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基于EPOLL的網絡游戲服務器通信架構的研究與設計

發(fā)布時間:2021-03-20 10:30

  隨著互聯(lián)網技術的迅速發(fā)展和網絡硬件性能的不斷提高,網絡游戲已經成為電子游戲產業(yè)中增長最快的游戲類型,同時也成為了IT行業(yè)中一個重要的利潤增長點,其巨大的市場需求吸引了越來越多的專業(yè)游戲開發(fā)商加入。網絡游戲服務器需要同時為大量的客戶服務,因而它需要有很好的穩(wěn)定性,同時需要及時響應客戶的請求,因此其對于實時性的要求也很高。而通信部分是網絡服務器的支柱,所以通信框架在系統(tǒng)中的效率直接決定服務器的性能。系統(tǒng)資源的分配方式、Socket的管理、I/O模式的選擇以及游戲協(xié)議的制定等都將直接影響到通信的效率。 本文選擇Linux平臺上的Epoll機制作為網絡通信模型的基本架構,Epoll機制用于網絡游戲的通訊層,它為游戲服務器在大量用戶并發(fā)請求的問題上提供了一個良好的解決方案,同時結合網絡游戲協(xié)議層和線程池技術等可構造一個高效的網絡游戲服務器。 本文首先對網絡游戲的研究歷史及其發(fā)展趨勢做了簡單的分析,之后闡述了網絡游戲服務器的結構和特點,并在此基礎上重點研究了服務器中通信架構的功能需求和體系結構設計;為了提高系統(tǒng)整體架構的可擴展性和可維護性,采用了面向對象方法減少模塊間的耦合度,增強系統(tǒng)的通用性。其次詳細分析了網絡游戲服務器中通信系統(tǒng)的層次架構等通信方面的相關技術,簡單介紹了socket描述符。并對多種網絡I/O模型各自的優(yōu)缺點進行了對比,重點分析了Epoll模型。由于整個網絡通信過程均是采用事件驅動I/O方式,而如何處理大量用戶并發(fā)請求一直是網絡游戲服務器的一個瓶頸。本文研究通過Epoll管理socket描述符來處理大量客戶的連接以及數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴},最后對系統(tǒng)各個模塊進行逐個設計和實現(xiàn),包括網絡I/O管理、Socket監(jiān)聽、游戲協(xié)議的制定和內存池的設計等,對解決服務器設計中遇到的問題有很好的工程參考價值。

【學位授予單位】:大連海事大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:TP393.05
【目錄】:

文章目錄
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 網絡游戲概述
        1.1.1 網絡游戲的發(fā)展歷史
        1.1.2 網絡游戲的現(xiàn)狀及前景分析
    1.2 網絡游戲服務器概述
        1.2.1 網絡游戲服務器的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 網絡游戲服務器的基本功能需求
        1.2.3 網絡游戲服務器的設計要求
        1.2.4 網絡游戲服務器的層次框架
    1.3 課題研究的意義
    1.4 課題研究的主要內容
    1.5 本文的組織結構
第2章 網絡游戲服務器的相關技術介紹和分析
    2.1 服務器分類及詳解
        2.1.1 服務器簡介
        2.1.2 服務器分類
        2.1.3 服務器發(fā)展趨勢
        2.1.4 服務器硬件構成及詳解
    2.2 服務器操作系統(tǒng)的介紹和選擇
        2.2.1 服務器主要操作系統(tǒng)介紹
        2.2.2 Linux的特性和優(yōu)點
        2.2.3 服務器操作系統(tǒng)的選擇
    2.3 服務器常用架構
    2.4 網絡協(xié)議選擇
    2.5 Socket通信流程
        2.5.1 套接字(Socket)
        2.5.2 Socket通信流程
    2.6 網絡通信I/O模型
    2.7 Epoll與IOCP模型比較及Epoll詳解
        2.7.1 IOCP模型
        2.7.2 Epoll機制
        2.7.3 Epoll和IOCP之間的異同
    2.8 EPOLL模型詳解
        2.8.1 不選擇select的原因
        2.8.2 Epoll的優(yōu)點
        2.8.3 Epoll的工作方式
        2.8.4 Epoll使用詳解
    2.9 本章小結
第3章 服務器模型選擇
    3.1 循環(huán)服務器
        3.1.1 UDP循環(huán)服務器
        3.1.2 TCP循環(huán)服務器
    3.2 簡單并發(fā)服務器
        3.2.1 并發(fā)服務器模型
        3.2.2 UDP并發(fā)服務器
        3.2.3 TCP并發(fā)服務器
    3.3 TCP的高級并發(fā)服務器模型
        3.3.1 單客戶端單進程,統(tǒng)一accept()
        3.3.2 單客戶端單線程,統(tǒng)一accept()
        3.3.3 單客戶端單線程,各線程獨自accept(),使用互斥鎖
    3.4 I/O復用循環(huán)服務器模型
    3.5 本章小結
第4章 網絡游戲服務器的通信體系架構的詳細設計與實現(xiàn)
    4.1 游戲服務器的全局結構設計
        4.1.1 EPOLL機制在服務器通信層的應用
        4.1.2 游戲服務器協(xié)議層、邏輯處理層、數(shù)據(jù)層的實現(xiàn)
    4.2 網絡I/O管理
    4.3 Socket端口監(jiān)聽
    4.4 會話管理實現(xiàn)
        4.4.1 會話狀態(tài)管理
        4.4.2 會話信息統(tǒng)計和評估
    4.5 游戲通信協(xié)議設計與實現(xiàn)
        4.5.1 游戲協(xié)議的定義與格式
        4.5.2 游戲協(xié)議的實現(xiàn)
    4.6 內存池的實現(xiàn)
        4.6.1 內存池的概念
        4.6.2 內存池的實現(xiàn)詳解
    4.7 線程池的設計
        4.7.1 線程池的基本原理
        4.7.2 線程池的實現(xiàn)
    4.8 本章小結
結論
參考文獻
致謝
研究生履歷

【引證文獻】

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 林放;銀行安防綜合動態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的研究與設計[D];北京郵電大學;2013年

2 趙悅;基于ARM的無線數(shù)據(jù)終端的設計與實現(xiàn)[D];安徽大學;2013年

3 徐繼浩;異地數(shù)據(jù)中心間MAC地址通告技術研究與實現(xiàn)[D];西南交通大學;2013年

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 袁勃;;中國網絡游戲產業(yè)發(fā)展的六大趨勢[J];辦公自動化;2008年10期

2 謝安明,邵美珍;使用Socket設計網絡通訊程序[J];信息工程大學學報;2001年01期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張健;MMORPG服務器關鍵技術研究[D];浙江大學;2006年



本文編號:80325

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