Как работает сервер? Зачем нужен сервер и как это работает? Самые распространенные сервера.

Если вам интересно, как осуществляется этот процесс или вы хотите узнать о специальных механизмах, которые позволяют путешествовать по Интернету, советуем прочесть эту статью. Из нее можно узнать, каким образом WEB серверы доставляют WEB страницы в дома пользователей, школы и офисы. Итак, начнем!

Допустим, пользователь сидит за компьютером, просматривает WEB страницы, и тут ему звонит друг и говорит:

«Знаешь, я только что прочел классную статью! Введи этот URL и прочти сам. Это страница ».

Пользователь вводит продиктованный URL в и нажимает кнопку «Перейти». И о чудо, независимо от того, где находится этот URL, страница появляется на экране монитора.

Следующая схема на самом простом уровне дает представление о последовательности событий, в результате которых выбранная страница попадает на экран монитора:

Браузер пользователя осуществил соединение с WEB сервером, запросил нужную страницу и получил ее.

Что происходит незаметно для пользователя

1. Браузер разделил URL на три части:

• Протокол («http»).
• Имя сервера («сайт»).
• Имя файла («web server.htm»).

Браузер связался с сервером имен и перевел имя сервера « » в IP адрес, который используется для связи с серверной машиной.

Затем браузер, используя полученный IP адрес, связался с нужным сервером по порту 80 (О портах поговорим далее в этой статье).

В соответствии с протоколом HTTP браузер отправил на сервер запрос GET («ПОЛУЧИТЬ»), требующий отправки файла « /web server.htm». (Заметим, что браузер может отправить вместе с запросом GET куки - подробности смотрите в статье о том, как работают куки.)

Затем сервер отправил браузеру текст HTML для WEB страницы. (В заголовке страницы, отправляемой с сервера браузеру, могут также иметься куки).

Браузер считал теги HTML и отобразил страницу на экране монитора. Если вы не интересовались подробностями этого процесса раньше, то встретите в описании много новых терминов. Чтобы разобраться в деталях всего процесса, нужно знать, что такое IP адреса, порты, протоколы… Ниже будет подробно разъяснено значение этих терминов.

Итак, что же такое «Интернет»? - это миллионы компьютеров, соединенных в огромную компьютерную сеть. Благодаря сети, компьютеры могут поддерживать связь между собой. Домашний компьютер можно подключать к Интернету, используя модем телефонной линии, устройства, работающие по технологии DSL либо кабельный модем. Эти устройства устанавливают связь с поставщиком услуг Интернета (ISP). Компьютеры компании или университета обычно снабжаются платами сетевого интерфейса (network interface card, NIC), которые подключают их непосредственно к соответствующей локальной сети (LAN). Компания может подключить свою локальную сеть к оборудованию поставщика интернет-услуг, используя высокоскоростную телефонную линию, например, линию T1. По линии T1 можно передавать приблизительно 1.5 миллиона бит в секунду, в то время как по обычной линии с использованием модема можно передавать всего от 30 000 до 50 000 бит в секунду.

Поставщик интернет-услуг осуществляет связь с более крупными поставщиками интернет-услуг, а самые крупные поставщики имеют в своем распоряжении волоконно-оптические магистрали в масштабах страны или региона. Магистрали мирового масштаба формируются с помощью волоконно-оптических линий связи, подводных кабелей и спутниковых каналов (некоторые интересные карты магистральных линий Интернета можно найти в Атласе киберпространства). Таким образом, каждый компьютер, подключенный к Интернету, получает возможность связываться с любым другим компьютером в Интернете.

Клиенты и серверы

В общем случае все машины в Интернете можно разделить на два типа: серверы и клиенты. Машины, предоставляющие услуги другим машинам, называют серверами (это, например, WEB серверы или FTP серверы). Машины, используемые для связи с серверами с целью получения услуг, называют клиентами. Когда пользователь подключается к Yahoo! по адресу yahoo.com , чтобы просмотреть страницу, Yahoo! выделяет машину (а возможно, кластер очень больших машин), для использования в Интернете с целью обслуживания запроса этого пользователя. Таким образом, Yahoo! предоставляет пользователю услуги своего сервера. Машина пользователя, с другой стороны, скорее всего, никому другому в Интернете услуги не оказывает. Поэтому ее называют пользовательской машиной, или клиентом. Может так быть, и это обычная практика, что одна машина в то же время является и сервером, и клиентом, однако в нашем случае будем считать, что большинство машин выполняют функции либо сервера, либо клиента.

Серверная машина предоставляет один или несколько видов услуг в Интернете. На серверной машине могут работать специализированные программы, благодаря которым она может выполнять функции WEB сервера, сервера электронной почты и FTP сервера. Связывающиеся с серверной машиной клиенты преследуют определенную цель, поэтому они направляют свои запросы на сервер с соответствующей специализированной программой, работающий на общей серверной машине. Например, если пользователь на своей машине запустит WEB браузер, тот, скорей всего, свяжется с WEB сервером на серверной машине. Пользовательское приложение, работающее по протоколу Telnet, стремится установить связь с сервером Telnet, приложение для работы с электронной почтой вступает в контакт с сервером электронной почты и так далее…

Доменные имена и их покупка

В связи с тем, что людям тяжело запоминать набор цифр, из которых состоит IP адрес, и с необходимостью иногда менять адреса, всем серверам Интернета присваивают также удобные для восприятия имена, которые называются доменными именами.. Большинству людей запомнить имя сайт легче, чем адрес 209.116.69.66.

Имя сайт состоит из трех частей:

• Имя хоста (www).
• Имя домена (sd-company).
• Имя домена верхнего уровня (ru).

Регистраторы

Доменными именами внутри домена .com занимается регистратор VeriSign. VeriSign также контролирует доменные имена .net . Другими доменами (такими как PRO, BIZ и ORG) управляют другие регистраторы (а именно RegistryPro, NeuLevel и Public Interest Registry). VeriSign создает имена верхнего уровня и обеспечивает уникальность всех имен в пределах домена верхнего уровня. Кроме того, VeriSign содержит контактную информацию каждого сайта и располагает базой данных о пользователях. Имя хоста создается компанией, предоставляющей для домена. Очень распространено имя хоста «www», однако в настоящее время во многих местах его либо не указывают, либо заменяют другим именем хоста, указывающим на определенное место на сайте. Например, в доменном имени энциклопедии Encarta компании Microsoft, encarta.msn.com, «encarta» обозначает имя хоста вместо www.

Чтобы все эти машины правильно работали, каждая машина в Интернете получает уникальный адрес, который называется IP адресом. IP поддерживает интернет протокол, а адреса являются 32-битными числами, которые, как правило, представляются в виде четырех «октетов» в «десятичном формате с разделительными точками». Типичный IP адрес имеет приблизительно такой вид: 216.27.61.137

Четыре числа в IP адресе называются октетами, поскольку они могут иметь значения от 0 до 255, что составляет 2 в восьмой степени возможностей на каждый октет.

Уникальный IP адрес

Каждой машине в Интернете присваивается уникальный IP адрес. Серверам присваиваются статические IP адреса, которые меняют редко. Домашним компьютерам, осуществляющим связь с Интернетом, IP адрес часто присваивается поставщиком услуги Интернета во время соединения. Этот IP адрес в течение данной сессии является уникальным - при следующем соединении машины ей может быть присвоен другой адрес. Таким образом, поставщику услуги Интернета требуется выделять только по одному IP адресу для каждого модема на время его работы в Интернете, а не отдельные адреса для каждого клиента.

Пользователь, машина которого работает под управлением ОС Windows, может получить большое количество информации об Интернет-соединении своего компьютера, включая текущий IP адрес и имя хоста, если воспользуется командой WINIPCFG.EXE (IPCONFIG.EXE для Windows 2000/XP). В машине под UNIX, чтобы узнать IP адрес машины, нужно напечатать в командной строке nslookup, а также имя этой машины, например, SD 1 - то есть, все вместе это будет выглядеть так: «nslookup sd1.su». Имя своей машины можно определить с помощью команды hostname. (Более подробные сведения о IP адресах можно получить из информации Комитета по цифровым адресам в Интернете).

Машине, работающей в Интернете, для связи с сервером обычно нужен только IP адрес. Например, можно набрать в браузере URL 209.116.69.66 и связаться с машиной, на которой располагается WEB сервер сайта PCWork. Для связи с некоторыми серверами одного только IP адреса недостаточно, однако для большинства больших серверов этого вполне хватает - далее этот вопрос будет освещен более подробно.

Все больше предприятий малого бизнеса могут оценить преимущества наличия сети

Слова «сервер» и «сеть» у многих людей вызывают ассоциации с огромными компьютерными помещениями в недрах больших корпораций, которыми управляют технари-очкарики в комнатах без окон. К счастью, времена изменились.

Сегодня сети с серверами можно увидеть более чем в 20% американских малых предприятий с более чем одним ПК, и этот процент, по сведениям аналитиков, продолжает расти. Более того, аналитики говорят, что в организациях с числом ПК меньше пяти серверы и сети теперь применяют очень широко, так как пользователи уже успели оценить удобство и высокую производительность работы в общедоступной сети.

Но кто эти люди, которые управляют этими серверами и сетями? Если вы ведете свой личный бизнес, то можете быть и вы сами. Или поручите это своему офис-менеджеру, специалисту по маркетингу или даже бухгалтеру - любой сотрудник с достаточным техническим кругозором справится с этой задачей.

«Я вижу все больше небольших организаций, в которых работают серверы, даже в офисах с одним сотрудником», - говорит Лора ДиДио (Laura DiDio), аналитик малого бизнеса в консалтинговой компании The Yankee Group из Бостона. - «Они позволяют получить больше прибыли на доллар, вложенный в технологии».

Все дороги ведут к серверу
Обратимся к причинам, которые побуждают малый бизнес устанавливать серверы (серверы - это компьютеры, которые обеспечивают службы, команды и централизованное управление для рабочих станций, именуемых «клиентами»). Но сначала посмотрим, почему сети с серверами уже работают в офисах пользователей.

Возьмем уже знакомую нам Лору ДиДио. Часть времени она работает в своем загородном доме и хочет извлечь максимальную пользу от своих затрат на технологии. «У меня дома два переносных компьютера, два скоростных подключения, три телефонные линии и сервер, работающий под управлением Microsoft Small Business Server», - говорит Лора.

Сервер - двигатель ее системы. Он позволяет ДиДио централизовать и защитить данные на ПК, контролировать файлы, легко создавать резервные копии и эффективно работать с клиентами - клиенты получают такое же обслуживание, как если бы она находилась не дома, а в своем бостонском офисе.

«Сервер позволяет мне работать более гибко, устанавливать все, что я хочу, и создает мне профессиональный идидж», - говорит Лора.

Еще один сторонник серверов - Гарри Брелсфорд (Harry Brelsford), консультант-реселлер по технологиям и технический писатель из Бэйнбридж Айленд, штат Вашингтон. У него в офисе работают три клиентских ПК и сервер. Здесь он предоставляет консалтинговые услуги по технологиям примерно 20 компаниям, а также пишет книги по этой тематике (он уже написал 10 таких книг).

«Сервер и сеть очень помогают мне в работе», - говорит Брелсфорд. - «Если мне нужен какой-то файл, я точно знаю, где его искать. У меня также больше уверенности в стабильности системы, независимо от того, что я делаю. Просто вы выполняете работу лучше и без переделок. Вы можете забыть о недостатке места на диске, беспорядке в файлах, недостаточной мощности процессора и потерях данных».

ДиДио и Брелсфорд говорят о серверах Dell и Hewlett-Packard, которые стоят не более 1,000 долл.. На них работает новое программное обеспечение Microsoft Windows Small Business Server 2003 (599 долл. за Standard Edition). Такой комплекс весьма привлекателен для менеджеров, умеющих считать свои деньги. Версия Standard Edition также включает Microsoft Exchange Server 2003.

С этим согласен Рэй Боггс (Ray Boggs), вице-президент по развитию малого бизнеса и домашних офисов в IDC, компании технического консалтинга из Фрэмингхэма, штат Массачусетс. Он говорит, что, хотя преимуществами от перехода на технологии клиент/сервер могут пользоваться все малые организации, наибольшие выгоды получают те из них, у которых 15 ПК или больше. Это достигается за счет новых аппаратных средств и программного обеспечения, предназначенных специально для этого рынка, и резко возрастающего числа сделок.

«Цены на серверы продолжают падать, а их функциональные возможности продолжают улучшаться», - говорит Боггс.

Восемь причин приобрести сервер
Итак, выслушав мнение аналитиков и просто пользователей, получаем восемь причин для приобретения сервера для вашего малого бизнеса, вместо того, чтобы обойтись без него или возложить надежды на одноранговую сетевую среду.

1. Вы наведете порядок в хаосе. Централизуя данные на сервере, можно лучше управлять важной деловой информацией. Общий доступ к файлам и другим данным со всех ПК существенно упрощается по сравнению с перемещением данных с одного ПК на другой. И, как отмечает ДиДио, более старые ПК могут обрести новую жизнь, если их файлы и данные загрузить на сервер. «Многие покупают серверы и не спешат избавляться от своих старых ПК и переносных компьютеров», - говорит она.
2. Лучшая защита данных. В Windows Small Business Server 2003 имеются две функции, которые позволяют пользователям лучше защитить информационные активы, упрощая архивацию и восстановление критических данных. Это мастер настройки архивации и теневое копирование тома.
3. Лучшее сотрудничество при ведении бизнеса. Сеть, поддерживаемая сервером - это не только облегчение общего доступа к данным. Windows, Small Business Server 2003 поставляется со службами Windows SharePoint Services, программным обеспечением, которое позволит вашим сотрудникам и другим членам команды организовать совместную работу через Интернет. Установив SharePoint, вы получаете портал внутренней сети компании с дружественным интерфейсом, обеспечивающим общий доступ к данным и их организацию. Службы поставляются со справочными документами и ресурсами. Сервер также обязателен, если требуется поддержка на нескольких ПК жизненно важных для деятельности предприятия приложений, таких как финансовые решения Microsoft Business Solutions.
4. Повышение мобильности персонала. Серверы позволяют получать удаленный доступ к сети и данным уполномоченным сотрудникам, находящимся вне офиса, в пути или работающих в локальных подразделениях. С помощью функции рабочего места в Интернете пользователи Windows Small Business Server 2003 могут получать доступ к данным на сервере через Интернет. Сотрудники вне офиса могут также подключаться к внутренней сети компании через SharePoint
5. Совместное использование высокоскоростного доступа. «Настоящий катализатор сбыта серверов в среде малого бизнеса - это высокоскоростной доступ к Интернету для всех компьютеров сети», - говорит Боггс из IDC. - «Если в бизнесе используется три и больше учетных записей удаленного доступа, - самое время купить сервер и перейти на скоростной доступ. Возврат вложений будет очень быстрым за счет роста производительности труда».
6. Быстрая настройка новых компьютеров, добавление пользователей и развертывание новых приложений. Планируете развитие своего дела? Управляя данными из общего центра, легче координировать добавление новых ПК, программ и лицензий на них. Можно также лучше управлять брандмауэрами и контролировать угрозы данным, разворачивать антивирусную защиту и обнаруживать вторжения.
7. Увеличение вычислительной мощности. Сервер расширяет возможности сети, позволяя хранить большие массивы данных, освобождая память и повышая эффективность использования отдельных ПК. «Малый бизнес сегодня нуждается в дополнительных вычислительных мощностях для использования веб-служб, управления веб-узлами, выполнения рассылок информации по электронной почте и применения более совершенных инструментальных средств и приложений», - говорит ДиДио. (Боггс добавляет, что недалек тот день, когда у многих дома будут работать серверы, помогая студентам с помощью ПК выполнять учебные задания, а подросткам - покупать в Интернете игры и другие сложные программы.)
8. Создайте профессиональный имидж своему бизнесу и расширьте взаимодействие с клиентами. Серверное программное обеспечение, такое как Windows Small Business Server 2003, позволяет объединять учетные записи электронной почты (AOL, Yahoo!, Hotmail и т.д.) в одну учетную запись компании, усиливая ваш имидж среди клиентов и партнеров. «Вы можете иметь несколько псевдонимов одного корневого адреса электронной почты», - говорит Брелсфорд. - «Сервер может придавать вес вашему бизнесу». ДиДио: «Это не только приносит вам больше прибыли на вложенный доллар, но и делает ваш имидж более профессиональным в глазах тех, с кем вы хотите иметь дело».

Как узнать, что пора покупать сервер?

• В вашем бизнесе используется две или больше учетных записей удаленного доступа.
• Вы хотите централизовать и организовать данные (не всегда можете найти то, что вам нужно).
• Вы хотите создать общий доступ к аппаратным средствам, таким как принтеры и факсы для двух или больше ПК (при использовании для этой цели одноранговых сетей требуется большое количество шнуров и проводов).
• Вы хотите упростить резервное копирование, чтобы обеспечить лучшую защиту данных.
• Многим вашим сотрудникам, которые часто находятся в пути, вне офиса или работают в локальных подразделениях, требуется подключаться к сети.
• Вы хотите весь свой бизнес охватить внутренней сетью (сотрудники, которые находятся вне офиса, не всегда помнят о том, что время от времени нужно с вами связываться).
• Вам нужно много места для хранения данных (и ваши перегруженные ПК содрогаются и стонут при добавлении новых данных).
• Вы хотели бы запускать финансовое программное обеспечение или другие важные для вашего бизнеса приложения на нескольких ПК.
• Ваша компания растет, и вы планируете принять новых сотрудников и добавить компьютеры (поздравляем!).
• У вас скромный бизнес, и вы хотели бы выглядеть профессионально (и больше, чем есть на самом деле).
• Ваши ПК очень старые, и вы хотели бы избавиться от них. Сервер сделает процедуру перехода безболезненной.
• Ваши ПК очень старые, но вы хотели бы сохранить их. Сервер примет нагрузку с ПК на себя.

Привет, Хабр! Я Андрей Фролов, ведущий программист, работаю в Mail.Ru над Next-Gen MMORPG Skyforge. Вы могли читать мою статью про архитектуру баз данных в онлайн-играх. Сегодня я буду раскрывать секреты, касающиеся устройства сервера Skyforge. Постараюсь рассказать максимально подробно, с примерами, а также объясню, почему было принято то или иное архитектурное решение. По нашему серверу без преувеличения можно написать целую книгу, поэтому для того, чтобы уложиться в статью, мне придется пройтись только по основным моментам.

Обзор

• Сервер - это почти два миллиона строк кода на Java. Для соединения с сервером и отображения красивой картинки используется клиент, написанный на C++.
• Свой вклад в серверный код внесли полсотни программистов. Код писался в течение многих лет лучшими специалистами российского «православного» геймдева. В нем собраны все самые удачные идеи со всего мира.
• На текущий момент у нас написано около 5200 автоматических тестов, налажен continuous integration и нагрузочное тестирование с помощью ботов.
• Сервер умеет запускаться и работать на десятках и сотнях серверов, поддерживать игру сотен тысяч человек одновременно. Мы решили отказаться от традиционной для MMO техники шардирования и запустить всех игроков в один большой мир.

Первое и главное правило разработки сервера: клиент в руках врага. Клиент защищен, но чисто теоретически и его могут хакнуть, могут расшифровать клиент-серверный протокол. Взлом клиента может привести к обходу игровых правил, читам, ботоводству и т.п. Такие вещи разрушают игру для всех. Чтобы этого не произошло, мы должны эмулировать весь игровой мир со всеми игровыми правилами у себя на сервере, а клиент использовать только для отображения красивой картинки. Кроме того, клиент надо проверять на взлом, отслеживая подозрительное поведение и т.д.

Сервисная архитектура

Одна из основных особенностей разработки состоит в том, что мы не знаем, сколько у нас будет игроков. Может быть, всего один - сам разработчик, а может, 100000 одновременно. Поэтому сервер должен уметь запускаться в маленькой конфигурации, на ноутбуке, и растягиваться при необходимости на десятки и сотни мощных серверов.

Вторая особенность состоит в том, что при старте разработки мы понятия не имели, о чем будет наша игра, какие в ней будут особенности, сервисы и т.п. Структура сервера должна быть максимально гибкой в плане добавления новых сервисов и фич.

Третья большая проблема - это многопоточность. Как известно, лучший способ сладить с многопоточностью - это избежать ее. Deadlock, livelock, lock contention и другие милые сердцу программиста проблемы можно обойти, если архитектура сервера будет избавлять вас от необходимости синхронизировать потоки вручную. В идеале программист вообще должен писать простой однопоточный код и не задумываться о такого рода вещах.

Отсюда родилась наша универсальная структура сервера, которая используется в Skyforge:

• Существует пул физических серверов, на которых будет запускаться игра. Этот набор серверов и наше серверное приложение, которое на них запущено, называется Realm.
• На каждом сервере запускается серверное приложение (JVM), называемое ролью. Роли бывают разные: аккаунт-сервер, игровая механика, чат и т.д. Каждая роль берет на себя большой кусок функционала. Некоторые роли существуют в единственном числе, некоторые запускаются в нескольких экземплярах.
• Роль состоит из набора сервисов. Сервис - это обычный поток (thread), который занимается своей, специфичной для него задачей. Примером сервиса может служить сервис авторизации, сервис резервирования имен, балансировщик нагрузки и т.п. Каждый сервис ничего не знает о физическом расположении других сервисов. Они могут быть рядом, а могут быть на другой физической машине. Сервисы взаимодействуют через систему сообщений, которая скрывает от них такого рода подробности.
• Каждый сервис состоит из набора модулей. Модуль - это «кусок функциональности», у которого есть один метод tick(). Примером модуля может быть модуль статистики, модуль исполнения транзакций, модуль синхронизации времени. Вся работа сервиса заключается в том, чтобы в бесконечном цикле поочередно вызывать метод tick() у своих модулей. Один такой цикл называется «кадр сервера». Мы считаем показатель хорошим, если кадр сервера колеблется в пределах от 3 до 20 мс.
• Вся эта структура описывается в XML-файлах. Системе запуска надо просто «скормить» название роли. Она найдет соответствующий файл, запустит все нужные сервисы и отдаст им списки модулей. Сами модули создадутся с помощью java reflection.

Таким образом, мы можем запустить роль «локальный сервер», где будет все необходимое, а можем разбить сервер на несколько десятков ролей - аккаунт-сервер, итем-сервер, игровая механика и т.д. - и запускать его на десятках разных физических серверов. Структура оказалась чрезвычайно гибкой и удобной, советую серьезно к ней присмотреться.

Основные сервисы

Есть некоторый набор сервисов, который несет основную игровую нагрузку. Каждый из серверов должен уметь масштабироваться. В идеале - до бесконечности. К сожалению, писать серверы так, чтобы они масштабировались, это непростая задача. Поэтому мы начали с того, что сделали основные сервисы масштабируемыми, а всякую дополнительную мелочь, которая не несет основной нагрузки, оставили на потом. Если у нас будет очень много пользователей, то и их нам придется улучшать для обеспечения возможности масштабирования.

• Аккаунт-сервис. Отвечает за авторизацию и подключение новых клиентов.
• Сервер игровой механики. Тут происходит, собственно, сама игра. После прохождения авторизации клиент подключается сюда и тут играет. С другими сервисами клиент напрямую не взаимодействует. Таких сервисов можно и нужно запускать несколько десятков, а то и сотен. Именно эти сервисы несут основную нагрузку.
• Сервисы баз данных. Эти сервисы выполняют операции над данными игровых персонажей, их предметами, деньгами, прогрессом развития. Их обычно запускается несколько штук. Подробнее об архитектуре баз данных можно прочитать в моем прошлом докладе. (habrahabr.ru/company/mailru/blog/182088)
• Чат. Занимается роутингом сообщений чата между пользователями.
• Все остальные сервисы. Их несколько десятков, и они обычно не создают сильной нагрузки, поэтому не требуют обособленных серверов.

Сеть

Под словом «сеть» я подразумеваю систему доставки сообщений от одного сервиса к другому или от одного объекта к другому. Исторически так сложилось, что у нас существует сразу две такие системы. Одна основана на сообщениях. Вторая система основана на удаленном вызове процедур (RPC). В Skyforge система сообщений применяется внутри сервиса игровой механики, чтобы послать какое-то сообщение от аватара к мобу, а также для общения клиента и сервера. RPC используется для общения между сервисами.

Сообщения

Все объекты, которые хотят посылать или принимать сообщения, называются абонентами. Каждый абонент регистрируется в общей директории и получает уникальный идентификатор - адрес. Любой, кто хочет послать сообщение какому-либо абоненту, должен указать адреса «откуда» и «куда». Сетевой движок знает, где находится абонент, и доставляет ему сообщение. Сообщение - это Java-объект, у которого есть метод run(). При отправке этот объект сериализуется, прилетает к целевому абоненту, там десериализуется, а затем вызывается метод run() над целевым абонентом.

Такой подход очень удобен тем, что позволяет реализовывать простые команды типа «нанести удар», «выдать анлок», «запустить фаербол». Вся эта логика оказывается внешней по отношению к объекту, над которым выполняется действие. Большой минус этого подхода в том, что если логика команды требует выполнения какого-либо кода на нескольких абонентах, то нам потребуется сделать несколько сообщений, которые будут посылать друг друга по цепочке. Логика оказывается фрагментирована на несколько классов, и цепочки сообщений часто довольно долго и сложно распутывать.

RPC

Удаленный вызов процедур или RPC появился, чтобы решить проблему цепочек сообщений.
Основная идея заключается в использовании кооперативной многозадачности (Coroutine, Fibers). Тому, кто не знаком с это концепцией, для понимания темы советую заглянуть в «Википедию». en.wikipedia.org/wiki/Coroutine .
Сервис, который хочет, чтобы его могли вызывать через удаленный вызов процедур, должен реализовывать специальный интерфейс и зарегистрировать в специальной директории. Тогда любой желающий может попросить директорию дать ему интерфейс этого сервиса, и директория вернет специальный враппер над сервисом. Вызывать сервисы по RPC можно только внутри файбера (coroutin), т.е. специального контекста исполнения, который можно прерывать и возобновлять в точках разрыва. При вызове методов враппера он будет посылать RPC вызовы на удаленный сервис, прерывать текущий файбер в ожидании ответа и возвращать результат, когда удаленный сервер ответит.

Таким образом, мы концентрируем логику в одном методе, а не размазываем ее по сотням сообщений. Код сильно упрощается, его можно писать в терминах вызова функций каких-то объектов, а не в терминах посылки сообщений. Но возникают проблемы с неким подобием многопоточности, т.к. после того, как мы вернулись из удаленного вызова, окружение уже могло измениться. В целом такой подход очень удобен, когда у сервиса есть ограниченный интерфейс из десятка методов. Когда методов становится много, интерфейс лучше разбивать на несколько.

Сериализация

Чтобы у нас работала система посылки сообщений и удаленный вызов процедур, нам нужен клиент-серверный протокол и способ сериализации/десериализации объектов. Напомню, что у нас есть необходимость пересылать команды и данные с клиента на сервер, т.е. из C++ в Java и обратно. Для этого мы по Java-классам генерируем их копии в C++, а также генерируем методы для сериализации и десериализации объектов в байтовый поток. Код для сериализации встраивается прямо внутрь классов и обращается к полям класса напрямую. Таким образом, сервер не тратит процессорное время на обход классов с помощью reflection. Все это мы генерируем с помощью самописного плагина для IntelliJ IDEA. Внутрисерверный протокол для общения между сервисами полностью аналогичен клиент-серверному протоколу.

При сериализации какого-либо класса в байтовый поток, сначала пишется id класса, потом данные полей этого класса. На другой стороне считывается id, выбирается соответствующий класс и у него вызывается специальный конструктор, который восстанавливает класс из байтового потока.

Игровая механика

Основной сервис, который был бы вам интересен, это сервис игровой механики. Именно там выполняется весь код, непосредственно связанный с игрой, именно там моделируется весь игровой мир, летают фаерболы и «грабятся корованы».

Карты и балансировка нагрузки

На серверах игровой механики создаются карты, на которых, собственно, находятся игроки, мобы и происходит все веселье. У каждой карты есть лимит на количество игроков, которые могут на ней находиться. Например, лимит может быть равен единице для персональных приключений, 10–30 для групповых активностей и 250 для больших карт. Что происходит, если на карту захочет попасть еще один игрок, когда лимит исчерпан? Тогда будет создана еще одна копия той же самой карты. Игроки с этих карт не будут видеть друг друга, не будут друг другу мешать. Т.е. в каком-нибудь игровом городе могут быть тысячи человек, но там не будет тесно. Такой способ организации игроков называется «каналы».

За создание карт отвечает центральный сервис «балансировщик карт», который распределяет карты по сервисам игровой механики в зависимости от популяции, нагрузки и других магических причин, стараясь поддерживать равномерное распределение нагрузки и нормальную плотность играющих, чтобы им не было скучно.

На каждом сервере игровой механики загружена информация о карте проходимостей, коллизиях и других подобных вещах. Когда игрок или моб пытается двинуться в какую-либо точку, то сервер просчитывает, может ли игрок туда попасть, не пытается ли он считерить и пройти сквозь стену. Когда игрок пытается кинуть во врага фаербол, то по этой же информации сервер рассчитывает, видит ли игрок врага и нет ли на его пути препятствий.

Аватары и мобы

Аватар - это персонаж, которым управляет игрок, моб - это монстр, которого игрок убивает. Это весьма разные, но часто очень похожие сущности. И моб, и аватар умеют ходить по карте, у них есть здоровье, они могут использовать заклинания и т.п. Только аватаром управляет игрок, а у моба есть свой мозг. Кроме того, на картах есть множество всяких сундуков, растений и других интерактивных сущностей. Очень часто нужно делать некую функциональность и цеплять ее к разным сущностям. Для этих целей мы используем компонентный подход, собирая игровую сущность из набора функциональностей. Поясню на примере. Допустим, у игрока и моба есть показатель здоровья. В таком случае мы оформляем элемент «здоровье» как отдельный Java-класс, в котором описываем, как здоровье себя ведет: как оно может уменьшаться, как восстанавливаться, какие есть таймеры и т.п. Потом мы просто складываем все функциональности в специальную HashMap внутри сущности и берем ее оттуда по необходимости. Таких компонент у нас существуют сотни, на них собрана половина игровой механики.

Так как серверное приложение очень сложное, неизбежно возникновение ошибок. Нужно сделать так, чтобы возникновение ошибки, даже необработанного NullPointerException, не приводило к падению сервера. Можно ошибку просто залогировать и пойти дальше, но если ошибка возникнет посреди какого-то длинного действия над аватаром, то аватар может оказаться в сломанном и неконсистентном состоянии. Тут нам на помощь приходит концепция под названием «локаль». Локаль - это контекст, внутри которого объекты могут ссылаться друг на друга. Объекты из одной локали не могут ссылаться на объекты из другой. Если из локали вылетает необработанное исключение, то локаль удаляется целиком. Аватары, мобы и другие сущности являются локалями, удаляются целиком и не могут держать ссылок на других аватаров и мобов. Поэтому все взаимодействие между аватарами и мобами идет через систему сообщений, хотя они находятся вместе на одной машине и в теории могли бы держать друг на друга прямую ссылку.

Репликация

Моделировать игровой мир нужно не только на сервере, но и частично на клиенте. Например, клиенту нужно видеть других игроков и мобов, которые находятся рядом с ним. Для этого используется механизм клиент-серверной репликации, когда с сервера клиентам рассылаются обновления окружающего игрового мира. Делается это с помощью генератора кода, который встраивает отсылку обновлений в сеттеры серверных Java-объектов. Вокруг игрока создается круг определенного радиуса, и если кто-то, например другой аватар, попадает в этот круг, он начинает реплицироваться на клиент. С репликацией есть фундаментальная проблема. Если в одном месте столпится N аватаров, то на каждого из них нужно будет посылать N реплик. Таким образом возникает квадратичная зависимость, что ограничивает количество аватаров, которые могут собраться в одном месте. Именно из-за этой фундаментальной квадратичности клиенты всех ММО тормозят в столицах. Мы избегаем этой проблемы, ограничивая количество игроков на карте и распределяя их по каналам.

Ресурсная система

В игре существуют сотни и тысячи заклинаний, предметов, квестов и других подобных сущностей. Как вы, наверное, догадываетесь, программисты не пишут все сотни квестов, это делают геймдизайнеры. Программист разрабатывает один Java-класс квеста, а описания всех квестов с их логикой, задачами и текстами содержатся в XML-файлах, называемых ресурсами. При старте сервера мы загружаем эти ресурсы и на их основе собираем Java-классы с описанием мира. Этими классами уже может пользоваться сервер. Примерно такая же система существует и на стороне клиента, только там ресурсы не грузятся из XML-файлов, а просто загружается заранее созданный «кусок памяти», содержащий все нужные объекты и ссылки между ними. Ресурсных файлов у нас существует несколько сотен тысяч, но их загрузка на сервере занимает около двух минут. На клиенте же все грузится за секунды. Система очень навороченная, поддерживает такие фичи, как прототипы и наследование, вложенные описатели и т.п. Поверх ресурсной системы у нас созданы специализированные программы для редактирования карт и остальных игровых сущностей.

Сервер в действии

Давайте теперь на примерах рассмотрим несколько сценариев того, как работает вся эта система в действии.

Убить собачку

Классический тест, который мы всегда проводим, если сильно изменили инфраструктуру и хотим проверить, что все работает, называется «Убить собачку». Нужно зайти клиентом на сервер и убить там какого-либо моба. Этот тест покрывает практически все основные моменты сервера и служит прекрасным примером для того, чтобы сложить все вышесказанное вместе. Давайте по пунктам разберем, что и как происходит при убиении несчастной собачки. Конечно, некоторые шаги упрощены, но это не критично для понимания.

• Клиент посылает на аккаунт-сервер сообщение: «Хочу войти в игру».
• Аккаунт-сервер запрашивает базу данных, проводит авторизацию и запрашивает у балансировщика карту, на которой игрок был в последний раз.
• Балансировщик выбирает карту из уже загруженных или создает новую на наименее загруженном сервере игровой механики.
• Клиент подключается к той механике, где для него была создана карта. Пока он подключается, для него загружается его аватар.
• Сервер начинает реплицировать все объекты вокруг аватара на клиент. Клиент рисует шикарную картинку и посылает на сервер команды, которые посылает игрок.
• Игрок начинает бегать по карте, а сервер перемещает его по миру и реплицирует изменения окружающей действительности. Игрок находит какого-либо моба и нажимает кнопку «ударить».
• Команда «удар» прилетает на сервер, на сервере выполняется проверка, что удар возможен, и мобу отправляется сообщение о нанесении повреждений.
• Команда «нанести повреждения» отрабатывается на мобе, просчитывает все резисты и другие подобные вещи, потом берет функциональность «здоровье» и списывает какое-то количество.
• Клиенту посылается ответ с подтверждением нанесения урона, клиент рисует удар.

Масштабирование

Давайте зайдем с другой стороны и посмотрим, как сервер ведет себя под нагрузкой.

• 0 клиентов. Если на сервере никого нет, его можно запускать одним приложением с минимальными настройками и без карт. На сервере нет никакой активности, и большую часть времени он простаивает.
• 1 клиент. Для одного клиента приходится создавать карту, мобов, серверные объекты, которые начинают потреблять память и процессорное время для своей жизни.
• 500 клиентов. 500 клиентов обычно уже достаточно много, чтобы процессорного времени одной персоналки не хватало для работы сервера. Приходится запускать realm на нескольких машинах или на более мощных серверах.
• 10000 клиентов. 10000 клиентов требуют уже нескольких серверов. Так как большая часть нагрузки приходится на игровые механики, нужно запускать realm с дополнительными сервисами игровой механики.
• 100000 клиентов. При 100000 одновременных игроков больше половины серверов заняты игровой механикой.
• Клиентов больше, чем железа. Если вдруг игроков станет еще больше, а железо у нас вдруг кончится, то придется ограничивать вход людей в игру, пока подвозят новые серверы. Для этого существует очередь на вход, которая заставляет игроков ждать, когда сервер будет готов их принять. Эта очередь гарантирует, что одновременно один realm не может содержать игроков больше, чем мы готовы принять. В очередь игроков могут начать ставить и в том случае, если из-за бага или еще по каким-либо причинам сервер вдруг стал работать медленнее определенного порога. Лучше сделать приемлемый сервис для ограниченного числа клиентов, чем упасть для всех.

Заключение

Надеюсь, наш опыт поможет вам понять, как работают современные игровые серверы, и создать свой, если до этого дойдет дело.
Чтобы лучше понять другие аспекты разработки игр, я бы порекомендовал вам почитать статьи моих коллег.

Внимание! Данная программа не является обязательной. Если Вы решили ее использовать, то рекомендуем поручить установку и настройку данной программы специалисту, например, администратору сети.

Скачать программу можно с сайта по следующему адресу:

Общее описание

Сервер предназначен для обслуживания баз данных в формате DВase и Paradox с использованием драйверов BDE фирмы Inprise (Borland). Кроме того, он может выступать в роли Web-сервера.

При модификации базы (добавление, удаление, изменение) используется технология «клиент-сервер». Доступ к базе данных на чтение обеспечивается стандартными средствами BDE по технологии «файл-сервер». При этом клиентские программы открывают файлы базы данных только на чтение, а любое изменение данных осуществляет сервер.

Использование сервера позволяет избежать проблем, связанных с одновременным изменением базы несколькими пользователями через сеть. Сервер модифицирует базу в монопольном режиме. Благодаря этому обеспечивается надежное хранение и безопасная модификация данных.

Встроенный в программу Web-сервер позволяет организовать публикацию вашей информации в Intranet/Internet сети, а также обеспечивает удаленный контроль работы сервера.

Сервер может работать на компьютерах с установленной операционной системой Windows 95/98/2000/XP/Vista, Windows NT и настроенным протоколом TCP/IP . При работе под Windows NT, возможна установка сервера как сервиса.

Сервер может одновременно обслуживать несколько баз данных.

Контроль работы сервера может осуществляться дистанционно с помощью любого Web-браузера, например, Netscape Navigator, Microsoft Internet Explorer и т.п.

Установка сервера

Программа сервера может работать на любом компьютере в сети. Предварительно на этом компьютере необходимо установить и настроить BDE . Настройка BDE для сервера аналогична настройке BDE для работы Инфо-Бухгалтера (см. раздел Ошибка: источник перёкрестной ссылки не найден «Ошибка: источник перёкрестной ссылки не найден»).

Если база данных располагается на этой же машине, что и программа-сервер, то необходимо использовать команду SUBST (для Windows 95/98/2000/XP/7), так как название сетевого диска и путь к базе должны быть одинаковы для всех машин, в том числе и для машины с сервером.

Установите сервер на выбранную машину.

Вставьте дистрибутивный диск в привод CD-ROM и запустите файл InfoSrv203_setup. exe , располагающийся в директории \Setup\Infosvr\Server2 . Далее следуйте инструкциям программы установки.

После установки в каталоге с сервером будут содержаться следующие файлы и подкаталоги:

ibserv32.exe – сервер программы Инфо-Бухгалтер;

ibserv32.ini – файл настроек сервера;

WWW – подкаталог Web-сервера.В каталоге WWW по умолчанию содержатся файлы:

index.html – HTML-скрипт для отображения статистики работы сервера. В этом каталоге Вы можете размещать свои файлы, которые будут доступны по HTTP протоколу.

stat.html – пример файла шаблона статистики работы Инфо-Бухгалтера.

В процессе работы сервера создаются файлы:

ibserv.log – информация о работе сервера.

ibserv.jrn – журнал работы сервера.

Журнал создается только в том случае, если в файле ibserv32.ini параметр sqlTrace =1.

Установка сервера в качестве сервиса Windows NT

Для регистрации сервера необходимо запустить программу ibserv32 с ключом /i ., т.е. ibserv32. exe /i .

После этого средствами Windows NT (значок «Службы» в «Панели управления») установить необходимый режим работы сервиса (автомат или вручную). Имя сервиса – «InfoBuhDBServer».

Внимание! Необходимым условием правильной работы программы является эквивалентность путей к базе данных, а также путей к файлу P doxusrs.net , на сервере и рабочей станции (использование команды SUBST невозможно). Одному из локальных дисков сервера необходимо присвоить букву, совпадающую с названием сетевых дисков на рабочих станциях. Для правильного определения локальных и сетевых путей необходимо открыть корень этого диска на полный доступ, а с рабочих станций подключить корень этого диска в качестве сетевого диска.

Обязательно необходимо определить учетную запись, под которой будет запускаться сервер. В данной учетной записи должен быть указан пользователь с необходимыми полномочиями, например, Администратор.

Для удаления сервиса остановите его средствами Windows NT (Пункт «Службы» в «Панели управления»), а затем запустите ibserv32 с ключом /u .

Настройка сервера

Настройка сервера осуществляется посредством файла ibserv32.ini .

Рассмотрим назначение секций этого файла:

Запуск сервера

Запуск сервера осуществляется запуском файла ibserv32.exe . Если сервер установлен, как сервис для Windows NT, то запуск осуществляется автоматически или вручную с помощью значка «Службы» в «Панели управления».

Контроль работы сервера

Контроль работы сервера осуществляется с помощью консоли сервера:

Рис 19. Сервер программы «Инфо-Бухгалтер».

Внимание! При установке сервера в качестве сервиса Windows NT консоль недоступна.

Контроль работы сервера может также осуществляться удаленно при помощи Web-браузера (Netscape Navigator или Microsoft Internet Explorer).

Дополнение к HTML для контроля сервера

Для контроля работы сервера применяется динамический HTML, создаваемый по шаблону. В этом шаблоне Вы можете использовать следующие обозначения переменных:

##SERVREGIM# – режим работы сервера

##SERVOSVERSION# – версия ОС сервера

##SERVVERSION# – версия сервера

##SERVTIME# – текущее время на сервере

##LONGTIME# – время работы сервера

##IBZAPROS# – количество выполненных запросов

##IBBASE# – количество открытых баз

##IBERROR# – возникло ошибок

В каталоге WWW директории, где установлена программа, находится файл stat.html , содержащий пример файла шаблона статистики работы Инфо-Бухгалтера.

Рис 20. Файл статистики stat.html .

Настройка программы для работы с сервером

На компьютере с установленным Инфо-Бухгалтер в каталоге Windows (или другом каталоге, в который установлен Windows) находится файл ibw.ini . В этот файл в секцию необходимо внести следующие изменения:

После изменения параметров в этом файле, необходимо перезагрузить программу и, если изменился параметр UseServer , то удалить файлы Eventnet.db и Eventnet.px во всех используемых базах данных.

Внимание!

• Нельзя одновременно работать с одной базой данных пользователям, использующим и не использующим сервер;
• При переходе к использованию сервера и обратно (параметр UseServer ) необходимо уничтожать файлы Eventnet.db и Eventnet.px во всех используемых Вами базах. Невыполнение этого требования может привести к непредсказуемым последствиям;
• При использовании сервера невозможна проверка базы данных.

• 283 просмотра

Если ежедневно используется компьютер, который подключен к сети, если на мобильном гаджете тоже подключен Интернет, то каждый пользователь время от времени сталкивается со словом – «сервер». Причем это слово может встречаться в разных сочетаниях, и не каждый пользователь понимает, о чем идет речь. Что же скрывается до словом «сервер», да и зачем он пользователям нужен?

Под понятием «сервер» может скрываться аппаратное устройство и программное обеспечение для него (аппаратный и виртуальный). Аппаратный сервер – это отдельный компьютер. Он нужен для обеспечения работы других ПК и офисной техники. Виртуальный сервер – это ПО. При этом конкретный сервер объединяет эти два вида.

Прежде следует помнить, что в его задачи входит обслуживание сети и пользователей, а не управление сетью. Пользователи сами ставят задачи серверу, а он быстро их решает. Чем качественнее сервер, например, такой как серверы HP , тем качественнее он исполняет свои обязанности.

Работу больших компаний, на которых установлено много электронного оборудования, уже трудно представить без объединения все этих устройств в одну сеть. Сервер на предприятии позволяет удаленного управлять офисной техникой и позволяет взаимодействовать ПК между собой.

Поломка сервера или сбой в его работе может закончиться катастрофой

На предприятиях серверы позволяют оптимизировать работу всех отделов. Но и в повседневной жизни мы часто сталкивается с работой серверов. В частности, операционисты в кассах и банках с помощью сервера распечатывают документы и осуществляют проплаты. Сервер поддерживает работу всех почтовиков, соцсетей и менеджеров общения.

Сервер обеспечивает выход в Сеть. Все сайты хранятся на серверах. Это обеспечивает виртуальный хостинг. Такую услугу предоставляют хостинговые компании.