Resource Allocation in a Client/Server System for Massive Multi-Player Online Games

Briceño, Luis; Siegel, Howard Jay; Maciejewski, Anthony A.; Hong, Yang; Lock, Brad; Panaccione, Charles; Wedyan, Fadi; Teli, Mohammad Nayeem; Zhang, Chen

doi:10.1109/tc.2013.178

Cited by 7 publications

(4 citation statements)

References 30 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…Architecture-While the architecture and networked components used in each game can change, we identify that there are certain required architectural components when developing MMOG backends. Previous studies have suggested that the most suitable type of architecture to host MMOGs is the client-server model, due to its improved security and reliability [22,46]. Supported by the evidence in these studies, Athlos utilizes a generic client-server architecture, as shown in Figure 1.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Athlos: A Framework for Developing Scalable MMOG Backends on Commodity Clouds

Kasenides

Paspallis

2022

Software

View full text Add to dashboard Cite

The development of resource-intensive, distributed, real-time applications like Massively Multiplayer Online Game (MMOG) backends entails a variety of challenges, some of which have been extensively studied. Despite some advancements, the development and deployment of MMOG backends on commodity clouds and high-level computing layers continues to face several obstacles, including a non-standardized development methodology, lack of provisions for scalability, and the need for abstractions and tools to support the development process. In this paper, we describe a set of models, methods, and tools for developing scalable MMOG backends and hosting them on commodity cloud platforms. We present Athlos, a framework that allows game developers to leverage our methodology to rapidly prototype MMOG backends that can run on any type of cloud environment. We evaluate this framework by conducting simulations based on several case-study MMOGs to benchmark its performance and scalability, and compare the development effort needed, and quality of the code produced with other approaches. We find that MMOGs developed using this framework: (a) can support a very high number of simultaneous players under a given latency threshold, (b) elastically scale both in terms of runtime and state, and (c) significantly reduce the amount of effort required to develop them. Coupled with the advantages of high-level computing layers such as Platform, Backend, and Function-as-a-Service, we argue that our framework accelerates the development of high-performance, scalable MMOGs, that leverage the resources of commodity cloud platforms.

show abstract

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Athlos: A Framework for Developing Scalable MMOG Backends on Commodity Clouds

Kasenides

Paspallis

2022

Software

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The client/server architecture is the classic solution used in commercial game products, e.g., Quake, Ultima Online, and Minecraft (Briceño et al 2014). In this case, a single copy of the game state is maintained at the server-side.…”

Section: Client/server Architecturementioning

confidence: 99%

“…However, the major drawback of such an approach is that a centralized server could be the bottleneck of the system (Briceño et al 2014); moreover, the GSSE is a single point of failure. Furthermore, this architecture is not scalable with the number of players (Reis Cecin et al 2004).…”

Section: Client/server Architecturementioning

confidence: 99%

Client/Server Gaming Architectures

Ferretti¹,

D’Angelo²

2018

Encyclopedia of Computer Graphics and Games

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The host centric model is also called as request-response or clientserver model [234][235][236], where a client machine requests to receive items offered from a host (or server) machine. Specifically, when a client machine needs an item that belongs to this set, it sends a request to the host machine.…”

Section: Host Centricmentioning

confidence: 99%

Performance analysis and optimization of next generation wireless networks

Σκόνδρας¹

View full text Add to dashboard Cite

Η μελέτη της διατριβής εντάσσεται στην ερευνητική περιοχή των ασύρματων τηλεπικοινωνιακών συστημάτων και ειδικότερα των δικτύων Πέμπτης Γενιάς (Fifth Generation -5G). Τα δίκτυα 5G, συμπεριλαμβανομένων των συστημάτων 5G Vehicular Cloud Computing (5GVCC) , έχουν εξελιχθεί με ταχείς ρυθμούς προσφέροντας πολλαπλές σύγχρονες υπηρεσίες στους χρήστες. Σε μία υποδομή 5G, συνηθίζεται να εφαρμόζονται οι αρχές λειτουργίας που διέπουν τα οχηματικά δίκτυα, το Cloud Computing (CC) , το Fog Computing (FC) , το Mobile Edge Computing (MEC) και τα Software Defined Networks (SDN) . Επιπρόσθετα, σε ένα σύστημα 5G-VCC, τα οχήματα είναι εξοπλισμένα με υπολογιστικές μονάδες επί του οχήματος (On Board Units - OBU) οι οποίες επικοινωνούν μεταξύ τους καθώς και με υπολογιστικές μονάδες εγκατεστημένες δίπλα στο οδικό δίκτυο (Road Side Units - RSU). Κάθε μονάδα RSU αλληλεπιδρά με μία υποδομή Cloud, η οποία προσφέρει υπηρεσίες με αυστηρές απαιτήσεις ως προς την Ποιότητας της Υπηρεσίας (Quality of Service - QoS). Ενδεικτικά, υπηρεσίες υποστήριξης του οδηγού (Driver Assistance - DA) , υπηρεσίες ψυχαγωγίας και ενημέρωσης των επιβατών (Passengers Entertainment and Information - PEnI) , καθώς και ιατρικές υπηρεσίες (Medical - MED) συνηθίζεται να παρέχονται στα οχήματα από την προαναφερθείσα υποδομή Cloud. Επίσης, σε μία αρχιτεκτονική 5G, συνηθίζεται η ανάπτυξη πυκνών υποδομών πρόσβασης στο δίκτυο, οι οποίες αναφέρονται ως Ultra Dense Networks (UDN) . ΄Ενα UDN αναπτύσσεται με στόχο την υποστήριξη των υψηλών ρυθμών δεδομένων που παράγονται από τον αυξημένο αριθμό οχηματικών χρηστών. Στο εν λόγω περιβάλλον ασύρματης πρόσβασης χρησιμοποιούνται ετερογενείς τεχνολογίες για τη μεταφορά των δικτυακών υπηρεσιών από το Cloud στα οχήματα. Όπως γίνεται σαφές, απαιτείται βέλτιστος χειρισμός των τηλεπικοινωνιακών πόρων, ενώ ταυτόχρονα οι χρήστες των οχημάτων θα πρέπει πάντα να αποκτούν συνδεσιμότητα με την καταλληλότερη τεχνολογία πρόσβασης στο δίκτυο, προκειμένου να ικανοποιούνται οι περιορισμοί των υπηρεσιών που χρησιμοποιούν.Στο πλαίσιο της παρούσας διδακτορικής διατριβής μελετώνται τα μοντέλα κατανομής πόρων, καθώς και τα μοντέλα διαχείρισης της κινητικότητας των χρηστών, που έχουν προταθεί από την ερευνητική κοινότητα, ενώ νέες βελτιστοποιημένες λύσεις προτείνονται για κάθε ένα από τα εν λόγω ζητήματα. Συγκεκριμένα, αρχικά αναλύεται το θεωρητικό υπόβαθρο στο οποίο βασίζεται η διατριβή. Περιγράφονται οι βασικές αρχές που διέπουν τα συστήματα 5G, και πραγματοποιείται μνεία στα συστήματα 5G Vehicular Cloud Computing (5G-VCC). Πραγματοποιείται επίσης μία επισκόπηση των διαθέσιμων μοντέλων παροχής υπηρεσιών υπολογιστικού νέφους, καθώς και κατηγοριοποίησή τους. Ακολούθως, πραγματοποιείται εκτενής επισκόπηση των ασύρματων δικτύων 5G, με έμφαση στα συστήματα 5G-VCC που έχουν προταθεί στην ερευνητική βιβλιογραφία, όπου αναλύονται οι αρχιτεκτονικές τους, τα μοντέλα επικοινωνίας μεταξύ των συστατικών τους, καθώς και οι αρχές που εφαρμόζονται για την διάθεση των υπηρεσιών που αυτά προσφέρουν.Στη συνέχεια, εξετάζεται ο τομέας της διαχείρισης των δικτυακών πόρων των ασύρματων δικτύων επόμενης γενιάς, συμπεριλαμβανομένων των δικτύων 5G και των συστημάτων 5G-VCC. Στο πλαίσιο της μελέτης αυτής, προτείνονται δύο νέοι αλγόριθμου χρονοπρογραμματισμού για ασύρματα δίκτυα 5G. Συγκεκριμένα, αρχικά προτείνεται ο αλγόριθμος χρονοπρογραμματισμού FLS Advanced (FLSA) , ο οποίος βελτιστοποιεί την εξυπηρέτηση υπηρεσιών πραγματικού χρόνου. Στη συνέχεια προτείνεται ο αλγόριθμος χρονοπρογραμματισμού FLS Advanced - Cross Carrier (FLSA-CC) ο οποίος αποτελεί εξέλιξη του αλγορίθμου FLSA του οποίου η εφαρμογή εξειδικεύεται για δίκτυα LTE-Advanced (LTE-A) όπου πραγματοποιείται συνένωση πολλαπλών φερουσών συχνοτήτων (carrier aggregation) με σκοπό τη διεύρυνση του διαθέσιμου εύρους ζώνης.Εξετάζεται επίσης ο τομέας της διαχείρισης της κινητικότητας των χρηστών ασύρματων δικτύων επόμενης γενιάς. Αρχικά, πραγματοποιείται μελέτη των απαιτήσεων που υπάρχουν στα ασύρματα δίκτυα 5G, με έμφαση στα συστήματα 5G-VCC, ως προς τη διαχείριση της κινητικότητας των χρηστών. Ακολούθως, προτείνεται ένα σύνολο μεθόδων για τον υπολογισμό της σημαντικότητας των κριτηρίων που μπορεί να ληφθούν υπόψη κατά τη διάρκεια της διαχείρισης της κινητικότητας των χρηστών. Οι εν λόγω μέθοδοι αναφέρονται ως Trapezoidal Fuzzy Analytic Network Process (TF-ANP), Trapezoidal Fuzzy Adaptive Analytic Network Process (TF-AANP) και Pentagonal Fuzzy Analytic Network Process (PF-ANP) . Επίσης, προτείνεται ένα σύνολο αλγορίθμων που αφορούν την επιλογή του καταλληλότερου δικτύου πρόσβασης για τον εκάστοτε χρήστη, οι οποίοι αναφέρονται ως Trapezoidal Fuzzy TOPSIS (TFT), Trapezoidal Fuzzy TOPSIS with Adaptive Criteria Weights (TFT-ACW) και Pentagonal Fuzzy TOPSIS (PFT). Ως αποτέλεσμα της εν λόγω έρευνας, προτείνεται ένα νέο μοντέλο, το οποίο εξειδικεύεται στη διαχείριση της κινητικότητας των χρηστών που αλληλοεπιδρούν με συστήματα 5G-VCC. Το μοντέλο αυτό, λαμβάνει υπόψη το Signal to Noise plus Interference (SINR) καθώς και την ταχύτητα κίνησης του χρήστη, ώστε να αξιολογήσει την ανάγκη πραγματοποίησης διαπομπής, ενώ στη συνέχεια εφαρμόζει τον αλγόριθμο PFT για την επιλογή του καταλληλότερου δικτύου για τον χρήστη. Το μοντέλο αξιολογείται ενδελεχώς μέσω προσομοιώσεων, μέσω των οποίων αποδεικνύεται ότι βελτιστοποιεί τη διαχείριση της κινητικότητας των χρηστών ξεπερνώντας τις υπάρχουσες λύσεις που περιγράφονται στη βιβλιογραφία.

show abstract

Resource Allocation in a Client/Server System for Massive Multi-Player Online Games

Cited by 7 publications

References 30 publications

Athlos: A Framework for Developing Scalable MMOG Backends on Commodity Clouds

Athlos: A Framework for Developing Scalable MMOG Backends on Commodity Clouds

Client/Server Gaming Architectures

Performance analysis and optimization of next generation wireless networks

Contact Info

Product

Resources

About