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문제 정의
- 이 논문에서는 안정적 서비스를 위한 온라인 게임 서버의 성능을 테스트하기 위해 FSM 을 이용해 가상 유저간의 상호작용을 부여한 온라인 게임 서버 테스트 자동화 방안을 제안 한다. 가상 유저의 다양한 이벤트 발생은 클라이언트를 통해 확인 할 수 있다.
제안 방법
- 제안하는 시스템은 가상 유저간의 상호작용을 고려한 온라인 게임 서버의 성능 테스트를 가능하게 한다. 대규모 가상유저를 통한 게임서버의 성능과 용량 테스트와, 가상유저를 지능화 하여 현실성 있는 이벤트를 발생시켜 원활한 게임플레이를 위한 테스트를 자동화 한다. 제안하는 시스템을 위한 가상유저 지능화 방안으로, FSM 을 이용한 알고리즘을 적용하기로 한다.
- FSM 이외에도 FuSM[6], 유전자알고리즘[7], 신경망 알고리즘[9] 등 게임 인공 지능에서 많이 사용되는 기법이 있지만, 이는 모두 플레이어의 재미를 목적으로 개선된 방법으로, 다양한 이벤트를 발생시키기 위한 가상 유저의 지능화 방안 범위를 벗어난다. 따라서, 가장 구현이 용이하고 온라인 게임 서버 테스트의 목적에 충분히 부합하는 FSM 을 이용한 알고리즘을 적용하기로 한다.
- 비교를 위해 가상 유저의 상태전이를 고려 하지 않은 접속 및 단순 패킷 전송을 하였다. 128 byte 의 채팅 메시지를 서버로 전송하고, 게임 서버에서는 echo 하였다.
- 128 byte 를 전송한 이유는 테스트 환경에서 클라이언트와 서버가 통신할 수 있는 최대 패킷의 크기가 128 byte 를 넘지 않기 때문이다. 위 실험과의 비교를 위해 상태의수를 3 개, 5 개, 10 개로 정의하여 각각 수행하였으며, 총 5 대의 컴퓨터에 가상 유저를 순차적으로 실행시키고 가상 유저와 상태 수에 따른 Client Monitor 의 채팅 메시지 반응 속도를 측정하였다. Client Monitor 에서는, 각 상태 별로 색깔을 구분하여 각각의 상태가 전이되고 있는 지를 확인하게 하였다.
- 가상 유저에 의한 온라인 게임 서버 테스트 부하 테스트 기술[4] 에서는 한대의 PC 에 300 개 이상의 가상 유저를 생성하고 여러 대의 PC 를 통합하여 관리 할 수 있는 시스템을 구축 하였다. 이 시스템은 게임 서버에 대용량 부하를 발생시켜 서버의 안정성 및 용량을 점검하여 온라인 게임의 품질 검증(Quality Assurance)를 용이하게 하였다. 에이전트에 의한 온라인 게임 서버 테스트 자동화[3] 에서 해결하지 못한 가상 유저의 지능적 구동을 위하여 가상 유저 제어 도구를 통해 시나리오 적용 기능을 제공하였으나, 가상 유저간의 상호작용을 부여하여 다양한 행동을 자동으로 발생시키지는 못했다.
- 제안 시스템에서는 FSM 을 가상 유저에 적용하여 개선된 온라인 게임 서버의 테스트 자동화 시스템을 제안한다. 사용자의 상호 작용을 고려한 가상유저를 생성하여 테스트하여 실제 서비스와 비슷한 결과를 얻을 수 있다.
- 제안 시스템은 가상 유저의 상호작용을 고려한 상태의 수에 따라 지연 시간을 초과하는 접속 인원의 차이를 보인다. 이는 기존의 테스트 방법이라 할 수 있는 no trans(상호작용에 의한 상태 전이 없음)와 차이를 보인다.
- 제안하는 시스템은 “virtual user agent”, “FSM 모듈” “Packet generator 모듈”, “Level navigator 모듈” 로 구성된다.
- 제안하는 시스템은 가상 유저간의 상호작용을 고려한 온라인 게임 서버의 성능 테스트를 가능하게 한다. 대규모 가상유저를 통한 게임서버의 성능과 용량 테스트와, 가상유저를 지능화 하여 현실성 있는 이벤트를 발생시켜 원활한 게임플레이를 위한 테스트를 자동화 한다.
- 대규모 가상유저를 통한 게임서버의 성능과 용량 테스트와, 가상유저를 지능화 하여 현실성 있는 이벤트를 발생시켜 원활한 게임플레이를 위한 테스트를 자동화 한다. 제안하는 시스템을 위한 가상유저 지능화 방안으로, FSM 을 이용한 알고리즘을 적용하기로 한다.
- 컴퓨터 한대에 200 개의 가상유저를 실행시켰으며, 테스트 결과를 측정하기 위해 전체 게임 월드에 분포된 가상 유저의 군집을 점으로 표현할 수 있는 dummy 클라이언트인 Client Monitor 를 구현하여 10 초마다 128 byte 의 채팅메시지를 서버로 전송하고, echo 되는 시간을 측정하였다.
대상 데이터
- 가상 유저는 C++ 과 winsock, 으로 windows 7 환경 하에서 구현 한다. 테스트를 위한 서버는 MMORPG 를 위해 개발된 온라인 게임 서버로 winsock 을 이용한 TCP/IP 프로토콜의 IOCP 모델로 windows server 2008 환경에서 구현되었다. 게임 서버에서 고려되어야 할 주요 알고리즘으로는 사용자의 전투시 전투 공식에 의한 피해량 산정, 최단 거리 알고리즘, 확률 공식에 의한 아이템 생성이 있다.
성능/효과
- 가로 축은 가상 유저의 수를, 세로 축은 적용한 상태의 개수를 나타낸다. 가상 유저의 상호작용을 고려하지 않은 No trans 상태에서는 반응속도 0.12 로 1000 명 정도를 수용해도 안정적인 서비스를 할 수 있는 성능으로 측정되었다. 그러나, 10 개의 상태를 정의하고 상호작용에 의한 상태전이를 적용하여 테스트 했을 때는 800 명의 가상유저에서 1.
- 제안한 모델은 실제 사용자와 같은 가상 유저의 행동변화를 발생시켜 사용자간 상호작용을 재현할 수 있어 게임서버의 실제 수용인원에 근접한 성능을 측정할 수 있다. 그 결과 서버의 콘텐츠 제공에 관한 기능적 측면에서 기존의 단순한 게임 서버 부하 테스트 자동화보다 효율적이다.
- 에이전트에 의한 온라인 게임 서버 테스트 자동화[3]는 가상 유저의 역할을 하는 Virtual Client (VC), 가상 유저를 생성 하는 VC Agent, 가상 유저의 제어를 위한 Central Engineering Station(CES) 로 구성되어 있으며, 가상 유저를 제어해 대규모 사용자의 온라인 게임 환경을 시뮬레이션 할 수 있다. 그 결과 테스트에 의한 비용 절감, 자동화를 실현하였으나, 게임 서버로의 로그인, 로그아웃, game zone 이동 등의 단순한 이벤트에 집중된 테스트 기법으로 다양한 이벤트를 통한 게임 서버의 테스트가 이루어 지지 않았다. 이에, [3]연구에서도 향후 Virtual Client(VC)를 지능적으로 구동시키기 위한 인공지능 기술의 적용이 필요함을 언급했다.
- 실제 게임에서 1 초 이상의 지연은 서비스 불만족을 야기시킨다. 따라서, 해당 서버에서 동작하는 사용자 상호작용에 관한 알고리즘의 처리시간을 고려해 콘텐츠를 원활하게 제공하기 위한 최대수용인원은 600 명 정도가 적당하다는 결과가 나온다. 이 결과는 가상 유저의 상호 작용을 고려하지 않은 상태에서의 게임 서버의 수용 인원으로 측정된 1000 명과 400 명의 차이를 보인다.
- 가상 유저의 다양한 이벤트 발생은 클라이언트를 통해 확인 할 수 있다. 제안한 모델은 실제 사용자와 같은 가상 유저의 행동변화를 발생시켜 사용자간 상호작용을 재현할 수 있어 게임서버의 실제 수용인원에 근접한 성능을 측정할 수 있다. 그 결과 서버의 콘텐츠 제공에 관한 기능적 측면에서 기존의 단순한 게임 서버 부하 테스트 자동화보다 효율적이다.
후속연구
- 향후 연구로 제안 시스템의 FSM 을 개선하고, 관련 연구와의 정량적인 비교 평가를 하여 제안 시스템의 우수성을 보이고자 한다.
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