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MMO万人同屏实验成功发布!

 3 months ago
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MMO万人同屏实验成功发布!

发表于2小时前
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3DMMO的万人同屏是一个让我激动不已的技术挑战!我是在08年关注到了3DMMO游戏服务器并行化的问题。并于同年就开始了一系列的技术尝试。软件工程和其他的工程一样。对于新的想法就是反复尝试,反复失败的过程。其实每个游戏服务器工程师都会开发一个自己的软件框架。一来容易维护二来使用方便。我只是比较幸运和执拗,喜欢用自己框架尝试新的想法。“念念不忘,必有回响”,进过一系列的技术改进,终于实现了3DMMO的万人同屏。

luacluster项目由两部分组成,服务器端的luacluster以及客户端的luacluster_unity3d_demo。虽然整合了luajit, uvlib等大量的第三方的开源库,但开发工作仍然非常的繁重。为了支持跨平台和兼容unity的坐标体系等,又做了很多非常复杂的实验。这个项目最大的难点在于,不能简单的把他归为分布式中的计算,存储或传输的任何一类问题。它是要在分布式的计算,存储和传输中寻找到一个恐怖的平衡点。

在2020年我个人曾连续写过3篇文章《使用redis实现5万人同服的“相位技术”》 《3D游戏的万人同屏技术详解(1)》 《3D游戏的万人同屏技术详解(2)》。这3篇文章围绕着一个核心问题。就是如何评估游戏服务器的性能?因为对游戏服务器性能评估的标准模糊,导致了现在游戏服务器技术开发方向的迷失。只有重新确立服务器性能评估标准,才能找回游戏服务器的技术方向。要评估服务器的性能,我们就要给出相应的标准。web服务器有唯一的通用标准就是在线人数。也就是服务器的承载能力。在完成同样功能下,使用最少的硬件,承载能力越高越稳定的服务器,他的软件性能就越好。

但对于游戏服务器有着完全和web服务器不同的特点。无法使用简单的在线人数来衡量服务器性能。比如在MMO下虽然在同一个服务器内,但在不同地图的玩家之间,就几乎不会产生任何性能消耗。如果在极端情况下将每个玩家分别放入一个单独的地图。玩家之间不产生任何的互动。那么服务器的消耗将会非常的低。对应的服务器承载人数就会非常的高。但这种极端类型的服务器无法做出任何MMO游戏。所以在MMO下对服务器的评价标准,由最初的同服在线人数变为同地图在线人数。

可是随着无缝大地图技术的出现,这种同地图在线人数的评价标准又无法满足需求了。因为无缝大地图可以将任意整张地图分割为无数小地图。并将每个小地图分别放入不同的服务器。以提高整张大地图的承载能力。但这样的分割算法导致了新的问题。如果这些玩家集中到地图的某个点,服务器就不能正常工作!这就是说虽然整张地图可以承载的人数很高。但这种高承载能力只是一个障眼法。因为地图上某个区块的服务器会因为玩家的聚集而随机的崩溃掉。

虽然我们有无缝大地图的技术。但因为AOI(游戏服务器内对象的可见范围)的承载能力很低。在整张大地图内导入过多的玩家会让服务器有崩溃的可能。最终使得服务器的承载能力受限于AOI的承载能力。从玩法上说可以在整张地图上导入很多玩家,但这些玩家之不能聚集在一起进行互动。使得整张地图承载能力的意义就非常小了。

所以对于MMO服务器的承载能力判定标准,也就由地图在线人数进一步变成了AOI内在线人数,也就是同屏的承载能力。这不是因为产品需求产生的技术路线。并不是因为某个产品需要万人同屏所以我们去研究万人同屏。而是因为我们解决了同服问题,解决了同地图问题,然后遇到了同屏问题。而同屏的问题又变的非常复杂。因为客户端在同屏上遇到了和服务器一样的技术瓶颈,导致在客户端上实现万人同屏也非常困难。客户端和服务器的问题互相纠缠,最终导致我们大多数人都迷失了。而我厌倦了这种对技术方向无休无止的争论。选择了以万人同屏为目标,重新梳理了全部技术栈,形成软件框架并最终使用云服务器完成了测试工作。

制约万人同屏的技术细节有那些呢?在服务器方面有如下几个问题:无法充分使用线程,异步场景和同步场景混乱,帧同步和状态同步混乱,对象的多个实体数据同步混乱等等。在客户端方面的问题:多线程通信技术不成熟,ECS技术不成熟,渲染优化技术不成熟等等问题。我认为MMO万人同屏的实验成功是游戏软件领域重要的里程碑。将会解锁更多全新的游戏模式。

当前已经完成了所有基本测试工作,正在整合了Mongodb的数据库用于硬盘存储部分功能。接下来会开发增量存储以及传输加密等等功能。这将是一个长期的开发计划,期望最终实现一个通用的分布式MMO游戏开发框架。

行业内历年的数据摘要

1. 2013年bigworld做过一次压力测试。在同一个地图上,使用96台(共128核心)服务器,可以承载10万个机器人。但每个机器人的AOI范围内有62个客户端。

2. 在2019年kbengine使用两台8核服务器,在同一个地图上可以承载1万人。AOI范围内承载能力是600个客户端。

3. 在2021年通过进一步改造kbengine, 实现了并行空间的技术,同样两台8核服务器,可以将AOI范围内承载能力提升到1000个客户端。

4. luacluster使用2台128核服务器,将AOI范围内的承载能力提升到了1万个客户端。
开源项目地址

服务器开源地址:https://github.com/surparallel/luacluster

客户端开源地址:https://github.com/surparallel/luacluster_unity3d_demo
名词

1. AOI(Area Of Interest) 游戏服务器内对象的可见范围,即服务器内每个对象需要维护的可见和被见列表内对象的范围。当游戏对象发生移动时对应的列表需要增加或删除。维护列表的算法决定了游戏服务器的性能上限。
2. 无缝大地图(seamless maps)将一张超大的游戏地图按算法分割成多个小份,并分别由不同硬件服务器维护的算法。可以实现在一个超大地图上承载更多玩家。
3. 并行空间 将一个地图块同时创建到多个硬件服务器中,以提高单个地图块承载人数的上限的算法。
4. 万人同屏(Unity includes a 10,000 NPC scene) 在同客户端屏幕内展现1万个游戏对象。对于游戏服务器是将1万个游戏对象放入AOI范围内。

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