Download pdf - 오픈 소스를 활용한 캐쥬얼 게임 서버 프레임워크 개발

Casual Game Server Framework

기술내용

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문서작성자

MEMO

오픈 소스를 활용한 캐쥬얼 게임 서버 프레임워크 개발

서버 프레임워크 CGSF에 대한 소개

박주항

KGC 강연 최종 문서

2012-10-18


Casual Game Server Framework(CGSF)

1. CGSF

게임 서버 제작시 공통적으로 나타나는 부분을 모듈화한 서버 프레임워크

MMO / MO 서버를 제외한 게임 서버의 유사성

2. 착 안

초기 비용 절감 / 공통 플랫폼 제공

매번 서버 새로 만들어야 돼??



3. 특 징

오픈 소스의 활용

License Free

완전한 게임 서버의 구현

모듈 교체 용이

게임 서버 개발 비용 절감



4. 지향점 : 지엽적인 부분 최대한 배제

- 문자열 처리

- 네트워크 엔진

- 압축 라이브러리 누가 이미 만들어 놓은 거.. 새로 만들 필요는 없겠지…


CGSF - Table of Contents

5

1. CGSF Internal Structure

2. Network Layer

3. Logic Queue

4. Logic Layer

5. Database Layer

6. P2P Layer

7. Sample FPS Server / Client

8. Conclusion

6

Work Thread

ACE Proactor

Work Thread

Work Thread

1……N

Logic Queue (IOCP)

Logic Thread

1. Single Thread 2. 멀티 쓰레드로 변경 가능

Database Proxy

Database Impl Local Database Impl Remote

DataBase Server (DB Thread)

Half Sync Half Async Pattern

DataBase

7

Network Layer

Network Layer Logic Layer Database Layer P2P Layer


Packet Packet

Analyzer ACE

Proactor

Network Layer 데이터 흐름

8

데이터 유효성 체크 압축

대기중이던 일꾼 스레드

작업 시작

Logic Queue

네트워크 ACE Framework 패킷 분석 완성된 패킷

해당 유저 소켓 관련 이벤트 발생

Kernel ACE Thread Worker Thread = (Core * 2) ??

의미있는 내용 완성

TCP Data


Network Layer ACE Application

9

▣ Acceptor & Service Handler



10

▣ Acceptor & Service Handler Expansion



11

▣ Worker Thread Creation

ACE_Thread_Manager::instance()->spawn_n(ThreadCount, ProactorWorkThread, …);

1. ThreadCount : 생성할 쓰레드 수

2. ProcatorWorkThread : Thread Entry



12

▣ Worker Thread Event Detection

void ProactorWorkThread(void* Args)

{

ACE_Proactor::instance()->proactor_run_event_loop();

}

::GetQueuedCompletionStatus(m_hIOCP, …, &pCompletionKey, …, …);



13

▣ proactor_run_event_loop()

NetworkEngine.dll!SFProactorService::handle_read_stream()

ACEd.dll!ACE_WIN32_Asynch_Read_Stream_Result::complete()

ACEd.dll!ACE_WIN32_Proactor::application_specific_code()

ACEd.dll!ACE_WIN32_Proactor::handle_events(unsigned long milli_seconds=4294967295)

ACEd.dll!ACE_WIN32_Proactor::handle_events()

ACEd.dll!ACE_Proactor::handle_events()

ACEd.dll!ACE_Proactor::proactor_run_event_loop(int (ACE_Proactor *)* eh=0x00000000)

NetworkEngine.dll!ProactorWorkThread(void * Args=0x00000000)

ACEd.dll!ACE_Thread_Adapter::invoke_i()

ACEd.dll!ACE_Thread_Adapter::invoke()

ACEd.dll!ace_thread_adapter(void * args=0x0118b558)

유저를 나타내는 오브젝트인 SFProactorService의

메소드가 호출되네


Network Layer Packet Analyzer

14

이젠 유저가 보낸 데이터를 분석할 필요가 있겠지?



15

▣ User Session(Socket) & Received Data Process



16

▣ Packet Analyzer

Header Data

- 유저가 전송한 데이터를 버퍼링

- 게임 패킷을 완성

▣ 패킷의 구조



17

▣ Packet Header

구 성 요 소 내 용

Packet Length 패킷의 전체 길이

Encryption 데이터 암호화 여부

Compress 패킷 압축

Checksum(CRC) 패킷 유효성 검증

Directive 패킷 번호



18

▣ 버퍼 상태

Header

Header

Header Data

Header Data

TCP 데이터가 뭉쳐오기 때문에 필요한 만큼의 데이터가 도착할 때 까지 기다릴

필요가 있어



19

▣ 클라이언트 패킷 전송

압축 암호화 CRC 생성 Raw Packet Packet

▣ 서버 패킷 수신

Packet 복호화 압축 해제 CRC 비교 Raw

Packet


Network Layer 단위 전략 패턴

20

음… 그런데 lzf 압축 라이브러리가 마음에 들지 않아. Zlib로 교체하고

싶은데 쉬운 방법이 없을까??



21

▣ 템플릿을 사용한 단위 전략 패턴

2. 컴파일 타임 코드 바인딩

1. 상황에 따른 정책 변경 용이



22

▣ Example – Lzf, Zlib

1. class SFCompressLzf

2. BOOL Compress(BYTE* pDest, int& DestLen, BYTE* pSrc, int SrcLen);

3. BOOL Uncompress(BYTE* pDest, int& DestLen, BYTE* pSrc, int

SrcLen);

1. class SFCompressZLib

2. BOOL Compress(BYTE* pDest, int& DestLen, BYTE* pSrc, int SrcLen);

3. BOOL Uncompress(BYTE* pDest, int& DestLen, BYTE* pSrc, int SrcLen);



23

▣ Example – Packet Analyzer

1. template <typename T>

2. class SFPacketAnalyzer

3. {

4. ….

5. static T& GetCompressor(){return m_Compress;}

6. static T m_Compress;

7. ….

8. };



24

▣ Example - SFProactorService

SFPacketAnalyzer<SFCompressLzf>::GetCompressor().Compress(……);

http://www.zlib.net http://oldhome.schmorp.de/marc/liblzf.html

http://www.zlib.net/

http://oldhome.schmorp.de/marc/liblzf.html


Logic Queue

25

네트워크 레이어의 종착역

Logic Queue


Network Layer Logic Queue

26

▣ Logic Queue

1. 네트워크 이벤트나 타이머 이벤트 등을 수신하기 위한 Queue - 로직 쓰레드에서 사용

2. IOCP 활용



27

▣ Logic Queue

template <typename T>

class SFIOCPQueue : public SFTSSyncQueue<T>

{

BOOL Push(T* pMsg)

{

::PostQueuedCompletionStatus(m_hIOCP, 0, (ULONG_PTR)pMsg, NULL);

return TRUE;

}

T* Pop()

{

……

SFASSERT( FALSE != ::GetQueuedCompletionStatus(m_hIOCP,

&NumberOfBytesTransferred, &pCompletionKey, &pOverlapped, INFINITE));

return (T*)(pCompletionKey);

}



28

▣ Logic Queue의 사용

1. Worker Thread

LogicGatewaySingleton::instance()->PushPacket(pPacket);

2. Logic Thread

pCommand = LogicGatewaySingleton::instance()->PopPacket();

LogicEntrySingleton::instance()->ProcessPacket(pCommand);

이걸로 무사히 네트워크 레이어로 부터 로직 레이어로 패킷을 넘기게

되었어 휴…

29

Logic Layer



Logic Layer CGSF

30

▣ Logic Layer

1. 캐쥬얼 온라인 게임에서 공통적으로 나타나는 부분을 모듈화

2. 공통부분 - 채널선택 - 로비 - 게임방 진입 - 게임 로딩, - 게임 플레이 - 결과 화면


Logic Layer Logic Thread

31

▣ Single Thread

1. 깔끔한 코드 - Lock(); SharedVar++; Unlock();

2. 컨텐츠 프로그래머

3. 원활한 게임 서비스

4. 고속 코드 수행(Node.js)



32

▣ 주의사항

1. Blocking Code ex) Sleep()

2. 오브젝트 풀, 메모리 풀



33

▣ Logic Thread Entry


Logic Layer CGSF

34

▣ Game Lobby


Logic Layer CGSF

35

▣ GameRoom


Logic Layer CGSF

36

▣ GameLoading


Logic Layer CGSF

37

▣ GamePlay


Logic Layer CGSF

38

▣ GameResult


Logic Layer

39

룸 오브젝트와 플레이어 오브젝트를 State Design Pattern으로 구현하면 되겠어!!


Logic Layer GameRoom

40

▣ Game Room State Design



41

▣ Player State Design



42

▣ Packet Flow(유저가 로비에서 대기방으로 진입)



43

▣ SFRoomPlay

빨강색 상자 : 최종 어플리케이션이 구현해야 될 부분



44

▣ GameMode Example

FPSServer 프로젝트의 SFFreeForAll 클래스 참조


Logic Layer

45

이젠 유저로 부터 받은 데이터를 게임에서 쓰는 형태로 변환해야 겠지…


Logic Layer Google protocol buffer

46

▣ Google Protocol Buffer

1. http://code.google.com/p/protobuf/

2. 패킷 뭉쳐오기 처리(http://javawork.egloos.com/2726467)

▣ MessagePack

http://msgpack.org/

http://code.google.com/p/protobuf/



http://javawork.egloos.com/2726467

http://javawork.egloos.com/2726467


Logic Layer Google protocol buffer

47

▣ Example – 채팅 메시지

message Chat

{

required string ChatMessage = 1;

}

Chat PktChat;

PktChat.chatmessage();

48

Database Layer



Database Layer Database

49

▣ 대표적인 데이터베이스

1. MS-SQL

2. MySQL

게임서버에는 두 데이터베이스 접근을 위한 모듈이 준비되어 있으나

MS-SQL은 상용이므로 예제로 MySQL을 사용합니다

회사에서는 mysql 잘 안써요…


Database Layer MySQL

50

▣ MySQL : http://www.mysql.com/


Database Layer Implementation

51

▣ 구현사항

1. 데이터베이스 쿼리 호출은 블럭킹 방식 - 비동기 쿼리 호출 방식 필요

2. 로직쓰레드, DB 쓰레드간 쿼리 전달 구현 필요



52

▣ 비동기 처리 방식

1. DB 서버를 이용한 방식

2. IOCP를 이용한 방식

3. 쓰레드 세이프 큐를 이용한 방식

Game

Server

Database

Server Database

쿼리를 담은 패킷 전송

데이터베이스 쿼리



53

▣ Half-Sync/Half-Async 모델 http://javawork.egloos.com/1818696



54

▣ 데이터베이스 처리

Logic Thread

Manager Thread

DBWorker Thread



55

▣ Logic Thread 에서의 데이터베이스 쿼리 요청

1. SFMessage* pMessage = LogicEntrySingleton::instance()->GetDBMessage();

2. ….

3. LogicEntrySingleton::instance()->GetDataBaseProxy()->SendDBRequest(pMessage);

※ Send



56

▣ Command Pattern

커맨드 생성 및 전송 커맨드 큐잉, 디스패치 커맨드 수행



57

▣ DB Query Command 수행 – SFDBWorker(Thread)

1. while(TRUE)

2. {

3. ACE_Method_Request* pReq = this->m_Queue.dequeue();

4. ….

5. int Result = pReq->call();

6. ….

7. }

DB 일꾼 쓰레드는 정말 간단하군요!!



58

▣ Request의 call method

1.extern ACE_TSS<SFDatabaseMySQL> Database;

2.

3.int SFDBRequest::call(void)

4.{

5. …..

6. Database->Call(m_pMessage);

7. …..

8. return 0;

9.}


Database Layer TLS

59

▣ Thread Local Storage(TLS)


Database Layer Implementaion

60

데이터베이스 호출 관련 예제로 유저 로그인 관련

샘플을 구현해 두었습니다~

61

P2P Layer



P2P Layer P2P

62

▣ P2P Layer

1. 기존 P2P 모듈 활용을 목표


P2P Layer P2P

63

▣ P2P Module

1. OCF P2P - 서버 엔진 OCF의 기능 중 하나 - http://www.ocf.kr/

2. Raknet

3. Enet - League of Legends에서도 사용?? - http://enet.bespin.org


P2P Layer P2P

64

▣ 피어간 연결망 - 1

Peer22

Peer11

Peer33

Super Peer

Relay Server

Peer2

Peer1

Peer3

Super Peer

Relay Server


P2P Layer P2P


Peer2

Peer1

Peer3

Relay Server

Peer1

Peer3

Relay Server

Peer2

Peer4 Peer4

65


P2P Layer P2P

66


Peer2

Peer1

Peer3

Peer4

Relay Server

Peer2

Peer1

Peer3

Peer4

Relay Server


P2P Layer P2P

67

▣ P2P Manager Interface


P2P Layer P2P

68

▣ P2P Method(IUDPNetworkCallback)

1. HandleUDPNetworkMessage

2. ReportMyIP


P2P Layer P2P

69

▣ Lock Free Library : liblfds(http://www.liblfds.org)

BOOL P2PManager::PushPacket(BYTE* pData, int Length)

…

queue_guaranteed_enqueue(m_pQueue, pP2PData);

…

BOOL P2PManager::Update()

…

while (queue_dequeue(m_pQueue, (void**)&pP2PData))

{

m_pUDPCallback->HandleUDPNetworkMessage(…);

…


P2P Layer P2P Mechanism

70

Relay Svr

Client 1

Game Svr

▣ Report My IP

1. Request My Public IP

2. Receive My Public IP

3. Report My IP

1 2 3


P2P Layer P2P Mechanism

71

Client 1 Client 2

Game Room

Client 3

▣ Sharing IP & Connect

1. Enter Room

2. Receive Room Member IP List

3. Receive New Member IP

4. Connect Each Other

1 2 3

4

방에 입장하자 마자 피어간 연결을 하니

게임 시작이 빠르겠군요.


CGSF

72

Sample FPS Server / Client


Sample FPS Server / Client Sample FPS Client

73

▣ Programming a Multiplayer FPS in DirectX

1. 2004년에 출간

2. 네트워크를 DirectPlay로 구현

3. GUI Library


Sample FPS Server / Client Sample FPS Client

74

▣ CEGUI(Crazy Eddi’s GUI)

http://www.cegui.org.uk/wiki/index.php/Main_Page

http://www.cegui.org.uk/wiki/index.php/Main_Page


Sample FPS Server / Client Sample FPS Server

75

▣ FPS Server

1. 소스 코드 참조


CGSF

76

결론 및 정리


결론 및 정리 정리

77

CGSF의 목적


결론 및 정리 CGSF의 보강

78

▣ CGSF의 보강

1. TDD 기반 개발

2. 스트레스 테스트

3. 로직 쓰레드의 멀티쓰레드화

4. 서버간 연결 구조

5. 게임 옵션 세분화

6. 서비스 툴 제작

CGSF CGSS


결론 및 정리 CGSF

79

▣ CGSF 관련 사항

1. Source Code : http://dev.naver.com/projects/cgsf

2. 개발 툴 : Visual Studio 2012 RC Professional 버전

3. DirectX SDK

4. Tortoise SVN 차후 소스 업데이트는

Git-Hub에서

http://dev.naver.com/projects/cgsf


CGSF

80

Q & A


결론 및 정리 CGSF

81

▣ 제 소개

1. 약 력 서강대 물리학/컴퓨터학 복수전공 한국산업기술대학 디지털엔터테인먼트 석사 서강대학교 게임교육원 시스템 프로그래밍 시간 강사 JCE Server Programmer(2006 ~ 현재)

2. E-Mail : [email protected]

3. 블로그 : http://blog.naver.com/pdpdds

4. 목표 : C++ OS 제작

5. 좋아하는 게임 장르 : 어드벤처

mailto:[email protected]


CGSF

82

감사합니다 !!!!