CN104683252B

CN104683252B - 一种应用于游戏网络的网关连入方法与***

Info

Publication number: CN104683252B
Application number: CN201310611001.5A
Authority: CN
Inventors: 洪晓健
Original assignee: Beijing Changyou Tianxia Network Technologies Co Ltd
Current assignee: Beijing Changyou Tianxia Network Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-11-26
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2018-05-11
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: CN104683252A

Abstract

本发明提供了一种应用于游戏网络的网关连入方法与***，通过网络拓扑结构的全新设计、网络安全的精细控制、对网络负载数据的创新性分配，实现多个网关进程之间的负载均衡，从而解决网络游戏在切换服务器过程中出现的客户端与服务器连接问题。

Description

一种应用于游戏网络的网关连入方法与***

技术领域

本发明涉及计算机网络领域，特别涉及在计算机网络中进行网关接入的技术,尤其涉及一种应用于游戏网络的网关接入方法与***。

背景技术

随着计算机网络技术的发展，尤其是因特网技术的广泛应用，很多网络公司，尤其是具有网络游戏业务的公司都在研发稳定的网关拓扑结构，使得网关进程更趋均衡，游戏客户端在切换服务器过程中连接更加稳定。

现有的技术中包括网络游戏多层服务器结构，包括运营商平台、网关、IDC路由器和服务器层，所述服务器层为三层结构，分别为大区层、交互层和线路层；每层分别通过一交换机与IDC路由器相连，且每层服务器与其对应的交换机采用星型拓朴结构相连；然而这样的结构虽然有层级上的扩展，但是并没有解决负载均衡的问题，更不能实现服务器的无缝切换。

也就是说，现有技术虽然针对网关拓扑结构进行了改进，但是针对目前大规模网络数据的升级，如何更合理地解决网关进程的负载问题，实现多个网关进程的负载均衡，并未得到根本解决。

发明内容

为了解决现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种应用于游戏网络的网关连入方法，同时提供了一种应用于游戏网络的网关连入***，通过网络拓扑结构的全新设计，通过网络安全的精细控制，通过对网络负载数据的创新性分配，实现多个网关进程之间的负载均衡，从而解决网络游戏在切换服务器过程中出现的客户端与服务器连接问题。本结构原则上提供了任意数量客户端的连入。

基于此，本发明提供了一种应用于游戏网络的网关连入方法，所述方法包括：S1)当前客户端通过预先设定的IP地址和端口号连接至网络连入服务器；S2)网络连入服务器计算多个网关设备中的每一个的负载值,并根据所述负载值为当前客户端分配网关设备；S3)所分配的网关设备与当前客户端建立连接；S4)所分配的网关设备为当前客户端建立消息报ID列表，根据所述消息报ID列表确定当前客户端可以与哪些数据服务器进行发包通信；其中，当前客户端与多个数据服务器之间的所有通信包，均需要通过所分配的网关设备进行转发。

本发明还提供了一种应用于游戏网络的网关连入***，所述***包括：多个客户端,所述多个客户端中的每一个通过预先设定的IP地址和端口号连接至网络连入服务器；网络连入服务器，所述网络连入服务器计算多个网关设备中的每一个的负载值,并根据所述负载值为当前客户端分配网关设备；多个网关设备，所述多个网关设备中的每一个为连入的每一个客户端建立消息报ID列表，根据所述消息报ID列表确定连入的每一个客户端可以与哪些数据服务器进行发包通信；多个数据服务器，通过多个网关设备与多个客户端进行发包通信；其中，多个客户端与多个数据服务器之间的所有通信包，均需要通过多个网关设备进行转发。

优选地，根据所述负载值为当前客户端分配网关设备为：将负载值最小的网关设备分配给当前客户端。

优选地，网络连入服务器选择负载值最小的网关设备发起询问，询问是否允许当前客户端连入，如果对方不允许，则选择负载值次小的网关设备发起询问，直到有网关设备同意连入时才将同意连入的网关设备分配给当前客户端。

优选地，步骤S2)与步骤S3)之间包括步骤S21)：将所分配的网关设备的IP地址、端口号以及一个随机的加密连接密钥发送给当前客户端，同时将所述加密连接秘钥发送给所选择的网关设备。

优选地，步骤S21)与步骤S3)之间包括步骤S22)：当前客户端通过从网络连入服务器收到的IP地址和端口号与所选择的网关设备建立连接，之后将从网络连入服务器收到的加密连接密钥发送给所选择的网关设备；所选择的网关设备将从当前客户端收到的加密连接密钥与从网络连入服务器收到的加密连接密钥进行比对，如果一致，则与客户端建立连接。

优选地，步骤S4)进一步包括：所选择的网关设备为当前客户端分配一个专属ID，并将所述专属ID发送给当前客户端需要访问的数据服务器，使得当前客户端与数据服务器进行发包通信；在当前客户端需要与不同的数据服务器进行通信时，只需要在消息报ID中增加相应的索引，所选择的网关设备会根据索引来选择当前客户端的消息包发往哪个数据服务器；而数据服务器发给当前客户端的消息包，也可以通过当前客户端的专属ID，来找到当前客户端的IP地址与端口，并实现消息报的发送。

优选地，其中多个网关设备中的每一个运行过程中，通过网络发包将以下信息定时同步给网络连入服务器：网关设备ID、所连接的客户端数量、单位时间收发报文量，网络连入服务器为多个网关设备中的每一个建立队列来管理这些信息。

优选地，其中，步骤S2)进一步包括：

S21)网络连入服务器通过以下公式计算多个网关设备中的每一个的负载值：

其中，L(i)为第i个网关设备的负载值，N(i)为已经连入第i个网关设备的客户端数量，N_max(i)为第i个网关设备可连入客户端数量的最大值，B(i)为第i个网关设备单位时间收发报文量，C为当前客户端单位时间收发报文量，B_max(i)为第i个网关设备单位时间收发报文量的最大值，N为网关设备的数量，p为客户端数量权重值，q为单位时间收发报文量权重值，其中满足p+q＝1；

S22)将L(i)值最小的网关设备分配给当前客户端。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1示出了根据本发明示例性实施例的应用于游戏网络的网关连入方法的流程图；

图2示出了根据本发明示例性实施例的应用于游戏网络的网关连入***框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，并使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合实施例及实施例附图对本发明作进一步详细的说明。

本发明的核心技术至少包括：(1)在客户端向服务器发起连接时，客户端通过事先已经得到的网络连入进程的IP地址和端口号，与其建立网络通讯关系；(2)网络连入进程是整组游戏服务器的唯一连接入口，所有客户端如果需要连接这组服务器，只能通过连接网络连入进程的IP地址和端口号来实现连接。(3)一个网络连入进程会管理隶属于整组服务器的任意多个网关进程，并能够掌握每一个网关进程上所连接的客户端数、单位时间收发报文量等信息，这些信息是在网关进程运行过程中，通过网络发包，定时同步给网络连入进程的，网络连入服务器进程会建立一个队列来管理这些信息。(4)网络连入进程与客户端建立连接后，前者会检索自己管理的所有网关进程的负载情况，从中选择一个承载客户端数量最少，或流量最低的网关进程；(5)网络连入服务器向选好的网关进程发起询问，看是否允许客户端连入，如果对方不允许，则选择倒数第二符合条件的网关进程发起询问，知道同意连入为止；(6)网络连入服务器会将选择好的网关进程的IP、端口号告知客户端，并生成一个随机的加密连接密钥，告知客户端；(7)网络连入进程将加密连接密钥告知对应的网关进程；(8)客户端通过得到的IP和端口号，与网关进程建立连接，之后将加密后的连接密钥发给网关进程；(9)网关进程得到客户端发来的密钥后，与之前得到的密钥进行比对，如果一致，则与客户端建立正式连接。(10)连接建立后，网关进程会为这个客户端分配一个专属ID，并将该ID告知游戏逻辑服务器，这样客户端就可以与游戏服务器进行发包通信了，客户端与游戏服务器之间的所有通信包，均需要通过网关进程来转发。(11)当客户端与不同的游戏服务器进行通信时，只需要在消息报ID中增加相应的索引，网关进程会根据索引来选择客户端的消息包发往哪个服务器进程；而服务器进程发给客户端的包，也可以通过客户端的专属ID，来找到具体的客户端IP地址与端口，并实现发送过程。

参考附图1，图1示出了根据本发明示例性实施例的应用于游戏网络的网关连入方法的流程图。如图1所示，在步骤S1中，当前客户端通过预先设定的IP地址和端口号连接至网络连入服务器。

在步骤S2中，网络连入服务器计算多个网关设备中的每一个的负载值,并根据所述负载值为当前客户端分配网关设备。在一优选实施例中，根据所述负载值为当前客户端分配网关设备为：将负载值最小的网关设备分配给当前客户端。在实际应用中，由于各个网关设备因为不同的更新时期和不同的资金投入，网关设备的初始性能不尽相同，并且由于实际使用过程中的实际使用情况也会导致各个网关设备的使用状况不同。因此本发明针对这一情况，根据客户连接数量和单位时间收发报文量计算各个网关设备的负载值。具体地，步骤S2)进一步包括：S21)网络连入服务器通过以下公式计算多个网关设备中的每一个的负载值：L(i)为第i个网关设备的负载值，N(i)为已经连入第i个网关设备的客户端数量，N_max(i)为第i个网关设备可连入客户端数量的最大值，B(i)为第i个网关设备单位时间收发报文量，C为当前客户端单位时间收发报文量，B_max(i)为第i个网关设备单位时间收发报文量的最大值，N为网关设备的数量，p为客户端数量权重值，q为单位时间收发报文量权重值，其中满足p+q＝1，例如p＝0.5，q＝0.5，或p＝0.4，q＝0.6，或p＝0.3，q＝0.7，或p＝0.2，q＝0.8；S22)将L(i)值最小的网关设备分配给当前客户端。在另一优选实施例中，网络连入服务器选择负载值最小的网关设备发起询问，询问是否允许当前客户端连入，如果对方不允许，则选择负载值次小的网关设备发起询问，直到有网关设备同意连入时才将同意连入的网关设备分配给当前客户端。

在步骤S3中，所分配的网关设备与当前客户端建立连接。在一优选实施例中，步骤S2)与步骤S3)之间包括步骤S21)：将所分配的网关设备的IP地址、端口号以及一个随机的加密连接密钥发送给当前客户端，同时将所述加密连接秘钥发送给所选择的网关设备。在另一优选实施例中，步骤S21)与步骤S3)之间包括步骤S22)：当前客户端通过从网络连入服务器收到的IP地址和端口号与所选择的网关设备建立连接，之后将从网络连入服务器收到的加密连接密钥发送给所选择的网关设备；所选择的网关设备将从当前客户端收到的加密连接密钥与从网络连入服务器收到的加密连接密钥进行比对，如果一致，则与客户端建立连接。

在步骤S4中，所分配的网关设备为当前客户端建立消息报ID列表，根据所述消息报ID列表确定当前客户端可以与哪些数据服务器进行发包通信。在一优选实施例中，步骤S4)进一步包括：所选择的网关设备为当前客户端分配一个专属ID，并将所述专属ID发送给当前客户端需要访问的数据服务器，使得当前客户端与数据服务器进行发包通信；在当前客户端需要与不同的数据服务器进行通信时，只需要在消息报ID中增加相应的索引，所选择的网关设备会根据索引来选择当前客户端的消息包发往哪个数据服务器；而数据服务器发给当前客户端的消息包，也可以通过当前客户端的专属ID，来找到当前客户端的IP地址与端口，并实现消息报的发送。

在一优选实施例中，当前客户端与多个数据服务器之间的所有通信包，均需要通过所分配的网关设备进行转发。并且，其中多个网关设备中的每一个运行过程中，通过网络发包将以下信息定时同步给网络连入服务器：网关设备ID、所连接的客户端数量、单位时间收发报文量，网络连入服务器为多个网关设备中的每一个建立队列来管理这些信息。

参考图2，图2示出了根据本发明示例性实施例的应用于游戏网络的网关连入***框图。如图2所示，图2中示出了数据服务器A，数据服务器B，网络连入进程，网关进程A，网关进程B，客户端A，客户端B，客户端C。本领域技术人员容易理解，其中数据服务器、网关进程、客户端的数量仅仅是示例性的，实际应用中可以分别配置为更多。虽然其中未示出网络连入服务器和网关设备，但是，应当指出，在本发明中，其特征在于，网络连入进程在网络连入服务器中运行，网关进程在网关设备中运行。具体地，本发明还提供了的应用于游戏网络的网关连入***包括通过网络互联的多个客户端、网络连入服务器、多个网关设备以及多个数据服务器。其中，所述多个客户端中的每一个通过预先设定的IP地址和端口号连接至网络连入服务器；所述网络连入服务器计算多个网关设备中的每一个的负载值,并根据所述负载值为当前客户端分配网关设备；所述多个网关设备中的每一个为连入的每一个客户端建立消息报ID列表，根据所述消息报ID列表确定连入的每一个客户端可以与哪些数据服务器进行发包通信；所述多个数据服务器通过所述多个网关设备与所述多个客户端进行发包通信；其中，多个客户端与多个数据服务器之间的所有通信包，均需要通过多个网关设备进行转发。也就是说，本发明中示出的应用于游戏网络的网关连入方法运行于本发明中示出的应用于游戏网络的网关连入***之上。对所述网关连入方法的前述限定同样适于对网关连入***的限定，不再赘述。

本发明提供的应用于游戏网络的网关连入方法与***，通过通过网络拓扑结构的全新设计解决网络游戏在切换服务器过程中出现的客户端与服务器连接问题；通过网络验证的精细控制实现网络游戏运行过程中的网络安全问题；通过对网络负载数据的创新性分配实现多个网关进程之间的负载均衡；更通过改进的负载值计算公式实现不同性能的网关设备之间的负载均衡。本结构原则上提供了任意数量客户端的连入。

以上所述，仅为本发明的示例性实施方式；以上描述中的示例仅为参考性的，本领域技术人员可根据实际需要进行替换和改进，而不脱离本发明的范围。本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种应用于游戏网络的网关连入方法，所述方法包括：

S1)当前客户端通过预先设定的IP地址和端口号连接至网络连入服务器；

S21’)网络连入服务器通过以下公式计算多个网关设备中的每一个的负载值：

S22’)将L(i)值最小的网关设备分配给当前客户端；

S3)所分配的网关设备与当前客户端建立连接；

S4)所分配的网关设备为当前客户端建立消息报ID列表，根据所述消息报ID列表确定当前客户端可以与哪些数据服务器进行发包通信；

其中，当前客户端与多个数据服务器之间的所有通信包，均需要通过所分配的网关设备进行转发。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，网络连入服务器选择负载值最小的网关设备发起询问，询问是否允许当前客户端连入，如果对方不允许，则选择负载值次小的网关设备发起询问，直到有网关设备同意连入时才将同意连入的网关设备分配给当前客户端。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S22’)与步骤S3)之间包括步骤S21)：将所分配的网关设备的IP地址、端口号以及一个随机的加密连接密钥发送给当前客户端，同时将所述加密连接密钥发送给所选择的网关设备。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤S21)与步骤S3)之间包括步骤S22)：当前客户端通过从网络连入服务器收到的IP地址和端口号与所选择的网关设备建立连接，之后将从网络连入服务器收到的加密连接密钥发送给所选择的网关设备；所选择的网关设备将从当前客户端收到的加密连接密钥与从网络连入服务器收到的加密连接密钥进行比对，如果一致，则与客户端建立连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤S4)进一步包括：

所选择的网关设备为当前客户端分配一个专属ID，并将所述专属ID发送给当前客户端需要访问的数据服务器，使得当前客户端与数据服务器进行发包通信；

在当前客户端需要与不同的数据服务器进行通信时，只需要在消息报ID中增加相应的索引，所选择的网关设备会根据索引来选择当前客户端的消息包发往哪个数据服务器；而数据服务器发给当前客户端的消息包，也可以通过当前客户端的专属ID，来找到当前客户端的IP地址与端口，并实现消息报的发送。

6.根据权利要求1-5中的任一权利要求所述的方法，其中多个网关设备中的每一个运行过程中，通过网络发包将以下信息定时同步给网络连入服务器：网关设备ID、所连接的客户端数量、单位时间收发报文量，网络连入服务器为多个网关设备中的每一个建立队列来管理这些信息。

7.一种应用于游戏网络的网关连入***，所述***包括：

多个客户端,所述多个客户端中的每一个通过预先设定的IP地址和端口号连接至网络连入服务器；

网络连入服务器，所述网络连入服务器通过以下公式计算多个网关设备中的每一个的负载值：

其中，L(i)为第i个网关设备的负载值，N(i)为已经连入第i个网关设备的客户端数量，N_max(i)为第i个网关设备可连入客户端数量的最大值，B(i)为第i个网关设备单位时间收发报文量，C为当前客户端单位时间收发报文量，B_max(i)为第i个网关设备单位时间收发报文量的最大值，N为网关设备的数量，p为客户端数量权重值，q为单位时间收发报文量权重值，其中满足p+q＝1；将L(i)值最小的网关设备分配给当前客户端；

多个网关设备，所述多个网关设备中的每一个为连入的每一个客户端建立消息报ID列表，根据所述消息报ID列表确定连入的每一个客户端可以与哪些数据服务器进行发包通信；

多个数据服务器，通过多个网关设备与多个客户端进行发包通信；

其中，多个客户端与多个数据服务器之间的所有通信包，均需要通过多个网关设备进行转发。