Un framework para comunicación Peer-to-peer en juegos multiusuarios

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Introducci´on Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P Framework desarrollado Casos de estudio Conclusiones y trabajo a futuro

Un framework para comunicaci´

on Peer-to-peer en

juegos multiusuarios

Mart´ın Rosenfeld Facultad de Inform´atica. U.N.L.P.

21 de Diciembre 2009

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Introducci´on Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P Framework desarrollado Casos de estudio Conclusiones y trabajo a futuro

Contenidos

1 Introducci´on

2 _{Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P}

Sincronizaci´on de eventos en juegos P2P

Misra Synchronization

Adaptaciones a Misra Synchronization

3 Framework desarrollado

Dise˜no del framework

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Introducci´on

Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P Framework desarrollado Casos de estudio Conclusiones y trabajo a futuro

Juegos multiusuarios

Juegos jugados por m´ultiples participantes en simult´aneo.

Juegos multiusuarios online o en red local.

Juegos casuales colaborativos

Juegos casuales (Ej.: http://www.kongregate.com). Juegos colaborativos.

Algunos requerimientos

Velocidad de respuesta.

Soporte para din´amica de colaboraci´on.

Jugabilidad.

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Introducci´on

Juegos multiusuarios

(5)

Introducci´on

Juegos multiusuarios

Jugabilidad.

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Introducci´on

Juegos Peer-to-peer

Inter´es en arquitecturas Peer-to-peer.

Problemas

Diﬁcultad para asegurar la consistencia del estado global del juego. Reusabilidad de las soluciones.

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Introducci´on

Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P

Framework desarrollado Casos de estudio Conclusiones y trabajo a futuro

Sincronizaci´on de eventos en juegos P2P Misra Synchronization

Consistencia del estado del juego

Estado del juego

Se deﬁne como toda la informaci´on relevante y variable de los

elementos que forman parte del juego.

Elementos: avatar, oponentes, items, proyectiles...

Atributos: posici´on, direcci´on, velocidad, energ´ıa, estado, vidas...

Requerimiento: vistas consistentes del estado del juego.

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Introducci´on

Consistencia del estado del juego

Estado del juego

Se deﬁne como toda la informaci´on relevante y variable de los

elementos que forman parte del juego.

Elementos: avatar, oponentes, items, proyectiles...

Atributos: posici´on, direcci´on, velocidad, energ´ıa, estado, vidas...

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Introducci´on

Consistencia en Cliente/Servidor

Simple.

Copia ´unica del estado del juego, almacenada en el servidor.

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Introducci´on

Consistencia en Peer-to-peer

Cada nodo ejecuta una copia id´entica del juego.

Una copia por nodo.

Las copias en cada nodo deben mantenerse consistentes.

→ no es simple.

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Introducci´on

Consistencia en Peer-to-peer

Cada nodo ejecuta una copia id´entica del juego.

Una copia por nodo.

Las copias en cada nodo deben mantenerse consistentes. → no es

simple.

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Introducci´on

Modelo de interacci´

on

Concepto de evento.

Detecci´on de evento.

Actualizaci´on de copia del estado del juego.

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Introducci´on

Problema de aseguramiento de consistencia en P2P

Retrasos en la red y otros factores pueden producir resultados indeseables.

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Introducci´on

Sincronizaci´

on de eventos

Soluci´on

Dados los nodos del juego N1, N2,...., Nn que contienen copias id´enticas

del estado global del juego S. Si los nodos ejecutan la misma secuencia

ordenada de eventos (locales o remotos) E1, E2,...., En, entonces

formar´an copias id´enticas del estado global del juego S’.

→ consistencia.

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Introducci´on

Sincronizaci´

on de eventos

Soluci´on

formar´an copias id´enticas del estado global del juego S’.→ consistencia.

Necesidad de un algoritmo de sincronzaci´on.

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Introducci´on

Sincronizaci´

on de eventos

Soluci´on

formar´an copias id´enticas del estado global del juego S’.→ consistencia.

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Introducci´on

Algoritmos de sincronizaci´

on - Clasiﬁcaci´

on

Algoritmos de sincronizaci´on conservadores

Ejecuci´on ”segura” de eventos.

Tiempo de sincronizaci´on.

Algoritmos de sincronizaci´on optimistas

Snapshot y rollback.

Tiempo y espacio del snapshot. Efecto de rollback en juegos.

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Introducci´on

TimeWarp Synchronization - Algoritmo de sincronizaci´

on

(19)

Introducci´on

TimeWarp Synchronization - Algoritmo de sincronizaci´

on

optimista

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Introducci´on

Misra Synchronization

Asumciones

Canales conﬁables. Canales FIFO.

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Introducci´on

Misra Synchronization

Asumciones

Canales conﬁables. Canales FIFO.

Env´ıo de eventos con valor de reloj (timestamp) ascendente.

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Introducci´on

Misra Synchronization

M´odulos Generador de eventos. Receptor de eventos. Ejecutor de eventos. while true do 1

while not (all queues not empty) do 2

wait; 3

end 4

event = event with min clock value; 5

execute event; 6

end 7

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Introducci´on

Misra Synchronization

M´odulos Generador de eventos. Receptor de eventos. Ejecutor de eventos. while true do 1

while not (all queues not empty) do 2

wait; 3

end 4

event = event with min clock value; 5

execute event; 6

end 7

Algorithm 2: Misra Synchronozation

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Introducci´on

Misra Synchronization

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Introducci´on

Misra Synchronization

Ejecuci´on no segura.

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Introducci´on

Adaptaciones

¿Qu´e ocurre cuando un usuario permanece ocioso?

Cola vac´ıa en todos los nodos del juego. Retraso en la ejecuci´on de eventos. Soluci´on: eventos nulos.

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Introducci´on

Adaptaciones

¿Qu´e ocurre cuando un usuario permanece ocioso?

Cola vac´ıa en todos los nodos del juego. Retraso en la ejecuci´on de eventos. Soluci´on: eventos nulos.

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Introducci´on

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Introducci´on

Adaptaciones

Eventos que dependen del paso del tiempo.

Ej.: oponentes, proyectiles... Necesidad de sincronizaci´on. Soluci´on: eventos de tick.

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Introducci´on

Adaptaciones

Ej.: oponentes, proyectiles...

Necesidad de sincronizaci´on. Soluci´on: eventos de tick.

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Introducci´on

Adaptaciones

Ej.: oponentes, proyectiles... Necesidad de sincronizaci´on.

Soluci´on: eventos de tick.

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Introducci´on

Adaptaciones

Ej.: oponentes, proyectiles... Necesidad de sincronizaci´on. Soluci´on: eventos de tick.

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Introducci´on

Eventos de tick

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Introducci´on

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Introducci´on

Eventos de tick

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Introducci´on Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P

Framework desarrollado

Casos de estudio Conclusiones y trabajo a futuro

Dise˜no del framework Decisiones de implementaci´on

Framework desarrollado

Deﬁnici´on de framework.

¿Qu´e permite el framework?

Comunicación Peer-to-peer entre los nodos de un juego. Solución al problema de consistencia, basado en el algoritmo de sincronización Misra Synchronization.

Caracter´ısticas.

Framework de caja blanca. Framework aplicable a juegos. Implementado en C++.

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Decisiones de implementaci´on

Eventos

Unidad de ejecuci´on.

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Decisiones de implementaci´

on

Componente Bootstrap Server.

Protocolo de comunicaci´on TCP para propiedades de los canales de

comunicaci´on.

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Decisiones de implementaci´

on

comunicaci´on.

Mecanismo de timing (reloj global).

(40)

Decisiones de implementaci´

on

comunicaci´on.

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Introducci´on Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P Framework desarrollado

Casos de estudio

Conclusiones y trabajo a futuro

Casos de estudio

Destructor

Space Shooter

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Introducci´on Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P Framework desarrollado

Casos de estudio

Destructor Space Shooter

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Introducci´on Consistencia del estado del juego en arquitecturas P2P Framework desarrollado Casos de estudio

Conclusiones y resultados obtenidos

Soluci´on totalmente descentralizada para asegurar la consistencia.

Adaptaci´on de ”Misra Synchronization” para juegos.

Performance y jugabilidad de los juegos.

Soluci´on reusable. Aplicaci´on en dos casos de estudio.

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Trabajo a futuro

Técnicas de agregación y compresión de paquetes.

Detecci´on de nodos ca´ıdos.

T´ecnicas de localidad de inter´es.

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Federico Balaguer. Alicia D´ıaz.

Compa˜neros de LIFIA.

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