（计算机应用技术专业论文）游戏联网的分析与设计.pdf

游戏联网的分析与设计 计算机应用 研究生：赵海指导教师：李志蜀 摘要 随着高速网络的普及，越来越多的i n t e r n e t 用户不断参与各 种各样的交互式多媒体应用。其中，以大规模多人在线游戏 ( m a s s i v em u l t i p l a y e ro n l i n eg a m e ，简称m m o g ) 最为流行。在 m m o g 中，游戏里面的各种对象之间会产生大量的事件数据，对象 之间就通过这些事件进行相互作用。这些事件数据自罐导征不同于 通常的i n t e r n e t 上的其他应用。因为事件数据通常志包含一些控 制信息，所以它们的交互非常频繁，间隔非常短，数据包也非常 小。大多数商业m m o g 中使用了t c p 或者u d p 作为事件数据的传输 协议，然而，因为1 1 c p 具有复杂的拥塞控制算法，是具有连接状 态的面向字节流的重量级协议，很难支持大量用户的并发处理。 而u d p 没有复杂的拥塞控制，不面向连接，采用数据报文方式传 递数据，是一个轻量级协议。对于m m o g 中的事件数据的传递，u d p 相对更适合一些。但是u d p 中却又不支持数据的可靠传输和会话 管理。因此，在本论文中，我们在u d p 的基础上设计了一个新的 应用协议，游戏传输协议( g a m et r a n s p o r tp r o t o c o l ，简称g t p ) 。 g t p 针对m m o g 类型的事件数据进行设计，可以提供多种传输机制 来满足m m o g 中的各种传输要求。首先，g t p 实现了基于数据包的 窗口模式，处理非常简单，传输速度快，非常适合事件数据这种 较小的数据包。其次，g i p 也提供了会话管理以及适应性重传机制。 通过会话管理，可以方便的获得对方的在线状态；而适应性的重 传机制，可以实现数据包的实时和优先级传送，满足一些具有期 限的事件数据的要求，对于一般数据，也可以不采用重传机制， 最大程度的利用资源。虽然g t p 是为m m o g 设计的协议，在其他的 交互式多媒体应用中也可以使用g t p 。最后，为了提供g t p 并发的 任务处理，设计了一个线程池，并可以提供给游戏服务器使用。 关键字：大规模多人在线游戏，游戏传输协议，基于数据包 的窗口模式，适应性重传机制，多线程，线程池 t h ea n a l y s i sa n dd e s i g no fg a m e n e t w o r k i n g c o m p u t e ra p p l i c a t i o nt e c h n o l o g y m a s t e rc a n d i d a t e ：z h a oh a ia d v i s o r ：p r o f l iz h i s h u a b s t r a c t w i t ht h ep o p u l a r i z a t i o no fh i g h s p e e da c c e s sn e t w o r k 。 m o r ea n dm o r ei n t e r n e tu s e r sa r ep a r t i c i p a t i n gi nv a r i o u s i n t e r a c t i v em u l t i m e d i aa p p l i c a t i o n s a m o n gt h e s e ，t h em o s t p o p u l a ra r et h em a s s i v em u l t i p l a y e ro n l i n eg a m e s ，o rm m o g i nm m o g ，al a r g ea m o u n to fe v e n td a t aisc r e a t e db yt h e i n t e r a c t i o n sb e t w e e nv a r i o u sc o n t r o lo b j e c t s t h e s ee v e n t d a t ah a v ed i f f e r e n tc h a r a c t e r i s t i e sf r o mt h a tw h i c ha r e g e n e r a l l yu s e do nt h ei n t e r n e t e v e n t so c c u rv e r yf r e q u e n t l y w i t hs h o r ti n t e r a r r i v a lt i m e sa n dt h e i rs i z ei sq u i t es m a l l b e c a u s et h e y o n l y c o n t a inc o n t r o lin f o r m a tio n m o s t c o m m e r c i a lm m o g su s et c po ru d pa st h et r a n s p o r tp r o t o c o l f o rt h ee v e n td a t a h o w e v e r ，s i n c et c pi ss u c hah e a v y p r o t o c o l ，d u et oi t sc o m p l e xc o n g e s t i o nc o n t r o la t g o r i t b m a n db y t e o r i e n t e dw i n d o ws c h e m e ，i ti sd i f f i c u l tt os u p p o r t m a n yc o n c u r r e n t u s e r s o nt h eo t h e rh a n d ，u d ph a sn o c o n g e s t i o nc o n t r o la l g o r i t h m ，i sn o tc o n n e c t i o n o r i e n t e d ， d e l i v e r s d a t ab yp a c k e t ，a n di sar e l a t i v e l y1 i g h t w e i g h t p r o t o c 0 1 i t sm o r es u i t a b l ef o rm m o g b u tt h e r ea r en o f u n c t i o n sa v a i l a b l e ，w h i c hp e r m i tr e li a b l et r a n s m i s s i o na n d s e s s i o n m a n a g e m e n t i nu d p s oi nt h i s p a p e r ， a n e w a p p l i c a t i o nl e v e lp r o t o c o l ，g a m et r a n s p o r tp r o t o c o l ( g t p ) ， i sd e s i g n e df o rt h et r a n s m i s s i o oo ft h ee v e n td a t au s e db y m m o g g t ps u p p o r t ss e v e r a lf u n c t i o n sd e s i g n e dt om e e tt h e v a r i o u sr e q u i r e m e n t s o fm m p o g f i r s t l y ， g t pu s e s a p a c k e t b a s e dw i n d o ws c h e m en o tab y t e b a s e dw i n d o ws c h e m e a si nt h ec a s eo ft c p t h i ss c h e m ei sq u i t es i m p l ea n d s u i t a b l ef o rt h es m a l ls i z e o ft h ee v e n td a t a ，a l s o ，g t p p e r f o r m s s e s s i o i l m a n a g e m e n t a n ds u p p o r t sa na d a p t i v e r e t r a n s m i s s i o ns c h e m et h a tm e e t st h et i m ec o n s t r a i n t so f s o m ee v e n td a t a a 1 t h o u g h6 t pi sas p e c i a l i z e dt r a n s p o r t p r o t o c o l ，o p t i m i z e df o rm m p o g ，i tc o u l da l s ob eu s e df o r o t h e ri n t e r a c t i v em u l t i m e d i aa p p l i c a t i o n s k e y w o r d ：m a s s i v em u l t i p l a y e ro n l i n eg a m e s ，g a m et r a n s p o r tp r o t o c o l ， p a c k e t b a s e dw i n d o ws c h e m e ，a d a p t i v e r e t r a n s m i s s i o n s c h e m e ， m u l t i t h r e a d t h r e a dp o o l i n g 1 背景介绍 1 , 1 网络游戏发展演化历史 在2 0 0 2 年5 月的g d c2 0 0 2 ( 游戏开发者大会) 上，有一场关于网络游戏 的研讨会，研讨会的主题为 b u i l d i n ga t h i r dg e n e r a t i o n , o n l i n ep e r s i s t e n tw o r l d ” ( 创造第三代网络游戏) 。 第三代网络游戏究竟是怎样的? 前两代网络游戏分别是如何划定的? 三代 网络游戏之间的界定标准又是什么? 这次研讨会并没有给我们一个明确的答 案。 一般的观点是把网络创世纪( u l t i r n ao n l i n e ) 视为网络游戏的奠基者， 把2 d 画面为主或2 d 3 d 画面混用的网络游戏统称为“第一代网络游戏，把即 将在国内推出的无尽的任务( e v e rq u e s t ) 和命运( w y d ) 等全3 d 大 作视为“第二代网络游戏”。而“第三代网络游戏”的定义目前尚无定论，但我们 从今年以来的发展趋婀以看出，第三代网络游戏更倾向于甩开那些用以衡量 单机游戏的传统标准，如视听、操作性和游戏性等，甚至甩挣游戏这个字眼， 而把自己定位在虚拟社区之上。换句话说，第三代网络游戏的精髓在于它的社 会系统，游戏设计师所扮演的实际上更多的是社区设计师而非游戏设计师的角 色。在具体的表现手法上，第三代网络游戏并无统一模式，例如模拟人生在 线( t h es i m so n l i n e ) 强调虚拟的社交体验，而绝密档案( m a j e s t i c ) 则强 调交互方式的多样化。 然而这种划分方法的不足之处也很明显，一是缺乏统一的标准，前两代以 游戏的画面为分界，而后两代则以游戏的内容为分界；二是所用标准不具备独 占性，按画面进行划分对于网络游戏来说并无太大的实际意义，若以内容进行 划分，则至今仍无人能出网络创世纪之左右。实际上，如果我们把视线拉 远一些的话，就会发现，从网络创世纪，更准确地说，从1 9 9 6 年发布的子 午线5 9 ( m e r i d i a n5 9 ) 开始直到现在，我们始终是在同一层面上徘徊，人为 地将这短短的六年时间划为三代，难免有些牵强。 3 更重要的是，这种划分方法完全忽略了那些曾为网络游戏的普及和发展作 出贡献的开拓者，仿佛整个网络游戏业是在1 9 9 7 年夏天突然跳出来的。无庸置 疑，网络创世纪的成功是网络游戏发展史上的一道重要的里程碑，但我们并 不能因此而无视此前出现的一切，任何事物的质变都需要经历一个漫长的量变 过程。 1 ) 第一代网络游戏：1 9 6 9 年至1 9 7 7 年 背景： 由于当时的计算机硬件和软件尚无统一的技术标准，因此第一代网络游戏 的平台、操作系统和语言各不相同。它们大多为试验品，运行在高等院校的大 型主机上，如美国的麻省理工学院、弗吉尼亚大学，以及英国的埃塞克斯大学。 游戏特征： 非持续性，机器重启后游戏的相关信息即会丢失，因此无法模拟一个持续 发展的世界； 游戏只能在同- - n 务器终端机系统内部执行，无法跨系统运行。 商业模式： 免费。 第一款真正意义上的网络游戏可追溯到1 9 6 9 年，当时瑞克- 布罗米为 p l a t o ( p r o g r a m m e d l o g i c f o r a u t o m a t i c t e a c h i n g o p e r a t i o n s ) 系统编写了款 名为太空大战( s p a c ew a r ) 的游戏，游戏以八年前诞生于麻省理工学院的 第一款电脑游戏太空大战为蓝本，不同之处在于，它可支持两人远程连线。 p l a t o 是历史上最为悠久也是最著名的一套远程教学系统，由美国伊利诺 斯州厄本姆的伊利诺斯大学开发于上世纪6 0 年代末，其主要功用是为不同教育 程度的学生提供高质量的远程教育，它具有庞大的课程程序库，可同时开设数 百门课，可以记录下每一位学生的学习进度。p l a t o 还是第套分时共享系统， 它运行于一台大型主机而非微型计算机上，因此具有更强的处理能力和存储能 力，这使得它所能支持的同时在线人数大大增加。1 9 7 2 年，p l a t o 的同时在 4 线人数已达到1 0 0 0 多名。 那些年里，p i a t d 平台上出现了各种不同类型的游戏，其中一小部分是供 学生自娱自乐的单机游戏，而最为流行的则是可在多台远程终端机之间进行的 联机游戏，这些联机游戏即是网络游戏的雏形。尽管游戏只是p i a 1 1 0 的附属 功能，但共享内存区、标准化终端、高端图像处理能力和中央处理能力、迅速 的反应能力等特点令p l a t o 能够出色地支持网络游戏的运行，因此在随后的 几年内，p l a t o 成了早期网络游戏的温床。 p l a t o 系统上最流行的游戏是圣者( a v a t a r ) 和帝国( e m p i r e ) ，前 者是一款“龙与地下城设定的网络游戏，后者是一款以星际迷航 为背景的网 络游戏。这些游戏绝大多数是程序员利用业余时间编写并免费发布的，f 出1 门只 是希望自己的游戏能获得大家的认可。当然，也有一些开发者通过自己的游戏 获得了收入，但通常每小时只有几美分，并且还得在若干作者之间进行分配。 p l a t o 在游戏圈内并未获得其应有的荣誉和地位，但这并不能抹杀它对网 络游戏以及整个游戏产业所做出的贡献。p l a t d 上的不少游戏日后都被改编为 了游戏机游戏和p c 游戏，例如空中缠斗( a i r t i g h t ) 的作者在原游戏的基础 上开发了飞行模拟( v l i g h ts i m u l a t o r ) ，8 0 年代初，这款游戏被微软收购并 改名为微软飞行模拟，成为飞行模拟类游戏中最畅销的一个系列。1 9 7 4 年 推出的帝国是第一款允许3 2 人同时在线的游戏，这一联机游戏模式成为 现代即时策略游戏的标准模式。1 9 7 5 年发布的奥布里特( o u b l i e t t e ) 是一款 地牢类游戏，大名鼎鼎的角色扮演游戏巫术( w i z a r d r y ) 系列即源于此。 有趣的是，1 9 6 9 年也正是a r p a n e t ( a d v a n c er e s e a r c hp r o j e c na g e n c y n e t w o r k ) 诞生的年份。大家知道，a r p a n e t 是美国国防部高级研究计戈帽研 制的世界上首个包交换网络，它的成功直接促成了互联网以及传输控制协议 ( 即t c p 仰) 的诞生。 2 ) 第二代网络游戏：1 9 7 8 年至1 9 9 5 年 背景： 一些专业的游戏开发商和发行商开始涉足网络游戏，如a c f i v i s i o n 、 i n t e r p l a y 、s i e r r ao n m e 、s t o 肌硒n ls t u n o s 、v i r g i ni n t e r a c t i v e 、s s i 和t s r 等 5 都曾在这一阶段试探性地进入过这一新兴产业，它们与g e n i e 、p r o d i g y 、a o l 和c o m p u s e r v e 等运营商合作，推出了第一批具有普及意义的网络游戏。 游戏特征： 网络游戏出现了“可持续瀣的概念，玩家所扮演的角色可以成年累月地在 同一世界内不断发展，而不像p l a t o 上的游戏那样，只能在其中扮演一个匆 匆过客。 游戏可以跨系统运行，只要玩家拥有电脑和调制解调器，且硬件兼容，就 能连入当时的任何一款网络游戏。 商业模式： 网络游戏市场的迅速膨胀刺激了网络服务业的发展，网络游戏开始进入收 费时代，许多消费者都愿意支付高昂的费用来玩网络游戏。从凯斯迈之岛 的每小时1 2 美元到g e n i e 的每小时6 美元，第二代网络游戏的主流计费方式 是按小时计费，尽管也有过包月计费的特例，但未能形成气候。 1 9 7 8 年在英国的埃塞克斯大学，罗伊特鲁布肖用d e c 1 0 编写了世界上第 一款m u d 游戏j m u d i ”，这是一个纯文字的多人世界，拥有2 0 个相互连 接的房间和1 0 条指令，用户登录后可以通过数据库进行人机交互，或通过聊天 系统与其他玩家交流。 特鲁布肖离开埃塞克斯大学后，把维护m u d l 的工作转交给了理查德巴 特尔，巴特尔利用特鲁布肖开发的m u d 专用语言一m u d d u 继续改进游 戏，他把房间的数量增加到4 0 0 个，进一步完善了数据库和聊天系统，增加了 更多的任务，并为每一位玩家制作了计分程序。 1 9 8 0 年埃塞克斯大学与a r p a n e t 相连后，来自国外的玩家大幅增加，吞噬 了大量系统资源，致使校方不得不限制用户的登录时间，以减少d e c 1 0 的负 荷。8 0 年代初，巴特尔出于共享和交流的目的，把m u d l 的源代码和盘托出 供同事及其它大学的研究人员参考，于是这套源代码就被流传了出去。到1 9 8 3 年末，a r p a n e t 上已经出现了数百份非法拷贝，m u d l 在全球各地迅速流传开 来，并出现了许多新的版本。如今，这套最古老的m u d 系统已被授权给美国 6 最大的在线信息服务机构之c o m p u s e r v e 公司，易名为“不列颠传奇”，至 今仍在运行之中，成为运作时间最长的m l j d 系统。 m u d l 是第款真正意义上的实时多人交互网络游戏，它可以保证整个虚 拟世界的持续发展。尽管这套系统每天都会重启若干次，但重启后游戏中的场 景、怪物和谜题仍保持不变，这使得玩家所扮演的角色可以获得持续的发展。 m u d l 的另一重要特征是，它可以在全世界任何一台p d p - i o 计算机上运行， 而不局限于埃塞克斯大学的内部系统。 19 8 2 年，约翰泰勒和凯尔顿弗林组建k e s m a i 公司，这家公司在网络游戏 的发展史上留下了不少具有纪念意义的作品。k e s m a i 公司的第一份合约是与 c o m p u s e r v e 签订的，当时约翰- 泰勒看见了c o m p u s e r v e 打出的一则名为呔空 战士”( m e g a w a r s ) 的广告j 如果你能编写一款这样的游戏，你就能获得每 月3 万美元的版税金”，他便把同凯尔顿弗林一起开发的凯斯迈之岛( n e i s l a n do f k e s m a i ) 的使用手册寄了一份给当时在c o m p u s e r v e 负责游戏业务的比 尔昭登，洛登对此很感兴趣。凯斯迈之岛的运行平台为u n i x 系统，而 c o m p u s e r v e 使用的是d e c - 2 0 计算机，于是k e s m a i 公司重新为c o m p u s e r v e 开发了个d e c 2 0 的版本。这款游戏运营了大约1 3 年，1 9 8 4 年开始正式收 费，收费标准为每小时1 2 美元。同年，m u d l 也在英国的c o m p u n e t 上推出了 第一个商业版本。 1 9 8 4 年，马克- 雅克布斯组建a u s i 公司( 亚瑟王的暗黑时代的开发者 m v t h j c 娱乐公司的前身) 。并推出游戏阿拉达特( a r a d a t h ) 。雅克布斯在 自己家里搭建了个服务器平台，安装了8 条电话线以运行这款文字角色扮演 游戏，游戏的收费标准为每月4 0 美元，这是网络游戏史上第一款采用包月制 的网络游戏，包月制的收费方式有利于加速网络游戏的平民化进程。对网络游 戏的普及将起到重要作用。遗憾的是，包月制在当时并没有成长起来的条件， 1 9 9 0 年a u s i 公司为龙门( d r a g o n sg a t e ) 定的价格为每小时2 0 美元，尽 管费率高得凉人，但仍有人愿意每月花上2 0 0 0 多美元去玩这款游戏，因此在 8 0 年代末9 0 年代初，包月制并未引起人们的关注。 1 9 8 5 年，比尔洛登说服通用电气公司( g e ) 的信息服务部门投资建立了 一个类似c o m p u s e r v e 的、商业化的、基于a s c i i 文本的网络服务平台，这套 7 平台被称为g e n i e ( g e n e t w o r k f o r i n f o r m a t i o n e x c h a n g e ) 。g e n i e 于1 0 月份正 式启动，其低廉的收费标准在用户中间引起了巨大反响，也令一向有着强烈优 越感的c o m p u s e r v e 感受到了竞争的压力。g e n i e 系统实际上是利用g e 信息服 务部门的服务器在夜晚的空闲时间为用户提供服务，因此收费非常低廉，晚上 的价格约为每小时6 美元，几乎是c o m p u s e r v e 的一半。 同年11 月，q u a n t u mc o m p u t e rs e n , i c e s ( a o l 的前身) 毫无声息地推出了 q u a n t u ml i n k 平台，这是个专为c o m m a n d o r e6 4 1 2 8 游戏机玩家服务的图形 网络平台，费率仅为每月9 9 5 美元。这一收费标准完全可以成为网络游戏发展 史上的一个重要里程碑，但由于当时的c o m m a n d o r e6 4 1 2 8 游戏机已步入衰退 期，因此这项具有革命意义的收费标准如同雅克 f 斯的瘃庭作坊”一样，未能 引起人们的重视，否则网络游戏的革命很可能会提前来到。 无论如何，更多运营商的介入令网络服务业的竞争激烈了起来，费率的下 调已成必然趋势。这一阶段的美国网络游戏业如同现阶段国内的网络游戏业， 运营商与游戏商在网络游戏身上大赚了一笔。1 9 8 8 年，q u a n t u m 从t s r 手中 购得“龙与地下城”的授权，三年后，第一款a d & d 设定的网络游戏夜 在绝冬域( n e v e r w i n t e r n i g h t s ) 诞生，这款游戏运营了若干年，尽管所采用的 图像技术陈旧不堪，但仅在它生命周期的最后年，即1 9 9 6 年，它就为a o l 带来了5 0 0 万美元的收益。 1 9 9 1 年，s i e r r a 公司架设了世界上第一个专门用于网络游戏的服务平台 m l es i e r r a n e t w o r k ( 后改名为i m a g i n a t i o n n e t w o r k ，1 9 9 6 年被a o l 收购) ， 这个平台有点类似于国内的联众游戏，它的第一个版本主要用于运行棋牌游戏 ( 当时的比尔盖茨是一名狂热的桥牌手，在s i e n a n e t w o r k 上拥有自己的账号， 且常常光顾) ，第二个版本加入了叶塞1 白斯的阴影( n es h a d o wo f y s e r b i u s ) 、 红色伯爵( r e db a r o n ) 和幻想空间( l e i s u r es u i tl a r r yv e g a s ) 等功能更 为复杂的网络游戏。当时s i e r r a n e t w o r k 的运营者还曾同理查德力口利奥特联系， 希望把开发中的网络创世纪搬到s i e n a n e t w o r k 上。随后几年内，m p g - n e t 、 t e n 、e n g a g e 和m p l a y e r 等一批网络游戏专用平台相继出现。 3 ) 第三代网络游戏：1 9 9 6 年至今 8 背景： 越来越多的专业游戏开发商和发行商介入网络游戏，一个规模庞大、分工 明确的产业生态环境最终形成。人们开始认真思考网络游戏的设计方法和经营 方法，希望归纳出一套系统的理论基础，这是长久以来所一直缺乏的。 游戏特征： “大型网络游戏”( m m o g ) 的概念浮出水面，网络游戏不再依托于单一的 服务商和服务平台而存在，而是直接接入互联网，在全球范围内形成了一个统 一的市场。 商业模式： 包月制被广泛接受，成为主流的计费方式，从而把网络游戏带入了大众市 场。 第三代网络游戏始于1 9 9 6 年秋季子午线5 9 的发布，这款游戏由 a r c h e t y p e 公司独立开发。a r c h e t y p e 公司的创建者为克姆斯兄弟，即将发售的 模拟人生在线的设计师迈克塞勒斯和已被取消的网络创世纪2 的设计 师戴蒙舒伯特都曾在这家公司工作过。 子午线5 9 本应是一款划时代的作品，可j | 昔发行商3 d o 公司在决策过 程中出现了重大失误，在游戏的定价问题上举棋不定，面对网络创世纪这 样强大的竞争对手，先机尽失，“第一网络游戏”的头衔终被网络创世纪夺 走。网络创世纪于1 9 9 7 年正式推出，用户人数很快即突破1 0 万大关。 予午线5 9 和网络创世纪均采用了包月的付费方式，而此前的网络 游戏绝大多数均是按小时或分钟计费( 收费前通常会有一段时间的免费使用 期) 。采用包月制后，游戏运营商的首要经营目标已不再是放在如何让玩家在 游戏里付出更多的时间上，而是放在了如何保持并扩大游戏的用户群上。与目 前国内众多网络游戏“捞一票即走 的心态相比，月卡、季度卡和年卡等付费方 式无疑更有利于网络游戏的长远发展，尽管从眼前来看，或许会失去部分经济 利益。 网络创世纪的成功加速了网络游戏产业链的形成随着互联网的普及 9 以及越来越多的专业游戏公司的介入，网络游戏的市场规模迅速膨胀起来。这 其中既有无尽的任务、天堂、艾莎隆的召唤和亚瑟王的暗黑时代 的成功，也有网络创世纪2 、银河私掠者在线和龙与地下城在线的 被取消。一些传统的单机游戏开发商，如m a x i s 、w e s t w o o d 和暴雪等，也依 托自己的品牌实力加入进来，模拟人生在线、远离地球、星球大战：星系 和魔兽世界等都是期待度很高的作品，而更重要的则是一批中小开发商的 涌现，它们在为网络游戏市场创造更丰富、更多样化的内容的同时，也为整个 游戏业带来了不安定的泡沫因素。 从游戏本身来看，第三代网络游戏这八年来更多的是在进化而没有任何质 的飞跃，这种进化更多的是体现在技术和横向层面的拓宽上，而未能向前突破。 大家也许都有这种感觉，尽管许多网络游戏的技术水准有了大幅的提高，但其 游戏性却停滞不前甚至有所倒退，网络创世纪所取得的里程碑式的成就至今 没有人能够超越。在这种情况下，网络游戏市场的高速膨胀反倒让人觉得有些 反常。 前面提到的g d c2 0 0 2 上曾经举办了场以“第三代网络游戏为主题的研 讨会，然而与会者却并未对第三代网络游戏的定义加以明确界定。这一称谓 实际只是一种虚指而己，从会上所讨论的内容来看，更多的是对如何改进当前 这一代网络游戏的建议，而没有任何革命的征兆。毕竟，这一代网络游戏只存 在了短短的八年时间，甚至尚未步入成熟，又何谈革命? 尽管如此，这场研讨会还是给人以不少有益的启发，下面的这两个问题将 成为今后几年内网络游戏亟待解决的课题： a 如何在保证网络世界的有序性的前提下，赋予玩家以更多的自由和权力? 众所周知，个封闭的小环境可以由玩家实现自律，而一个数万人的大环 境根本不可能形成有效的自律。于是有人提出了创建一个“迪斯尼乐园”式的虚 拟世界，这是一个拥有严格的游戏规则、受到严格控制的游戏环境，玩家只能 在游戏中根据既定的规则去玩、去交流，而不能对这个世界做什么改变。但这 一想法与网络游戏所具有的开放性和交互性相违背，很多设计师认为未来的网 络游戏应该允许玩家自己动手创建，创建能够永久保存下来的个性化的物品或 是能对游戏世界产生有意义的影响的内容，这是提高玩家忠诚度的最佳途径。 1 0 心川大学硕上论文 不过由此带来的问题也很明显，例如玩家会不会利用手中的权力生产出大量垃 圾，会不会引发新的作弊手段等等。 控制和放权是件两难的事。如何在受控制的环境下赋予玩家更多的创造 力? 这是未来网络游戏需要面对的最重要的一个课题。 b 如何尽可能地扩大网络游戏的目标消费群? 从游戏本身来看，一方面应尽量降低操作的复杂度，另一方面应通过内容 上的设计，让每月玩2 0 个小时的玩家也能在游戏中体验到与每月玩2 0 0 个小时 的玩家相当的乐趣。这就需要赋予玩家以更多的创造力和归属感。例如鼓励玩 家之间组成更紧密的群体、社区或国家。 从游戏外部来看，一方面应尽可能为玩家提供更为方便的购买、付费和接 入方式，另一方面必须为玩家提供更稳定的服务。与单机游戏不同，网络游戏 出售的是一种服务而非产品，9 0 的工作量实际上是在游戏上市后才发生的， 因此服务质量的优劣对于网络游戏的生存和发展可谓至关重要。 1 2 计算机与网络技术 1 2 1 基本概念 计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络， 就是把分布在不同地理区域的计算机与专门的外部设备用通信线路互联成一个 规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息， 共享硬件、软件、数据信息等资源。通俗来说，网络就是通过电缆、电话线、 或无线通讯等互联的计算机的集合。 网络互联是指将各种不同的物理网络( 如不风的局域网或广域网) 连接在 一起构成统一的网络，它是计算机网络中是一个非常重要的概念和技术。 网络协议是网络上的计算机之间交换信息的一种方式。就象我们说话用某 种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，不 同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。当然了，网络协议也 有很多种，具体选择哪一种协议则要看情况而定。i n t o r n o t 上的计算机使用的是 1 1 t c p 口协议。 i n t e r n e t 是遍布全球的联络各个计算机平台的总网络，是成千上万信息资 源的总称：从本质上讲，i n t e m e t 是一个使世界上不同类型的计算机能交换各类 数据的通信媒介。从i n t e m e t 提供的资源及对人类的作用这方面来理解，i n t e m e t 是建立在高灵活性的通信技术之上的一个已硕果累累，正迅猛发展的全球数字 化数据库。 1 2 2 网络互联层次 网络互联要解决的是异构网的通信问题，目的是向高层隐藏底层物理网络 技术的细节，为用户提供统一的通信服务。 为了完成网络互联以屏蔽底层网络的细节，我们可以在不同的层次上完成 异构网络的互联。 总体来说，有两种方式可实现网络互联：一种是利用应用程序，即应用级 互联；另一种是利用操作系统，即网络级互联。 应用级互联 早期的异构网络互联是通过应用程序完成的。用协议转换的观点来说，在 这种互联网中，除了应用层协议外，其他各层协议都不相同。应用程序必须了 解本机与网络连接的所有内部细节，并直接通过网络与其他应用程序通信，换 句话说，应用程序直接建立在物理网络上，无中间协议。 例如，o s i 电子邮件系统中的每台机器都必须运行一个称为消息传输代理 m t a 的应用程序，由它负责邮件的收发，而且每台中转邮件的机器也必须完整 接收邮件，然后根据邮件地址将其转发到下一站。这就是一个典型的应用级互 联的例子。 应用级互联是最容易想到也是最笨的办法。其缺点是：首先，在网络系统 中增加新的功能意味着要为网络中的每台机器编写新的应用程序；第二，增加 新的硬件意味着要修改旧的应用程序；第三，每个应用程序都必须处理本机与 网络连接的细节，导致代码重复。上述这些问题的根源在于应用程序必须直接 面对物理网络硬件。 】2 四j i ! 大学坝士论文 应用级互联还有以下弊端：第一，当互联网络达到一定规模时，要为所有 机器编写应用程序几乎是不可能的；第二，由于采用点到点的存储转发通信方 式，当网络中的某个中间结点的应用程序出错时，发送方和接收方既不知道也 无法控制。随着网络互联技术的发展，应用级互联技术已很少使用。 网络级互联 网络级互联提供种机制，实时地把用户数据分组从源端发送到目的端。 在网络级互联中，用户( 应用程序) 直接感受到的是互联网所提供的分组交换 服务，而不是网络连接。也就是说，网络级互联通过分组交换机制将底层物理 网络硬件细节隐藏起来，避免了应用级互联的种种弊端。与应用级互联相比， 网络级互联必须在系统中增加某些中间层次( 主要是网络层) ，使应用程序不直 接处理物理网络连接，这样物理网络技术的杼胜及其变化就不会影响到应用程 序，并且不同的应用程序还可以共享网络级互联所提供的分组交换服务，而不 再产生重复代码。 网络级互联的优点在于：首先，这种互联技术直接映射到底层网络硬件， 因此十分高效。第二，网络级互联把数据包传递功能从应用程序中分离出来， 允许网络中的每台机器只需要处理与数据包传递有关的操作即可：第三，网络 级互联使得整个豆联网络的系统更加灵活；第四，网络互联模式允许网络管理 人员通过修改或增加某些网络软件就能在互联网中加入新的网络技术，而对应 用程序而言并不需要做任何改变。 网络级互联的关键思想归纳起来就形成t c p i p 网络的基本概念。它是对各 种不同的物理网络的一种高度抽象，它将通信问题从网络细节中解放出来，通 过提供通用网络服务，使底层网络技术对用户或应用程序透明。 网络级互联的目标是建立一个统一、协作、提供统一服务的通信系统。具 体方法就是在底层网络技术与应用程序之间增加一个中间层软件，以便抽象和 屏蔽底层物理网络的硬件细节，向用户提供通用的网络服务。 1 2 3i n t e r n e t 的历史 与很多人的想象相反，i n t e m e t 并非某完美计划的结果，i n t e m e t 的创始人 1 3 u g 川大学硕士论义 也绝不会想到它能发展成目前的规模和影响。在i n t e m e t 面世之初，没有人能 想到它会进入千家万户，也没有人能想到它的商业用途。 从某种意义上，i n t e m e t 可以说是美苏冷战的产物。在美国，2 0 世纪6 0 年 代是一个很特殊的时代。6 0 年代初，古巴核导弹危机发生，美国和原苏联之间 的冷战状态随之升温，核毁灭的威胁成了人们日常生活的话题。在美国对古巴 封锁的同时，越南战争爆发，许多第三世界国家发生政治危机。由于美国联邦 经费的刺激和公众恐j 瞑心理的影响，”实验室冷战”也开始了。人们认为，能否 保持科学技术上的领先地位，将决定战争的胜负。而科学技术的进步依赖于电 脑领域的发展。到了6 0 年代末，每一个主要的联邦基金研究中心，包括纯商业 性组织、大学，都有了由美国新兴电脑工业提供的最新技术装备的电脑设备。 电脑中心互联以共享数据的思想得到了迅速发展。 美国国防部认为，如果仅有一个集中的军事指挥中心，万一这个中心被原 苏联的核武器摧毁，全国的军事指挥将处于瘫痪状态，其后果将不堪设想，因 此有必要设计这样一个分散的指挥系统它由一个个分散的指挥点组成，当 部分指挥点被摧毁后其它点仍能正常工作，而这些分散的点又能通过某种形式 的通讯网取得联系。1 9 6 9 年，美国国防部高级研究计划管理局( a r p a 一一 a d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t sa g e n c y ) i g 始建立一个命名为a r p a n e t 的网络，把 美国的几个军事及研究用电脑主机联接起来。当初，a r p a n e t 只联结4 台主机， 从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，从技术上它还不具备向 外推广的条件。 1 9 8 3 年，a r p a 和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的t c p i p 协议，美国加利福尼亚伯克莱分校把该协议作为其b s du n i x 的一部分，使得 该协议得以在社会上流行起来，从而诞生了真正的i n t e m e t 。 1 9 8 6 年，美国国家科学基金会( n a t i o n a ls c i e n c ef o u n d a t i o n ，n s f ) 利用 a r p a n e t 发展出来的t c p i p 的通讯协议，在5 个科研教育服务超级电脑中心 的基础上建立了n s f n e t 广域网。由于美国国家科学基金会的鼓励和资助，很 多大学、政府资助的研究机构甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入 n s f n e t 中。那时，a r p a n e t 的军用部分已脱离母网，建立自己的网络- m i l n e t 。 a r p a n e t 一网络之父，逐步被n s f n e t 所替代。到1 9 9 0 年，a r p a n e t 已退出了 1 4 历史舞台。如今，n s f n e t 已成为i n t e m e t 的重要骨干网之一。 1 9 8 9 年，由c e r n 丌发成功w 、 ，、为i n t e m e t 实现广域超媒体信息截取 检索奠定了基础。 到了9 0 年代初期，i n t e m e t 事实上已成为一个“网中网“各个子网分别负 责自己的架设和运作费用，而这些子网又通过n s f n e t 互联起来。由于n s f n e t 是由政府出资，因此，当时i n t e m e t 最大的老板还是美国政府，只不过在一定 程度上加入了一些私人小老板。i n t e m e t 在80 年代的扩张不单带来量的改变， 同时亦带来质的某些改变。由于多种学术团体、企业研究机构，甚至个人用户 的进入，i n t e m e t 的使用者不再限于电脑专业人员。新的使用者发觉，加入 i n t e m e t 除了可共享n s f n e t 的巨型机外，还能进行相互问的通讯，而这种相互 间的通讯对他们来讲更有吸引力。于是，他们逐步把i n t e m e t 当作一种交流 与通信的工具，而不仅仅是共享n s f n e t 巨型机的运算能力。 在9 0 年代以前，i n t e m e t 的使用一直仅限于研究与学术领域。商业性机构 进入i n t e m e t 一直受到这样或那样的法规或传统问题的困扰。事实上，象美国 国家科学基金会等曾经出资建造i n t e m e t 的政府机构对i n t e m e t 上的商业活动并 不感兴趣。 1 9 9 1 年，美国的三家公司分别经营着自己的c e r f n e t 、p s i n e t 及a l t e m e t 网 络，可以在一定程度上向客户提供i n t e m e t 联网服务。他们组成了”商用i n t e m e t 协会”( c i e a ) ，宣布用户可以把它们的i n t e m e t 子网用于任何的商业用途。 i n t e m e t 商业化服务提供商的出现，使工商企业终于可以堂堂正正地进入 i n t e m e t 。商业机构一踏入i n t e m e t 这一陌生的世界就发现了它在通讯、资料 检索、客户服务等方面的巨大潜力。于是，其势一发不可收拾。世界各地无数 的企业及个人纷纷涌入i n t e m e t ， 带来i n t e m e t 发展史上一个新的飞跃。 i n t e m e t 目前已经联系着超过1 6 0 个国家和地区、4 万多个子网、5 0 0 多万 台电脑主机，直接的用户超过4 0 0 0 万成为世界上信息资源最丰富的电脑公共 网络。i n t e m e t 被认为是未来全球信息高速公路的雏形。 i n t e m e t 就是由许多小的网络构成的国际性大网络，在各个小网络内部使用 不同的协议，正如不同的国家使用不同的语言，那如何使它们之间能进行信息 交流呢? 这就要靠网络上的世界语- t c p i p 协议。 1 5 1 2 4t c p i p 协议 t c p 1 p 协议( t r a n s f e rc o n t r o lp r o t o c o l i n t e m e tp r o t o c 0 1 ) 叫做传输控制倜际 协议，又叫网络通讯协议，这个协议是i n t e