スマホゲームサーバーのしくみをしってみよう

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1. スマホゲームサーバの しくみをしってみよう Takuma Kajikawa 2018/10/29 サポーターズ CoLab
2. 梶川琢⾺ Takuma Kajikawa - 2016卒 - モバイルゲーム開発会社 - サーバーエンジニア 3年⽬
3. 過去の発表 - MySQLの基礎 - DBテーブル設計入門 - オンラインゲームのしくみをしってみよう
4. もくじ - スマホゲームの特徴 - システム構成例と通信の流れ - ゲームの開発・運用で気をつけるべきこと
5. スマホゲームの特徴
6. スマホゲームのゲームサイクル - キャラ育成 → バトル/クエスト → キャラ育成 →.. - シングル + マルチプレイモード - マルチプレイではよりリアルタイム性が求められる
7. 課金モデル - 無料 + アプリ内課金 - ガチャ、スタミナ回復、時短など - 高可用性が求められる - ガチャが引きたい時に引けない… - せっかく時短したのにサーバー障害…
8. スマホゲームサーバの特徴 - 大量のアクセス - データ更新頻度が高い - ピーク時と平常時に求められる性能の差が大きい - メンテナンスをなるべくしない - 頻繁にコンテンツや機能の追加
9. データの特徴 - ユーザデータ - ユーザのレベルや所持アイテム、所持金など - マスタデータ - ゲームのステージやキャラなどの運営が管理するデータ - ログデータ - KPI分析や障害調査
10. システム構成・処理の流れ
11. ゲームモードで変わるシステム構成 - アウトゲーム - キャラ育成、ガチャ、バトル開始、終了など - HTTP(S)通信 - Webアプリの構成に近い
12. ゲームモードで変わるシステム構成 - インゲーム(マルチプレイ) - バトル中の味方や敵の位置、攻撃、チャットなど - WebSocketやP2Pなどの双方向通信
13. API サーバー DB サーバー KVS サーバー Log サーバー LB アウトゲームのサーバー構成 CDN Asset サーバー
14. APIサーバ - リクエスト先はロードバランサによって決まる - 一般的なWebアプリのAPIと同じ構成 - Apache/Nginx - PHP/Java/Go など
15. APIサーバ - スケールアウト・スケールインを柔軟に - ピーク時と平常時に求められる性能の差が大きい - 機能ごとに分割したサーバーを用意することもある - 課金、認証、マッチングなど - 特定の機能に特化することで、開発に専念
16. データストア - DB (MySQLやPostgreSQLなど) - 永続化データ - KVS (RedisやMemcachedなど) - キャッシュ、アクセス頻度が高く消えても問題ない - ログ(BigQueryなど) - 分析用のデータ
17. アセットサーバー - 静的ファイルの配信用のサーバー - 画像や音楽、3Dモデルなど - CDNでキャッシュさせる - 新バージョンだったらクライアントがリクエストする
18. アウトゲームの処理の流れ - 画面遷移時やデータ更新時にサーバーにリクエスト - サーバーがDBやKVSのデータを取得、更新 - 一度のリクエストでデータの追加や更新、取得 - リクエストメソッドの使い分けはほぼGETかPOST - × RESTful API
19. アセット取得の流れ - アセットの種別ごとにバージョンを管理するDBを用意 - 新しいアセットをデプロイしたらDBのバージョンを上げる - クライアントがアセットのバージョンを確認するリクエスト をする - サーバーはDBのバージョンを返す - クライアントで保持しているバージョンと違うアセットがあっ たらそのアセットをダウンロード
20. インゲーム (C/S方式) Battle サーバー DB サーバー KVS サーバー Log サーバー
21. Battleサーバー - 接続先はバトル開始前にAPIサーバーで割り振られる - リアルタイム性が求められる - WebSocketやリアルタイムゲームエンジン - C++/Node.js/Go など - サーバー集中型とクライアント分散型 - ゲームによって特色がある
22. サーバー集中型 - サーバー側でゲームロジックや進行を行う - バトル中サーバー側で必要なデータを保持しておく - 端末間でズレるとまずい処理 - 対戦ゲームでのキャラの位置や当たり判定 - 協力バトルのボスの位置やHP - サーバーの判定処理を待つ必要がある
23. クライアント分散型 - それぞれの端末でゲームの進行を行う - ゲーム進行上、端末間のズレが気にならない場合 - 協力バトルの雑魚敵の位置はズレても気にならない - 不正対策はしづらい - 擬似的なP2P、パケットのブロードキャストに専念する
24. インゲームの処理 パーティを組んで戦うアクションバトルの例 1. パーティ作成 or 参加 2. ルーム(バトル空間)を作成、バトル開始 3. ルーム内でバトル 4. バトル終了、ルーム削除、パーティ解散
25. ルーム入場からバトル開始まで 1. CL → API: パーティ参加リクエスト 2. API → DB: パーティがあるか確認、なければ作成 3. API → CL: Battleサーバーの接続先を返す 4. CL → Battle: ルーム作成リクエスト 5. CL → API: Battle開始
26. バトル中 1. CL → Battle: コマンドを送信 2. Battle → CL: バトル情報を返す 3. Battle → CL: イベント発生を通知
27. バトル終了 1. CL → Battle: バトル終了リクエスト 2. Battle → CL: ルームを削除し、切断 3. CL → API: リザルトのリクエスト 4. CL → API: パーティを解散
28. その他、運営に必要なシステム - レポジトリサーバー、デプロイサーバー - ソースコードやアセットの管理、デプロイに使う - 運営やカスタマーサポート用の管理ツール - データの確認、お知らせやバナーの反映、補填など - KPI基盤 - ログデータの分析や可視化、社内共通
29. 運用・開発で 気をつけるべきこと
30. DBの負荷を考慮しよう - DBが負荷のボトルネックになりがち - オンラインでスキーマの変更がし辛い - インデックスやDBのパーティショニング - 集計データはバッチ処理して、キャッシュさせる - なるべく少ないクエリ数でデータを取得
31. DBの負荷分散 - 水平分割 - ユーザのIDごとにDBサーバを振り分ける - 期間限定のDBを日付でパーティショニング - Master/Slave構成 - マネージドサービスを使うのもあり
32. オンラインメンテ - DBのデータ設計を変えたときや定期メンテをオンライン でやりたい - Master DBがネック - Master/Slave切り替え - Percona Tool Kit Online Schema Change（MySQL） - マネージドサービスを使うのもあり
33. リリース後のアラート監視 - サーバーが止まる前に対処する - 各種サーバーのエラー、CPU使用率、リクエスト数 - DBサーバーのクエリ数 - レスポンスタイム - Disk write、使用量 - お客様の問い合わせ、Twitterでエゴサ
34. ゲーム運用で便利なツールを作る - データ管理のしくみを作ろう - ExcelやスプレッドシートからSQLへの変換 - デバッグ機能や管理ツールを作ろう - 開発スピードが格段に上がる - 管理ツールの権限管理は重要
35. まとめ
36. まとめ - ゲームのシステム構成は基本的にはWebアプリと一緒 - アクセス数や更新頻度が高くなる傾向 - リアルタイム性の求められるシステム構成はゲームによっ て異なる - 高い可用性を保つためにオンラインメンテ、アラート監 視などの工夫が必要
37. ご清聴ありがとうございました！