Agones：一款基於Kubernetes的開源遊戲伺服器

在分散式系統領域，支援線上彈性擴充套件，實時多人專屬遊戲伺服器意味著特殊的挑戰。隨著遊戲專業人士創造的各種特殊方案，Kubernetes被整合成跨雲和物理機，支援複雜工作流的開源分散式標準。今天，我們很高興釋出開源Agones[1]（希臘語“contest”或者“gathering”的意思）專案，支援彈性擴充套件實時多人專屬遊戲平臺。

按照目前跟遊戲業界巨頭Ubisoft的合作進展，Agones被定位為自驅動（batteries-included），開源，基於Kubernetes的專屬彈性遊戲平臺專案，使用者可以在其上按需靈活調整自己的遊戲主機配置。

專屬遊戲伺服器的特性

遊戲行業一般透過軟體排程編排實現遊戲服務彈性擴充套件，而系統級的彈性則很少被考慮，實際上這並不奇怪。許多流行線上多人遊戲都需要專屬伺服器，例如competitive FPSs、MMOs和MOBAs，它們都需要給玩家共享同一個遊戲世界的感受。這種專屬伺服器一般都部署在網際網路上，來實時同步玩家之間的狀態，同時也需要對每個玩家狀態進行裁決，保證大家不會作弊。

專屬遊戲伺服器是在記憶體中保留遊戲資訊的有狀態應用。但是和其它有狀態應用（如資料庫）不同，他們生命週期很短，一般只需保留幾分鐘或者幾個小時。專屬遊服也需要直連到執行服務行程的IP和埠，而不是透過負載均衡器，因此這類應用對網路延遲很敏感（複雜均衡器只會增加延遲）。另外所有連到同一臺伺服器玩家會共享記憶體狀態，因此將他們連到同一臺裝置最簡單。下圖是一個典型架構，具體過程如下：

1. 玩家們連線到某種匹配服務，匹配服務（一般透過玩家等級）將玩家匹配分組。

2. 一旦玩家匹配成功，匹配服務通知遊戲管理器在伺服器叢集中提供一個專屬遊戲行程。

3. 遊戲管理器在叢集中某臺機器上建立專屬遊戲服務。

4. 遊戲管理器給專屬遊戲服務分配IP地址和服務埠，並傳回匹配器。

5. 匹配器將傳回的IP地址和埠回傳給玩家

6. 玩家們直連到專屬服務行程開始遊戲。

基於Kubernetes構建開源Agones

Agones用Kubernetes叢集替代了圖一架構圖中的叢集管理和彈性擴充套件功能，其中包括一個客製化Kubernetes控制器和客製化的遊戲服務資源定義匹配器。如圖二所示：

Agones透過呼叫標準Kubernetes功能和API提供的內建功能，可以在Kubernetes叢集中提供建立、執行、管理和彈性擴充套件專屬服務行程的能力。這種樣式也允許匹配器直接透過Kubernetes API和Agones溝通生成專屬遊戲服務。

在Kubernetes之上構建Agones還有其它好處：可以很容易在任何地方，例如開發者裝置，透過像minikutbe、in-studi叢集，on-premises裝置或者雲環境等平臺直接運行遊戲負載。Kubernetes也可以簡化操作。多人遊戲除了專屬伺服器外，還有後勤服務、賬戶管理、裝備、市場等其他行程支撐。用Kubernetes作為單一平臺可以動態執行支撐行程，減少開發團隊面對的遊戲層面複雜邏輯關係。

最後一點，Agones後臺並不只是孤立的遊戲開發，其後臺可以使用Kubernetes貢獻者和大量成熟工具帶來的生態系統。Ubisoft在Agones專案中資助了貢獻者，將他們頂尖的知識帶到了AAA級遊戲玩家面前。

我們的目的就是盡所能提供提供高質量無縫服務，讓玩家只需專註於遊戲中。Agones幫助我們在資料中心執行專屬遊戲服務的靈活性，而且給開發團隊提供了更多資源可控性。這種合作為整合Google雲平臺專業性和我們隊遊戲行業的專業理解提供了可能性。

——Carl Dionne，開發總監，Online Technology Group，Ubisoft

開始

因為Agones是基於Kubernetes擴充套件開發的，因此可以使用所有標準Kubernetes工具，包括kubectl和Kubernetes API。

建立遊戲伺服器

使用如下命令建立專屬遊戲服務：

Dockerfile

FROM debian:stretch
RUN useradd -m server
COPY ./bin/game-server /home/server/game-server
RUN chown -R server /home/server && \
    chmod o+x /home/server/game-server
USER server
ENTRYPOINT ["/home/server/game-server"]

透過變價Kubernetes Pod配置選線提價遊戲服務資源：

gameserver.yaml

apiVersion: "stable.agon.io/v1alpha1"
kind: GameServer
metadata:
  name: my-game-server
spec:
  containerPort: 7654
  # Pod template
  template:
    spec:
      containers:
      - name: my-game-server-container
        image: gcr.io/agon-images/my-game-server:0.1

透過kubectl命令列或者Kubernetes API提交以上定義：

$ kubectl apply -f gamesever.yaml
gameserver "my-game-server" created

Agones會按照yaml檔案中配置啟動遊戲伺服器，分配一個公有埠，將IP和埠號發回玩家端進行直連。透過嵌入遊戲伺服器內的SDK程式碼監控遊戲伺服器生命週期和狀態。可以透過kubectl和Kubernetes API向遊戲伺服器請求獲得各種資訊，包括狀態、IP和埠等。

$ kubectl describe gameserver my-game-server
Name:         my-game-server
Namespace:    default
Labels:       
Annotations:  
API Version:  stable.agones.dev/v1alpha1
Kind:         GameServer
Metadata:
  Cluster Name:
  Creation Timestamp:  2018-02-09T05:02:18Z
  Finalizers:
    stable.agones.dev
  Generation:        0
  Initializers:      
  Resource Version:  13422
  Self Link:         /apis/stable.agones.dev/v1alpha1/namespaces/default/gameservers/my-game-server
  UID:               6760e87c-0d56-11e8-8f17-0800273d63f2
Spec:
  Port Policy:     dynamic
  Container:       my-game-server-container
  Container Port:  7654
  Health:
    Failure Threshold:      3
    Initial Delay Seconds:  5
    Period Seconds:         5
  Host Port:                7884
  Protocol:                 UDP
  Template:
    Metadata:
      Creation Timestamp:  
    Spec:
      Containers:
        Image:  gcr.io/agones-images/my-game-server:0.1
        Name:   my-game-server-container
        Resources:
Status:
  Address:    192.168.99.100
  Node Name:  agones
  Port:       7884
  State:      Ready
Events:
  Type    Reason    Age   From                   Message
  ----    ------    ----  ----                   -------
  Normal  PortAllocation  3s    gameserver-controller  Port allocated
  Normal  Creating        3s    gameserver-controller  Pod my-game-server-q98sz created
  Normal  Starting        3s    gameserver-controller  Synced
  Normal  Ready           1s    gameserver-controller  Address and Port populated

下一步

Agones還是很初級階段，但是我們對它的未來很期待。我們在其上已經開始了不少功能，例如遊戲伺服器叢集[2]，包括支援Windows的0.2版本[3]路標支援，遊戲伺服器狀態蒐集和顯示，節點自動擴充套件等。

如果想嘗試Agones 0.1 alpha版本，可以直接在Kubernetes叢集上安裝，例如：GKE or minikube；我們也有一個很好的安裝檔案[4]可以參考。

相關連結：

1. https://github.com/GoogleCloudPlatform/agones

2. https://github.com/GoogleCloudPlatform/agones/issues/70

3. https://github.com/GoogleCloudPlatform/agones/milestone/2

4. https://github.com/GoogleCloudPlatform/agones/blob/master/docs/installing_agones.md

原文連結：https://cloudplatform.googleblog.com/2018/03/introducing-Agones-open-source-multiplayer-dedicated-game-server-hosting-built-on-Kubernetes.html

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