网络多人游戏架构与编程

网络多人游戏是一个数十亿美元级的业务，其中的一些游戏吸引了数以千万计的玩家。在这本实用且代码丰富的指南中，作者将指导你完成多人游戏开发的各个方面，他们将带你构建一个具有健壮性的多人游戏架构，并创建各个引擎级的系统。你将通过深入的代码示例来学习两个完整的游戏：一个动作游戏和一个实时战略（RTS）游戏。 首先，本书从游戏开发zhe的角度回顾网络和网络编程的基本要素。接下来讲解管理游戏数据传输、通过网络更新游戏对象和组织加入游戏的设备。你将学习如何在互联网固有的不一致性前提下，确保可靠的性能，以及如何设计游戏代码以实现zui大的安全性和可扩展性。zui后，本书以解决两个关键问题结束：结合玩家服务和将游戏托管在云端。 作者在美国南加州大学的多人游戏编程课程对本书的内容进行了广泛的测试，学生和正向网络游戏迁移的游戏开发zhe都会从中受益。 本书包括以下内容： 游戏如何进化以应对网络环境的挑战； 在游戏开发中使用互联网通信协议和标准； 使用多人网络游戏中广泛应用的Berkeley Socket； 规范游戏数据格式，实现高效的互联网传输； 同步状态，使得所有玩家共享同一个世界； 组织大型游戏的网络拓扑； 解决引起等待及数据丢失的延迟和抖动问题； 在不影响性能的前提下扩展游戏； 打击安全漏洞和软件作弊； 利用当前流行游戏引擎――Unreal 4和Unity游戏引擎； 整合玩家服务，如比赛安排、成就和排行榜； 云端运行游戏服务器。

网络多人游戏已经成为游戏产业的重要组成部分，本书是一本深入探讨关于网络多人游戏编程的图书。全书分为13章，从网络游戏的基本概念、互联网、伯克利套接字、对象序列化、对象复制、网络拓扑和游戏案例、延迟、抖动和可靠性、改进的延迟处理、可扩展性、安全性、真实世界的引擎、玩家服务、云托管专用服务器等方面深入介绍了网络多人游戏开发的知识，既全面又详尽地剖析了众多核心概念。本书的多数示例基于C++编写，适合对C++有一定了解的读者阅读。本书既可以作为大学计算机相关专业的指导教程，也可以作为普通读者学习网络游戏编程的参考指南。

  

第1章网络游戏概述1
1．1多人游戏的简要历程1
1．1．1本地多人游戏1
1．1．2早期网络多人游戏1
1．1．3多用户网络游戏2
1．1．4局域网游戏3
1．1．5在线游戏3
1．1．6大规模多人在线游戏4
1．1．7移动网络游戏4
1．2星际围攻：部落5
1．2．1平台数据包模块7
1．2．2连接管理器7
1．2．3流管理器8
1．2．4事件管理器8
1．2．5ghost管理器8
1．2．6移动管理器9
1．2．7其他系统9
1．3帝国时代10
1．3．1轮班计时器11
1．3．2同步12
1．4总结13
1．5复习题13
1．6延伸的阅读资料14
第2章互联网15
2．1起源：分组交换15
2．2TCP/IP模型17
2．3物理层18
2．4链路层18
2．5网络层22
2．5．1IPv423
2．5．2IPv636
2．6传输层37
2．6．1UDP38
2．6．2TCP39
2．7应用层48
2．7．1DHCP49
2．7．2DNS49
2．8NAT50
2．9总结56
2．10复习题57
2．11延伸的阅读资料58
第3章伯克利套接字61
3．1创建Socket61
3．2API操作系统差异63
3．3socket地址66
3．3．1类型安全68
3．3．2用字符串初始化sockaddr70
3．3．3绑定socket73
3．4UDP Socket74
3．5TCP Socket79
3．5．1通过连接的socket实现发送和接收80
3．5．2类型安全的TCP Socket82
3．6阻塞和非阻塞I/O84
3．6．1多线程85
3．6．2非阻塞I/O86
3．6．3Select88
3．7其他Socket选项92
3．8总结94
3．9复习题94
3．10延伸的阅读资料95
第4章对象序列化97
4．1序列化的需求97
4．2流100
4．2．1内存流101
4．2．2字节存储次序的兼容性105
4．2．3比特流109
4．3引用数据115
4．3．1内联或嵌入116
4．3．2链接117
4．4压缩119
4．4．1稀疏数组压缩120
4．4．2熵编码121
4．4．3定点123
4．4．4几何压缩125
4．5可维护性127
4．5．1抽象序列化方向127
4．5．2数据驱动的序列化129
4．6总结132
4．7复习题133
4．8延伸的阅读资料134
第5章对象复制135
5．1世界状态135
5．2复制对象135
5．2．1对象创建注册表139
5．2．2一个数据包中的多个对象143
5．3朴素的世界状态复制方法144
5．4世界状态中的变化148
5．5RPC作为序列化对象155
5．6自定义解决方案158
5．7总结159
5．8复习题160
5．9延伸的阅读资料160
第6章网络拓扑和游戏案例161
6．1网络拓扑161
6．1．1客户端-服务器161
6．1．2对等网络163
6．2客户端-服务器的实现165
6．2．1服务器和客户端的代码分离166
6．2．2网络管理器和欢迎新客户端167
6．2．3输入共享和客户端代理172
6．3对等网络的实现177
6．3．1欢迎新对等体和开始游戏179
6．3．2命令共享和锁步回合制181
6．3．3保持同步187
6．4总结192
6．5复习题192
6．6延伸的阅读资料193
第7章延迟、抖动和可靠性195
7．1延迟195
7．1．1非网络延迟195
7．1．2网络延迟198
7．2抖动199
7．3数据包丢失201
7．4可靠性：TCP还是UDP202
7．5数据包传递通知204
7．5．1标记传出的数据包205
7．5．2接收数据包并发送确认206
7．5．3接收确认并传递状态211
7．6对象复制可靠性216
7．7模拟真实世界的条件224
7．8总结226
7．9复习题227
7．10延伸的阅读资料228
第8章改进的延迟处理229
8．1沉默的客户终端229
8．2客户端插值231
8．3客户端预测233
8．3．1航位推测法236
8．3．2客户端移动预测和重放238
8．3．3通过技巧和优化隐藏延迟243
8．4服务器端回退244
8．5总结245
8．6复习题246
8．7延伸的阅读资料246
第9章可扩展性247
9．1对象范围和相关性247
9．1．1静态区域248
9．1．2使用视锥249
9．1．3其他可见性技术250
9．1．4不可见时的相关性252
9．2服务器分区253
9．3实例化255
9．4优先级和频率255
9．5总结256
9．6复习题257
9．7延伸的阅读资料257
第10章安全性259
10．1数据包嗅探259
10．1．1中间人攻击259
10．1．2在主机上的数据包嗅探262
10．2输入验证263
10．3软件作弊检测264
10．3．1维尔福反作弊系统265
10．3．2典狱长反作弊系统266
10．4保护服务器267
10．4．1分布式拒绝服务攻击267
10．4．2坏数据267
10．4．3时序攻击268
10．4．4入侵269
10．5总结270
10．6复习题271
10．7延伸的阅读资料271
第11章真实世界的引擎273
11．1虚幻引擎4273
11．1．1套接字和基本的网络体系273
11．1．2游戏对象和拓扑274
11．1．3Actor复制275
11．1．4远程过程调用276
11．2Unity277
11．2．1传输层API278
11．2．2游戏对象和拓扑278
11．2．3生成对象和复制279
11．2．4远程过程调用279
11．2．5比赛安排280
11．3总结280
11．4复习题281
11．5延伸的阅读资料281
第12章玩家服务283
12．1选择一种玩家服务283
12．2基本设置283
12．2．1初始化、运行和关闭285
12．2．2用户ID和名称286
12．3游戏大厅和比赛安排287
12．4网络291
12．5玩家统计294
12．6玩家成就299
12．7排行榜300
12．8其他服务302
12．9总结303
12．10复习题303
12．11延伸的阅读资料304
第13章云托管专用服务器305
13．1托管或不托管305
13．2行业工具306
13．2．1REST307
13．2．2JSON307
13．2．3Node．JS308
13．3概述和术语308
13．3．1服务器游戏实例309
13．3．2游戏服务器进程309
13．3．3游戏服务器310
13．3．4硬件311
13．4本地服务器进程管理器311
13．5虚拟机管理器318
13．6总结327
13．7复习题328
13．8延伸的阅读资料328
附录A现代C++基础329