云计算模式下网络游戏发展趋势探索

马振华等

摘要：随着云计算的发展与普及，其技术已经开始应用在软件行业的各个领域中。网络游戏作为计算机软件的一个分支，由于其部分与众不同的特性 ，在云计算的应用上有着独特之处。该文将对游戏与云计算的结合应用状况进行分析，并对其发展趋势与前景提出自己的观点。

关键词：网络游戏；云计算；云游戏

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）31-7456-04

1 概述

现在的互联网不仅是方便了人们的工作，同时也丰富了人们的日常生活。但随着PC技术和网络技术的发展，网络游戏客户端越来越庞大，对电脑配置要求也越来越高，这会影响网络游戏玩家的体验。怎么样才能减轻客户端的负担已成为网络游戏开发商的挑战之一。而现在作为大数据时代的新技术，云计算的出现无疑为网络游戏产业带来无限的发展前景。

2 网络游戏的发展历程

2.1 第一代网络游戏：1969年至1977年

第一款真正意义上的网络游戏可追溯到1969年，当时瑞克·布罗米为PLATO（Programmed Logic for Automatic Teaching Operations）系统编写了一款名为《太空大战》（SpaceWar）的游戏，游戏以1960诞生于麻省理工学院的第一款电脑游戏《太空大战》为蓝本，不同之处在于，它可支持两人远程连线。

游戏特征：1） 非持续性。由于技术方面的原因，机器重新启动后游戏的相关信息立即会丢失，因而就无法模拟出一个持续发展的世界；2） 游戏只能在同一服务器/终端机系统内部执行，无法跨系统运行。

2.2 第二代网络游戏：1978年至1995年

随着互联网技术的普及，一部分专业的游戏开发商和发行商看到了网络游戏美好前景，开始涉足网络游戏的开发。如Interplay、Activision、Stormfront Studios、Virgin Interactive、Sierra Online、TSR和SSI等等，都曾经在这一阶段试探性地进入过这一新兴产业，它们与Prodigy、GEnie、AOL和CompuServe等运营商合作，推出了第一批有普及意义的网络游戏。同时，The Sierra Network、GEnie、TEN、MPG-Net、Engage和Mplayer等一批网络游戏专用平台相继出现。

游戏特征：

1） 网络游戏出现了“可持续性”的概念，游戏玩家扮演的角色可以持续地在同一世界内不断发展，而不再像PLATO上的游戏那样，在其中扮演一个匆匆过客。

2） 游戏同时可以跨系统运行，只要玩家拥有电脑和调制解调器，且硬件兼容，就能连入当时的任何一款网络游戏。

2.3第三代网络游戏：1996年到2006年

很多的专业游戏开发商和发行商开始介入网络游戏，一个分工明确、规模庞大的产业链最终形成。人们开始认真的思考网络游戏的设计方法和经营方法，希望归纳出一套系统的理论基础，这是长久以来所一直缺乏的。

游戏特征：“大型网络游戏”（MMOG）的概念已经浮出水面，网络游戏不再依托于单一的服务商和服务平台而存在，而是直接接入互联网，在全球范围内形成了一个大一统的市场。

其中最具代表性的是《魔兽世界》（World of Warcraft），一部少有的网络游戏杰作，是著名的游戏公司暴雪（Blizzard Entertainment）所制作的第一款网络游戏，属于大型多人在线角色扮演游戏（3D Massively Multiplayer Online Role-Playing Game），游戏一发行就受到从多玩家的追捧。

2.4 第四代网络游戏：2006年开始

随着Web技术的发展，在网站技术上各个层面得到提升，国外已经开始兴新许多的“无端网游”，即不用客户端也能玩的游戏，也叫网页游戏或webgame（web游戏），也有就是一些公司对外宣称“老板的眼皮底下也能玩的游戏”，确实，网页游戏依靠Web技术支持就能玩的在线多人游戏类型，受到许多办公室白领一族的追捧，2007年开始，随着Web技术的发展，在网站技术上的各个层面得到提升，中国大陆也陆陆续续的开始有很多网页游戏开始有较大规模的运营，网页游戏作为网络游戏的一个分支已经逐渐形成。但是，随着玩家对游戏质量要求的提高，网页游戏的内容也趋向复杂化，而现有的硬件技术使得网络游戏的发展遇到了颈瓶。从2006年开始，云计算应用的推广不仅仅为网络游戏提供了可行的解决技术，还为该产业引进了云游戏的新概念。

3 云计算与网络游戏

3.1 云计算

云计算是近年才兴起的一种动态资源计算模式，它描述的是一种基于互联网的IT增加服务，使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展而且经常是虚拟化的资源。一般来说，云计算是将软件和硬件资源作为一种服务，分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。它是并行计算（Parallel Computing）、分布式计算（Distributed Computing）和网格计算（Grid Computing）的发展，或者说是这些计算机科学概念的商业实现。透过这项技术，网络服务提供商可以在极短的时间之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，提供和“超级计算机”同样强大效能的网络服务，使用者不需要考虑其背后的实现细节，从而可以专注于自身业务，有利于创新及节约成本。云计算是虚拟化（Virtualization）、效用计算（Utility Computing）、IaaS（基础设施即服务）、PaaS（平台即服务）、SaaS（软件即服务）等概念混合演进并跃升的结果，如图1，云计算框架图。

云计算是以一种依赖于网络的技术，需要的用户能够随时的访问互联网以获取资源，因此对于需要保持在线状态的网络游戏而言，是一个使用云计算理念的合适平台。其实在早期的大型网络游戏中，往往会为了防止作弊而部分客户逻辑运算交由服务器完成。这是服务器除了要承担数据交换和host功能之外，还需要为客户端分担一部分运算。这些运算的需求会随着玩家的游戏进程而动态的提出，然后有服务器为该玩家提供资源来完成运算并返回结果，着可以看作云计算在游戏中应用的一个先例。

随着网络游戏市场的发展和扩展，游戏类型为了满足不同人群的娱乐需求更为多样性。以针对业余娱乐时间的云游戏模式逐渐兴起，所谓“云游戏”，就是在云服务器上运行的各种游戏，服务器会把这些游戏的画面进行压缩，将视频流实时地传回到玩家的电脑上。这类游戏的特点在于其整体的轻量化，不能仅仅是存储与运行开销的轻量化，也是操作与通信的轻量化。对于网页游戏而言是为了快速加载资源，对于手机游戏而言则是为了降低运行开销和资源占用。另一方面，这类游戏往往使用短连接-回放式的游戏模式，每当用户进行操作室对服务器进行通信发送操作信息，然后接收服务器返回的结果进行表现回放。在这种模式下，本地程序不参与任何的逻辑运算，一切的运算与信息存储都在服务器执行，本地只保留最低限度的用户操作已经显示，声音等表现资源，游戏进程表现也是根据服务器返回的表现脚本来逐条执行的。用户只需要登录服务器提交个人注册信息即可，即便转移到其他的平台上，丝毫不影响用户信息与体验效果。这些特性完全符合云计算轻量，即取即用等云应用的特征，可以说是完全采用云计算模式运作的游戏类型。

云计算除了在网络游戏的运行上应用推广，在游戏的运营管理上也逐渐兴起。一款网络游戏在成功开发后投入市场，需要运营商投入大量的金钱维护其服务器，而在线玩家所需要消耗的服务器资源在假日等高峰时期与日常的空闲期的需求量也有很多不同。所以为了避免网络游戏因服务器的短暂使用高峰而崩溃的风险，和增加购买服务器的投入成本，很多网络游戏运营商开始往云计算方向下工夫。

如今已经开始出现专门为游戏提供云应用服务的提供商，网络游戏作为云服务的用户，直接向提供商请求服务器的运算，存储等资源。服务商的集成大量的资源供多个用户使用，用户可以轻易的租用更多资源，在高峰期提升租借量，需求降低时便退租。服务提供者得以将目前无人租用的资源重新租给其他用户，让服务器资源得到高效率的利用。

4 国内外基于云计算的网络游戏发展现况

随着云计算的引进，为长期以来火爆不断的游戏业带来了第二春。超强的存储性能、帮助游戏服务商快速上线游戏、配合游戏运行周期的资源调控、提供坚实可靠的云计算处理环境、保证游戏安全稳定的运行、优化游戏的管理过程，这些特点对于各种性能都要求较高的游戏来说绝对是最佳的配合。网页游戏和手机游戏得以快速发展，而传统的有端游戏则受到影响。因此，国际著名的游戏厂商都纷纷调整自己发展的方向。其中，最为出名的ReardenStudios公司开发的一种名为“OnLive”的远程在线游戏服务系统，还有以色列的PlayCast。

与国际游戏产业相比，国内的云计算发展虽处于起步阶段，但各大游戏运营商都表现得异常活跃，尝试着将云计算融入传统的网络游戏。据了解，除了盛大之外，包括云联科技，有孚网络，光宇游戏、空中网等在内的多家游戏公司都有计划使用云网游技术进行游戏推广。

4.1 云联科技

在2009年ChinaJoy上，云联科技就携手网元网发布了其最新的GODHD（高清游戏点播）技术——可以在上网本和普通配置的电脑上，通过网页流畅的运行以往只有高端电脑才能运行的DX10最新游戏。

本次云联科技参展ChinaJoy的GODHD游戏平台，是国内首家历时多年自主研发，使用云计算和高清视频压缩技术开发的游戏平台。同时通过与国内最大的单机游戏代理发行商网元网紧密合作，轻松的在低配置的电脑上运行了网元网旗下的《孤岛危机》、《极品飞车》系列、《命令与征服》系列等多款脍炙人口的精品游戏大作。

GODHD平台和传统游戏平台的不同点在于：

1） 采用云联科技最新云计算技术，大部分的应用放在服务器端执行，用户只需要一个账户，就可以随时随地的连入云计算集群，享受服务。云联科技提出的云游戏概念，也是将所有的游戏的下载、更新、执行、渲染交给服务器自动完成，用户只需要简单的点选，就可以进入内容无限精彩的游戏世界。

2） GODHD采用虚拟化的技术，使得市面上的绝大部分游戏不需要进行修改就可以远程运行，并且具有一次发布各个平台通用的优点。目前，GODHD已经与网元网等知名公司建立了战略内合作关系。网元网作为中国主要的单机游戏发行商，旗下《模拟人生》、《荣誉勋章》、《细胞分裂》、《真·三国无双》、……这些耳熟能详的大作，都将通过全新的面貌展现在你的眼前。目前云技术支持的游戏已经达到200余款，且数目还在不断增加中。

到了2012年，云联科技在Chinajoy期间宣布，将联手游戏蜗牛和盛大游戏双核运营的次时代3D武侠网游巨作《九阴真经》，进行合作推广。云联此次最新发布的云网游技术，完全兼容Flash播放器，并且首次支持了大型3D网络游戏，从而在世界上第一家实现了真正纯无端的云网游。用户只需在网游官网上点击试玩按钮，或者点击一个推广链接，就可以直接通过网页中登陆任何大型3D网游开始游戏体验，如图2所示

4.2 Onlive公司

说起云计算，就不得说起Onlive公司，旗下网络远程游戏平台被称为“视频游戏的未来”，现在，它除了能在PC和Mac运行外，也在某些移动设备如iPhone上支持。

在纽约Wedbush财政大会上，OnLive公司的创始人Steve Perlman演示了如何在两款iPhone上运行他们的OnLive游戏平台。他说，“尽管我们今天只展示了一个技术demo，但我们也给在座的听众提供了亲自体验的机会。OnLive的用户界面跟iPhone的触屏功能可以说是完美的结合，玩家很轻松就能进入OnLive平台的功能。

Onlive投入大量的资金开发独特的网络独特的高压缩比视频压缩技术，将渲染后的高质量的画面压缩成较小数据流发送给Onlive使用者，据说延迟可以低至1ms，这样的网络速度可以支持高速帧数的游戏。使用者不需使用高配置的pc机，无需下载游戏，只要登陆该平台，选择想要加入的游戏就可以直接加入战局只需连上互联网，即可享受Onlive带给你多款精彩流畅的游戏大作。如图3所示的Onlive工作逻辑流程图。

OnLive网络远程游戏平台不仅可以在低配置的PC或Mac上，和超迷你游戏主机“MicroConsole”上运行，随着手机平台的发展和手机APP所带来的便利，该公司也开始尝试把Onlive游戏平台移植到手机终端上。相信在不久的将来，在小小的手机上，我们也能通过Onlive平台随时随地地玩类似《使命召唤》、《三国无双》等游戏机大作。

5 云游戏现在存在的问题和解决方法

5.1 当前云游戏存在的问题

作者本人编写这篇文章时，网上虽然有许多关于云计算的报道，但云游戏的出现相对却很少，很多网络玩家也对云游戏平台报以怀疑态度。经过多方查询和了解，作者发现普遍网络玩家最关心的问题是，云游戏是真的能做到与传统电脑上的用户体验一致吗？游戏传送的滞后问题会不会影响关键的用户体验呢？其实玩家们的担心并非没有道理，网络游戏系统已经变得日益强大。游戏开发商通过不断地提升游戏机的科技含量来支持高质量的游戏画面和大量数据的传输。云游戏则恰恰相反，它的画面由远程服务器进行渲染，并通过互联网将图像发送到玩家的屏幕。这样一来，高质量图像可能导致数据通道崩溃，而由于网络延迟，快节奏游戏的响应速度可能变成一场梦魇。

5.2 解决方案

经过上网了解，玩家想要体验畅通无阻的云游戏，对于标清游戏，带宽要求大概在0.7Mbit/s到1Mbit/s，而对于高清游戏，大概需要2Mbit/s到3Mbit/s。

美国国内网络带宽一般为4967Mbit/s，而中国大城市之间骨干网信道只有1240Mbit/s-20Gbit/s左右，局部达到40Gbit/s。其实，这部分单用户带宽是可以达到8Mbit/s到16Mbit/s级别的，网络不流畅的问题主要是由于你经常访问的服务器都在离你很遥远的地方。还有目前，国内的主干网使用的是光纤，带宽足够大，但是主干网到住户家里的这段距离，大部分仍在使用ADSL铜线，这一段如果要更新换代，则需投入很大的成本，而带宽的限制恰恰就在这一部分。因此，作者个人认为要推广云游戏，首先要解决的就是大量数据的传输问题，这也是众多游戏厂商努力的方向。以下是作者总结的几个解决云游戏网络延迟的可行方法。

3） 针对动态内容优化TCP协议

因为网络游戏涉及生成动态内容的应用程序时，我们就可以考虑优化传输控制协议（TCP）来提高数据的传输速率。TCP协议是大多数需要可靠通讯通道支持的应用程序所使用的协议。TCP协议可确保数据包被发送至它们的目标设备，并以正确的顺序组成，否则就会生成错误提示。

接收数据包的设备必须确保数据的完整性和准确性，必须建立相应的机制来跟踪已接收到哪些数据包以及仍在等待哪些数据包。在经过了一段足够长的等待时间之后，这个设备就会发送一个请求，要求重新发送本应已接收但实际未接收到的数据包。TCP协议中有大量的参数是用于确定客户端将等待待接收数据包多长的时间以及当发生数据包丢失时应重新发送多少个数据包的。优化技术可调整这些参数以提高性能。

优化措施可以被内置到操作系统中，例如Windows操作系统，单机应用程序也可用于帮助调试TCP参数。当在不同设备之间传输大文件时，还可以使用专门的传输应用程序。这些应用程序可替代TCP协议或调整TCP协议中的参数，使之更利于文件传输。当你在一组已知的设备之间进行数据传输或应用程序已准备就绪可供任何用户使用时，这些都是可行的解决方案。

6 小结

云计算互联网未来发展方式，网络游戏的火爆发展程度有目共睹，二者的集合相信能够给双方带来许多共同的利益，云计算平台给游戏带来安全、稳定、可靠的游戏平台，而网络游戏也让云计算开始逐步进行落地，促进了云计算领域的整体发展 。现在基于云计算的网络游戏是非常美好的设想，但真正实现还受网络带宽、路由交换速率、高性能云计算服务器等硬件技术的限制，有待进一步拓展和完善。

参考文献：

[1] 李铮.云计算与游戏的结合应用与发展探究[J].科技传播，2013，12.

[2] 莫然，李世国.云游戏_基于云计算技术的互动娱乐形式[J].艺术与设计，2011，8.

[3] 张为民.云计算：深刻改变未来[M].科学出版社，2009.

[4] 王鹏.走近云计算[M].人民邮电出版社，2009.