Tipos de Arquitecturas usadas en MMOG

Transcripción

1 Tipos de Arquitecturas usadas en MMOG Marco A. Arias Figueroa IIC2523 Sistemas Distribuídos Basado en paper A Survey on MMOG System Architectures

2 Que son los MMOG Mul6 Massive Online Games Juegos en donde muchas personas juegan simultáneamente conectadas a red. Se simula un mundo completo: Cambios que realiza una persona, lo ven las demás Se debe mantener consistencia Se manejan muchos datos Ocurren eventos en 6empo real

3 Mercado de los MMOG

4 Problemas a tratar Cómo manejamos la consistencia? Qué arquitectura u6lizamos para los datos?, centralizada, descentralizada? Cómo mantenemos el estado del juego? Cómo se realizan los updates? Cómo mantener la persistencia? Cómo lograr que el gameplay sea lo más fluido posible?

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6 Tags principales Aumentan los datos a guardar Necesario guardarlo en la persona correcta Aumenta la cantidad de jugadores Jugadores no quieren tener delays ni lags Consistencia en el juego Lo que ocurre con un jugador cambia los datos del entorno y a los demás jugadores

7 Tres arquitecturas 1. Arquitectura centralizada 2. Arquitectura descentralizada 3. Arquitectura híbrida

8 1.- Centralizada Nodo central al que se conecta el resto de los nodos Unidad lógica simple central Se puede controlar bien la detección de fallas del sistema En MMOG, un computador hereda todas las características del mundo Si este computador se cae, todo el mundo se caerá

9 2.- Descentralizada No se depende de un nodo central Múltiples unidades lógicas independientes, con igual funcionalidad Existen los Supernodos: Transmiten los datos a los nodos restantes del sistema En MMOG, los supernodos son computadores que sirven de host del mundo También puede ser un cliente

10 3.- Híbrida Combina elementos de arquitecturas centralizadas y descentralizadas Arquitecturas multicapa con una unidad lógica central. Unidad lógica central se comunica con los supernodos Supernodos se conectan al resto de nodos

11 Diferencia de híbrida con centralizada y descentralizada Centralizada: Importantes funciones, como update del sistema y seguimiento de datos, son responsabilidad de los supernodos. No sólo un nodo central, sino una unidad lógica Descentralizada: Hay un punto central de fallo Por ejemplo si la unidad central es una DB y los supernodos se conectan a ella.

12 Ejemplos de las 3 arquitecturas

13 Núcleos fundamentales en los MMOG 1. Mensajería 2. Manejo de recursos 3. Persistencia de los datos 4. Administración del estado

14 1.- Mensajería Traspaso de mensajes entre nodos de la red En MMOG, el tiempo de traspaso de mensajes es esencial El orden de llegada de los datos debe ser consistente Dos aspectos fundamentales: Entrega de datos Orden de los datos

15 1.- Mensajería Entrega de datos: En centralizados, como WoW, existen problemas en la comunicación cliente- servidor cuando hay mucha actividad de los usuarios a la vez Problema bien recurrente en arquitecturas centralizadas Orden de los datos: Problema poco recurrente en centralizadas Problema muy común en arquitecturas descentralizadas e híbridas, debido a la variedad de fuentes

16 2.- Manejo de recursos Muchos datos a repartir Cómo los servidores controlan la carga de datos acumulada en varios clientes Dos aspectos fundamentales: Aprovisionamiento de los recursos Asignación de los recursos

17 2.- Manejo de recursos Aprovisionamiento de los recursos: Descentralizadas escalan dinámicamente los datos acorde a la demanda No todos los datos a la vez Solución de centralizadas poco escalable Asignación de recursos: Cada jugador necesita tener conocimiento de los demás Provoca problemas de latencia Cómo asignamos recursos para que un jugador no se comunique con todos los demás

18 3.- Persistencia de los datos Cada usuario cambia su estado en cada juego Se requiere mantener la persistencia de los datos a los cambios y cuando el jugador hace log off Dos aspectos fundamentales: Datos estáticos Datos dinámicos

19 3.- Persistencia de los datos Datos estáticos Datos que no son in\luenciados por el jugador desde dentro del juego. (Ej password, username, etc) Deben ser guardados en lugares especial y ser accesible sólo con permisos Problemas con diferentes versiones Jugadores deben actualizar para no perder consistencia de versiones

20 3.- Persistencia de los datos Datos dinámicos Datos que son in\luenciados desde dentro del juego. Las acciones del jugador hacen que estos datos varíen (ej los stats) Diferentes datos dinámicos Cambios de posición, de NPC, interacción con el ambiente e interacción entre jugadores Cambios de posición deben enviarse a todos los clientes cercanos Problemas de sincronización de datos que se deben manejar

21 4.- Administración del estado El estado del juego debe ser el mismo para todos Estado del juego manejado muy precisamente da problemas de lentitud Sólo una parte del juego se intercambia entre jugadores Pueden existir cheats que di\icultan el juego Dos aspectos fundamentales: Particionamiento de los datos Prevención de cheats

22 4.- Administración del estado Particionamiento de los datos: Hacer updates a subpartes del juego y no al juego completo Mucha cantidad de recursos usada Partición simple: No requiere mucha herramienta computacional No reduce el trá\ico de red de manera óptima Partición compleja Requiere una fuerte herramienta computacional Reduce el trá\ico de red signi\icativamente

23 4.- Administración del estado Prevención de cheats Diferentes cheats que molestan la interacción en el juego Cambio de respuesta en el juego Alterando la programación del mundo (ejemplo cruzar paredes) Cambios de protocolo, alterar el orden de mensajes para tener ventaja No pueden ser siempre solucionados por el tipo de arquitectura

24 Como enfrentar estos problemas

25 1a.- Entrega de mensajes Descentralizada: Descentralizado sin mensajes ACK, sino timestamp para ver la diferencia entre ellos Se baja el delay, pero muchos mensajes deben llegar para saber que se perdió uno Híbrida: El mundo es dividido en diferentes áreas, y existen updates locales Cada supernodo se encarga de su área local Se centralizan en AOI (área de interés)

26 1b.- Orden de los datos Descentralizada: Cada player envía su update a otro, por lo cual sólo viene de 1 fuente Orden local No hay control del game state y provoca cheating Híbrida: Orden es un problema menor, dada la jerarquía La jerarquía determina el orden de los mensajes Sólo hay con\lictos entre los supernodos

27 2a.- Aprovisionamiento de los recursos WoW utiliza diferentes servidores en que cada uno aprovisiona diferentes recursos Solución muy cara Se propone un modelo que ve cuantos recursos son utilizados y predice futuros requerimientos Se propone un framework en desarrollo Solución descentralizada es limitada en cómo cada cliente aporta al estado del juego Se ha propuesto un server dedicado en cada usuario, capaz de asumir una función particular

28 2b.- Asignación de recursos Centralizado usa sólo un servidor para un mundo EVE Online permite hasta 1200 jugadores Quake II usa un sistema central que monitorea y asigna recursos según lo necesario En descentralizada es di\ícil tener nodos cliente que administren los recursos Se han propuesto estrategias P2P para la asignación de recursos. En sistemas híbridos usan servidores distribuídos con los recursos del sistema.

29 3a.- Datos está6cos En centralizadas es preferible no mandar muchos datos Guardar datos en los clientes reduce la cantidad de datos que deben ser enviados Se ha propuesto sistemas P2P para MMOG centralizados que separan los datos estáticos del \lujo de datos normal Método adoptado en WoW

30 3b.- Datos dinámicos Solución centralizada: Estructura de datos de 2 capas Primera capa con todos los objetos Segunda capa con objetos mutables Guardar la posición es un desa\ío en un MMOG Se propone una solución donde sólo se envía el update si se cruza un umbral de distancia En descentralizada el foco es mantener la consistencia de las posiciones No se puede mantener un centro de datos

31 4a.- Par6cionamiento de los datos Una solución bien usada son los shards Un jugador se conecta a un shard e interactúa con la gente que está dentro de él. Tiene un límite de capacidad Otra estrategia es dividir el mundo en diferentes zonas Aplicable a las 3 arquitecturas Problema cuando hay muchos jugadores en el mismo lugar

32 Prevención de cheats En descentralizadas se usa el Lockstep protocol El juego se divide en frames, donde cada frame es una acción por jugador Otra solución es dividir el mundo en subáreas En cada subárea se le asigna a un nodo responsable Solución en híbridos es mantener un game state en un nodo central Cada cliente se asocia a una zona regional

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35 Conclusiones MMOG tiene múltiples desa\íos que deben ser resueltos Los 4 dominios concentran los aspectos fundamentales de los MMOG Una misma arquitectura tiene muchas ventajas y desventajas dependiendo de la situación Dependiendo del juego, se debe adaptar a cada fase de él un enfoque diferente

36 Preguntas?