung der Spawnpoints
• Spielsitzungsverwaltung
• PROXYSERVER-MAINLOOP
• MANIPULATION DER TICKRATE
• INSTALLATION UND BENUTZUNG
• Initialisierung der Server
• INSTALLIEREN DER 3D-ENGINE
• STARTEN DES SPIELS
• Starten mit Hilfe der Batchdateien
• DIE ENGINE-KONSOLE
• Konsolenvariablen - CVAR's
• Konsolenbefehle
• KONFIGURATION DER PROXY-ARCHITEKTUR
• Server-Konfiguration
• Client-Konfiguration
• Ändern der Voreinstellungen
• KOMPILIEREN DER ENGINE
• Compiler-Einstellungen
• Aktuelle GPA-Versionen linken
• DIE BENUTZUNG UND EINSTELLUNG DES SPIELES
• Einstellungen des Spielermodells
• Deathmatch Scoreboard
• EVALUATION DER PORTIERUNG
• ANALYTISCHE SKALIERBARKEITSMODELLE
• Client/Server-Skalierungsmodell
• Proxyserver-Skalierungsmodell
• VERGLEICH DER CLIENT/SERVER- UND PROXY-VERSION
• Testbedingungen und Methodik
• Erfassen von Messwerten
• Auswertung des Versuches
• Berechnungszeiten für einen Tick
• Bandbreitenanforderungen pro Tick
• Zusammenfassung
• EVALUATION ÜBER DAS INTERNET
• Testauswertung anhand der benötigten Rechenzyklen
• Testauswertung anhand der benötigten Bandbreiten

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit befasst sich mit der Portierung einer Modifikation (QFusion) des quelloffenen Mehrbenutzer-Echtzeitspiels Quake II auf die Proxy-Architektur. Ziel ist es, die Erwartungen an die Skalierbarkeit der Proxy-Architektur zu evaluieren.

• Portierung der Quake II-Engine auf die Proxy-Architektur
• Evaluation der Skalierbarkeit der Proxy-Architektur
• Synchronisation des Spielzustands durch Eventual Consistency
• Optimierung der Netzwerkkommunikation
• Analyse der Performance und Ressourcenverbrauch

Zusammenfassung der Kapitel

Die Arbeit beginnt mit einer Einführung in die Wahl der Engine und die QFusion-Engine. Sie beschreibt die Architektur der QFusion-Engine, das Netzwerkprotokoll und den Server- und Client-Mainloop. Anschließend wird ein Überblick über die Proxy-Architektur gegeben, einschließlich des Aufbaus der Netzwerkarchitektur, der Kommunikationsmöglichkeiten und der Synchronisation des Spielzustands.

Kapitel 3 beschreibt die Implementierung des Framework-APIs der Proxy-Architektur, einschließlich des Netzwerkprotokolls, der Serverklasse QPA_Server, des Schedulings der eingehenden Pakete und der Clientklasse QPA_Client.

Kapitel 4 behandelt die Synchronisation des Spielzustands, insbesondere das Management des replizierten Zustands, die Movement-Synchronisation, die Synchronisation der Interaktionen, die Synchronisationsintervalle, das Problem ungültiger Spielerzustände und die Synchronisationen durch den Masterserver.

Kapitel 5 befasst sich mit der Installation und Benutzung der portierten Engine, einschließlich der Installation der 3D-Engine, dem Starten des Spiels, der Engine-Konsole und der Konfiguration der Proxy-Architektur.

Kapitel 6 evaluiert die Portierung durch den Vergleich der Client/Server- und Proxy-Version, die Evaluation über das Internet und die Analyse der Performance und Skalierbarkeit.

Schlüsselwörter

Proxy-Architektur, Mehrbenutzer-Echtzeitspiele, Skalierbarkeit, Synchronisation, Eventual Consistency, Netzwerkprotokoll, Quake II, QFusion-Engine, Performance, Evaluation, Testläufe