[논문]Overlay Network망에서의 실시간 멀티플레이어 P2P게임 시스템

정미숙; 박규석

Overlay Network망에서의 실시간 멀티플레이어 P2P게임 시스템
A P2P Real-time Game System for Multiplayer on Overlay Network 원문보기

멀티미디어학회논문지 = Journal of Korea Multimedia Society, v.13 no.1, 2010년, pp.38 - 46

정미숙 (경남대학교 컴퓨터공학부) , 박규석 (경남대학교 컴퓨터 공학부)

초록
AI-Helper

P2P온라인 게임 시스템에서 대규모 사용자의 동시 접속을 수용할 수 있는 안전한 게임 운영 시스템이 필수적이다. 본 논문에서 제안하는 P2P 온라인 게임 시스템은 RS(Region Sever)들의 재구성 및 RS간의 숭호 정보 교환을 통해 한 영역에 플레이어가 집중되는 현상을 피하여 대규모 플레이어를 수용할 수 있으며, 안전한 게임을 운영할 수 있다. 또한 모니터링 서버의 광역 버퍼(Global Zone Buffer)를 이용한 부하분산으로 타임스탬프 시간 내의 게임 동기화가 가능하며고 미들웨어를 단위 영역별로 관리하여 게임 월드의 크기에 관계없이 수행 가능하다. 따라서, 서버 추가 문제의 해결 및 메시지 전송의 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 시뮬레이션을 통하여 제안 시스템에 대한 효율성을 입증한다.

Abstract ▼ AI-Helper

A stable game managing system is absolutely needed to accept simultaneous interlacing of many users for on- line game system. The proposed P2P on-line game system in this paper is able to get stable and real-time game managing within limited time stamp utilizing through reorganizing peers according to synchronous time which can be avoid congestion on one region, it is possible to synchronize for game nodes within limited time stamp utilizing. Reorganizing M-tree which leads 10 distribute loads. The system manages each region unit, and it is execute no matter how big game sizes are. Thus to ensure such as the problems of expand server and stabilization or message transmission. Also, prove efficiency of the suggested system through the simulation.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 대단위 멀티플레이어 온라인게임(Massively Multi-player Online Game:MMOG)의 플레이어들이 가상의 게임 월드에서 각자의 뷰에 대한 지역성을 가지며, 이를 통하여 자율적 구성그룹(self-organized group)을 형성할 수 있는 P2P 오버레이 네트워크를 이용한 MMOG 시스템을 설계하고 시뮬레이션 한다. 기존의 온라인 MMOG 시스템들은 서버가 플레이어계정, 게임상황과 같은 정보를 유지 및 처리하며, scalability를 위해서 서버 클러스터를 활용해야 하는 클라이언트-서버구조로 이루어져 있다[1].
본 연구에서는 게임에서의 공간과는 상관없이 메시지를 전달할 수 있어야 함에 주안점을 두고 멀티캐스팅과 이벤트 통보를 위한 멀티캐스트 기법을 제시하고, 라이브러리 형태의 미들웨어로 개발하여 게임 개발자가 쉽게 사용할 수 있는 시스템을 제안한다.

가설 설정

정의한다. 각 플레이어의 뷰는 한 Sub 5国(汜에 위치하며, 플레이어가 이동시 여러 Sub Space를 겹치게 될 때, 각각의 Sub Space 게임 동기화 데이터를 공유해야 한다' 공유할 Sub Space 개수는 1, 2, 3 형태로 구성되며 사각형의 Sub Space 공간으로 나누어진다, 각 영역에 존재하는 RS는 자신의 주변 RS에 대한 정보를 가지고 있다고 가정하며, 인접영역과 겹치는 부분에서는 게임 동기화 정보를 공유하게 돤다, 대규모 사용자들이 게임을 진행하기 위해서는 글로벌 버퍼 존(Global Buffer Zone)을 설정하예 11] 영 역관리자인 RS들간의 버퍼를 공유 및 정보 취합할 수 있어 서로간 정보공유가 가능하다.

제안 방법

또한, MMORPG (Massively Multiplayer Online Role Playing Games)에 대해 이벤트인도(event delivery)시스템을 제안하며, 게임 공간은 다중의 하위공간들로 나누고, 플레이어 노드들은 타임스템프내의 실시간 게임진행을 위해 피어간 동적으로 M 트리를 구성하며[9丄 노드당 오버헤드를 줄일 수 있는 M 트리 재구성 로드 밸런싱 메커니즘과 트리에서 노드들을 동적으로 재구성함으로써 종단간의 이벤트 전송 지연을 감소시키고, 플레이어가 서로 다른 영역의 게임 공간이 겹쳐질 경우의 처리를 위한 동기화 방안을 제시한다.
본 논문에서 제시하는 미들웨어는 각 플레이어 간의 통신과 RS간의 통신, 그리고 RS와 서버간의 통신으로 구성 한다.
본 논문에서 제안하는 M트리 재구성 알고리즘은 로그인 서버에서의 모니터링을 기반으로 하며, 부하 정도는 게임 영역에 존재하는 RS 단위로 측정한다.
본 연구에서 제안한 Middle ware 는 Pastry 기반으로 하는 MMOG이며, 영역별 지역기반 그룹 통신이 요구되기 때문에 그룹간의 통신모델을 가진다. 그룹 간의 통신을 제어 및 전송하기 위하여 RS (Region Server)의 역할을 수행하여야 한다.
프레임 시간 기준은 온라인 게임 특성에 따른 게임 진행 동기화 기준으로 설정하여 비교 분석하였으며, 한 영역에서 플레이어 수는 최대 512명까지 참여하도록 하였다. 부모 노드는 2개의 경우, 3개의 경우 그리고 4개 경우의 자식노드를 가지도록 하였으며, 최대 노드 깊이는 4로 지정하여 시뮬레이션 하였다.
시뮬레이션 시나리오를 만들어 진행 상황을 로그 정보 분석으로 모니터링 하였으며, 분석된 결과로 제안 시스템이 실질적으로 어떤 영향을 주는지 분석한다.
MOG에서 연결의 한계가 있고 지연을 극복하지 못해 게임을 제대로 수행하기가 힘들다. 제안시스템에서는 노드의 구성을 M트리로 구성하며, M 트리재구성 알고리즘에 의해 플레이어 구성을 여러 그룹으로 나누어 노드 분할에 의해 지연을 극복 하여 게임 동기화를 이룬다.
제안시스템은 게임이 실행될 때 미들웨어는 쓰레드(Thread)로 게임과 함께 동작 되도록 설계하였으며, 게임 진행시 서버가 피어에 대한 모니터링 정보를 수집한다.
플레이어를 가상으로 만드는 서버로서 실제 사용자 대상으로 게임을 진행할 수 없기 때문에 가상의 플레이어를 생성해서 랜덤으로 행동하여 테스트 한다.
한 영역에서 플레이어의 증가에 대해 서버 모니터링을 통해 RTT 시간을 기준으로 게임 진행 프레임에 따른 RS의 개수 증가 과정을 측정하였으며, 게임 진행 프레임 시간을 300ms, 400ms로 지정하여 성능을 테스트하였다. 프레임 시간 기준은 온라인 게임 특성에 따른 게임 진행 동기화 기준으로 설정하여 비교 분석하였으며, 한 영역에서 플레이어 수는 최대 512명까지 참여하도록 하였다.

대상 데이터

플레이어는 더미(Dummy) 서버에서 가상적으로 만들어지는 사용자이며, 게임 필드 상에서 랜덤하게 움직인다. 방향 변경, 이동, 액션을 수행하며 단순하게 움직이는 캐릭터이다.

데이터처리

제안 시스템 에서는 하나의 영역에서도 여러 그룹을 형성하도록 하였으며, 노드 분할 방식의 경우 프레임 비율을 기준으로 홉 카운트에 의한 평균 분할 방법과 지연시간에 의한 평균 분할 방법으로 최종패킷 전송 시간을 분석하였다.

성능/효과

본 논문에서 제안한 M트리 재구성에 의한 P2P 기반의 온라인 게임 시스템은 고비용의 서버 증가라는 문제를 해결하고, 실시간으로 게임 데이터 전송을 가능하게 한다.
가진다. 본 연구에서는 플레이어의 수가 동기화가 요구되는 한 영역에서 500명 이하일 경우의 증가 또는 감소에 따른 동적 트리구조를 피어간의 그룹으로 구성 하였으며, 게임에서 동기화 시간에 따라 피어들을 재구성하여 그룹을 이루도록 하였다, 피어 간의 연결결함을 감내 하여 안정적인 세션을 유지할 수 있다.

후속연구

향후 고비용의 게임 서버에 대한 비용 절감과 효율성을 극대화 할 수 있는 방안에 대한 계속적인 연구가 필요하다.

참고문헌 (11)

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A. E. Rhalibi and M. Merabti. "Agents-based modeling for a peer-to-peer MMOG architecture," Computers in Entertainment, Vol.3, No.2. Apr. 2005, Article 3B, 2005.
C.S, Lui and M. F. Chan. "An Efficient Partitioning Algorithm for Distributed Virtual Environment Systems ," IEEE Transaction on Parallel and Distributed Systems, Vol.13, pp. 193-211, 2002.

상세보기
S. Rieche, M. Fouquet. H. Niedermayer. L. Petrak, K. Wehrle, and G. Carle., "Peer-to-Peer-based Infrastructure Support for Massively Multiplayer Online Games," CCNC 2007, pp. 763-767, 2007.
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Y. Ahu, Y. HU, "Efficient, Proximity-Aware Load Balancing for DHT-Based P2P Systems," IEEE T-PDS, Vol.16, No.4, 2005.
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P. Ciaccia, M. Patella, and P. Zezula, "M-tree An Efficient Access Method for Similarity Search in Metric Spaces," in Proceedings International Conference on Very Large Databases (VLDB), Athens, Greece, August, pp. 426- 435, 1997.
M. Hosseini, D. T. Ahmed, S. Shirmo., and N.D. Georganas, "A survey of application-layer multi cast protocols," IEEE Communincation Surveys and Tutorials, Vol.9, No.3, 2007.
정미숙. 김성후, 박규석, "P2P 온라인 게임에서의 관심영역별 영역관리자 재구성기반 부하분산 시스템," 한국멀티미디어학회 논문지, 제 12권 3호 2009.

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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