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Implementation of a Peer-to-Peer Multiplayer Game with ... - DVS

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AbstractMassively multiplayer online games (MMOGs) have become increasingly popular in the recent years,particularly in the form <strong>of</strong> online role-playing games (MMORPGs). These games support up <strong>to</strong> severalten thousand players interacting in a virtual game world. The current commercially successful gamesare client-server based, which is feasible for relatively slow role-playing games. Those have modestbandwidth and latency requirements and are paid for by their cus<strong>to</strong>mers. For MMOGs <strong>with</strong> higherrealtime requirements and/or a smaller number <strong>of</strong> cus<strong>to</strong>mers willing <strong>to</strong> pay, peer-<strong>to</strong>-peer networkingseems <strong>to</strong> be a serious alternative.This work analyzes the implementation <strong>of</strong> both a client-server and a peer-<strong>to</strong>-peer networking modelfor the pro<strong>to</strong>type shooter game Planet π4. Initially, a survey introduces recent academic approaches <strong>to</strong>peer-<strong>to</strong>-peer systems specifically designed for games. Of those, one system is selected for implementation<strong>with</strong> Planet π4. Planet π4 is improved in several aspects for the purpose <strong>of</strong> analyzing various networkimplementations. First, its architecture is restructured and cleaned <strong>to</strong> allow for an easy replacement <strong>of</strong>the networking component. Second, its core is modified <strong>to</strong> work in a completely event-based mode, supportingthe execution <strong>of</strong> the game in an discrete-event-based network simula<strong>to</strong>r. Third, a simple artificialintelligence player is developed for workload generation in large (and possibly simulated) networks.Furthermore, the newly developed transport pro<strong>to</strong>col CUSP is applied for the network implementation,thus the game is the first real application using CUSP. Finally the game Planet π4 is integrated <strong>with</strong> theCUSP network simula<strong>to</strong>r, allowing <strong>to</strong> run the whole game in a simulated network <strong>with</strong>out the need formodification <strong>of</strong> its core components.KurzfassungMassen-Mehrspieler-Onlinespiele (Massively multiplayer online games; MMOGs) wurden in den vergangenenJahren zunehmend populär, insbesondere in Form von Online-Rollenspielen (MMORPGs). Indiesen Spielen interagieren bis zu mehrere Zehntausend Spieler in einer virtuellen Spielwelt. Die zurZeit kommerziell erfolgreichen Spiele sind Client-Server-basiert, was für vergleichsweise langsame Rollenspielegut funktioniert. Solche Spiele haben begrenzte Anforderungen an Bandbreite und Latenzen,und ihre Kunden bezahlen für die Nutzung. Für MMOGs mit höheren Anforderungen bezüglich Echtzeitfähigkeitenund/oder einer kleineren Zahl Kunden, die bereit sind zu zahlen, scheint <strong>Peer</strong>-<strong>to</strong>-<strong>Peer</strong> alseine ernstzunehmende Alterative.Diese Arbeit analysiert die Implementierungen sowohl eines Client-Server- als auch eines <strong>Peer</strong>-<strong>to</strong>-<strong>Peer</strong>-Netzwerkmodells für das pro<strong>to</strong>typische Shooter-Spiel Planet π4. Einführend stellt eine Untersuchungaktuelle, speziell für Spiele entwickelte <strong>Peer</strong>-<strong>to</strong>-<strong>Peer</strong>-Systeme vor. Aus diesen Systemen wird eines fürdie Implementierung mit dem Spiel Planet π4 ausgewählt. Das Spiel Planet π4 wird in mehrerlei Hinsichtverbessert mit der Absicht, unterschiedliche Netzwerkimplementierungen zu testen. Erstens wirdseine Architektur restrukturiert und aufgeräumt, um den einfachen Austausch der Netzwerkimplementierungzu ermöglichen. Zweitens wird sein Kern so modifiziert, dass er komplett ereignisorientiert arbeitet.So kann das Spiel in einem ereignisorientierten Netzwerksimula<strong>to</strong>r ausgeführt werden. Drittenswird ein einfacher Künstliche-Intelligenz-Spieler für die Lasterzeugung in großen (und gegebenenfallssimulierten) Netzwerken. Außserdem wird das neu entwickelte Transportpro<strong>to</strong>koll CUSP für die Netzwerkimplementierungeingesetzt, so ist das Spiel Planet π4 die erste echte Anwendung welche CUSPnutzt. Schließlich wird was Spiel in den CUSP-Netzwerksimula<strong>to</strong>r integriert, welcher es ohne weitereÄnderung in einem simulierten Netzwerk ausfüren lässt.

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