Using Marauroa-Network Design

2019-04-08

NetworkDesign

请注意：此页面介绍了低级网络通信。如果您想使用Marauroa编写游戏，则无需为这些实现细节烦恼。我们为Marauroa本身的贡献者记录网络设计。对于将Marauroa移植到其他编程语言的人来说很有帮助。

Messages

Marauroa使用消息在客户端和服务器之间进行通信。从客户端发送到服务器的消息以C2S为前缀，从服务器发送到客户端的消息使用前缀S2C。

每条消息都在marauroa.common.net.message包中的自己的Java类中实现。您可以在javadoc中查找有关每条消息的详细信息。如果您想将Marauroa移植到另一种编程语言，您需要知道消息是如何准确序列化的。最简单的学习方法是查看readObject（）和writeObject（）方法的源代码。

游戏的不同客户状态有：连接，登录，游戏，注销。根据状态，不同的消息有效：

State connected

由于安全性要求，登录过程有点复杂。不要害怕，只需一步一步地遵循它。

一旦建立了TCP连接，客户端就会使用C2SLoginRequestKey从服务器请求RSA公钥。服务器检查每个消息中隐含的协议版本。如果它是兼容的，它将回复包含RSA公钥的S2CLoginSendKey。它由两个字节数组组成：第一个包含'n'的值，第二个包含'e'的值。

客户端现在计算一个nonce（随机数）并将其散列作为字节数组发送到C2SLoginPromise消息中的服务器。服务器记住客户端nonce并在S2CLoginSendNonce中使用自己的nonce进行回答。

即：客户端现在拥有实际发送C2SLoginSendNonceNameAndPassword所需的所有信息：其nonce，用户名和值rsaCrypt（xor（xor（客户端nonce，服务器nonce），密码））。第一个字段是包含客户端nonce的字节数组，第二个字段是包含用户名的字符串，第三个字段是包含加密密码的字节数组。在接收时，服务器检查他最初收到的哈希是他刚收到的nonce的哈希值。然后它解码密码字段，并具有客户端nonce值及其随机数，它获得密码的值。

S2CLoginNACK消息从服务器发送到客户端，告诉客户端其登录请求被拒绝，因为用户名或密码错误，帐户被禁止或服务器已满。包含的结果对象将告知哪些情况阻止了登录。

但是，如果用户名/密码组合正确，则服务器必须发送S2CLoginACK消息以告知客户端消息已正确处理。它包含有关上次登录的信息，以便用户能够识别未经授权使用其帐户。在这种情况下，客户端状态更改为“已登录”。

State logged in

登录的东西很复杂。但幸运的是现在事情变得更加容易了。登录成功完成后，服务器发送S2CServerInfo消息。它告诉客户端正在运行什么类型的服务器，以及有关如何联系服务器管理员的详细信息（例如，他们的电子邮件地址）。该消息由“attribute = value”形式的字符串列表组成。此外，该消息还包含已定义的RPClasses列表。

之后，直接从服务器向客户端发送S2CCharacterList消息。它提供了一个可供选择的角色。此功能模拟了与单个帐户关联的多个角色的行为。每个角色名称在服务器级别必须是唯一的，并在创建角色时分配。

现在，客户端选择一个提供的角色。不支持多个角色的游戏可以选择与帐户名称匹配的角色。使用C2SChooseCharacter消息将选择发送到服务器。角色的名称必须是角色列表中列出的名称之一。

如果选择无效，服务器将检查所选角色并回复S2CChooseCharacterNACK。这意味着客户端应该发送另一个C2SChooseCharacter消息。

但是，如果选择成功，则发送ChooseCharacterACK消息并将客户端状态更改为“在游戏中”。

State in game

Regular Messages

S2CPerception消息是从服务器发送到客户端的消息，用于通知客户端有关其附近对象的更改。该消息基于Delta Perception文档中解释的想法。

该消息由以下内容组成：

A type that can be DELTA or TOTAL
A string indicating the name of the zone the perception is related to.
A time stamp value that will be just one unit bigger than the previous perception
A List of RPObject that contains added object
A List of RPObject that contains modified added object attributes
A List of RPObject that contains modified deleted object attributes
A List of RPObject that contains deleted object
A RPObject that describes the things the rest of players don't see about OUR own object.

阅读Delta感知算法以了解它的用途。

客户端定期发送C2SKeepAlive消息。如果一段时间内没有保持活动消息，则服务器将使客户端超时。

Static Content Transfer

感知是关于动态内容。但是大多数游戏也有一些静态数据。像地图，瓦片，声音。 RPManager跟踪客户端可能需要某些静态数据的情况。一个常见的情况是客户从一个区域移动到另一个区域。

如果RPManager检测到这种情况，它将使用S2CTransferREQ消息向客户端提供新内容。该消息由一个TransferContent对象数组组成，其中包含每个资源的名称，时间戳（或校验和）以及资源是否可缓存。

客户回复C2STransferACK确认。该消息由一个TransferContent对象数组组成，该对象包含每个资源的所有名称和一个表示ack的标志。注意：即使所有标志都指示不应进行传输，也始终发送C2STransferACK消息。

如果客户端已确认需要传输内容，则服务器会发送S2CTransfer。该消息再次包含一个TransferContent对象数组。但是，这一次也包含了实际数据。

Actions

Actions是使用C2SAction消息从客户端发送到服务器的命令。命令的示例是“向右移动”，“查看该对象”，“攻击该对象”。由服务器决定是执行操作还是拒绝操作。

Logging Out

如果玩家处于某种类型的战斗中，通常希望通过退出来阻止他保存他的生命。因此，客户端向服务器发送注销请求，游戏服务器可以决定是接受还是拒绝它。当然，用户可以关闭客户端窗口或强制断开其Internet连接。但在这些情况下，无论如何，他都会在无人看管的情况下直接进入游戏。

客户端通过发送C2SLogout指示它想要完成会话。

服务器可以使用S2CLogoutNACK进行回复以拒绝注销请求。或者它使用S2CLogoutACK确认请求。在这种情况下，客户端状态将更改为已注销。

Transmitting Messages over TCP

Marauroa的网络协议背后的想法是在服务器和客户端之间使用单个TCP流。不同类型的游戏内动作创建不同类型的消息，然后在相反的一侧将其解释为有意义的数据。 TCP负责对数据包进行排序并重新传输丢失的数据包。

每条消息都有一个通用头：

     * 消息大小（4个字节）
     * 协议版本（1字节）
     * 消息类型（1个字节）
     * 客户端ID（4个字节）
     * 时间戳（4个字节）

此通用头后跟消息特定数据。查看相关消息的readObject（）和writeObject（）方法的源代码。

Network Manager

网络管理器是我们的路由器，用于向网络发送消息和从网络接收消息。网络管理器公开允许以下内容的接口：

Reading a message from the network
Sending a message to the network
Finalizing the manager

读取操作是阻塞类型操作，因此我们有两个选项，轮询（即连续检查数据是否存在）或阻塞（即仅在数据实际可用时处理，否则休眠）。

我们之所以选择阻止是因为我们不想浪费CPU时间来轮询网络中的消息，我们只是想睡觉直到消息可用。因此我们创建一个Thread来从网络中读取，我们称之为NetworkManagerRead。

将消息写入网络可以简单地编码为网络管理器的方法，因为写操作本质上是非阻塞的操作。

NetworkManager打开一个Socket，它将从该Socket接收来自网络的所有消息。它还会从同一个套接字将所有出站消息写入网络。注意：写入和读取都使用相同的Socket。

为了封装所有这些，我们将Read和Write方法创建为Network Manager的内部类。

NetworkManager
  {
  socket
  messages
  pendingToSendMessages

  NetworkManagerRead isa Thread
    {
    read socket
    build message
    store in messages
    }

  NetworkManagerWrite isa Thread
    {
    get from pendingToSendMessages
    serialize message
    send socket
    }
  }

如您所见，消息在收到时存储在列表中。因此，必须同步对列表的访问。

现在让我们回到接口，暴露给其他对象。 write方法是立即的，只需使用要发送的消息调用它，确保您已正确填充SourceAddress和ClientID。然后该消息将发送给客户端。

read方法是阻塞的，当你调用read方法时，它会从队列中返回一条消息，或者如果队列为空，则线程会阻塞（休眠）直到一个到达。

这是网络管理器的基本思想。请注意，网络管理器只发送一次数据包流，但不确认是否收到任何消息。 TCP处理这个问题。