Nexus - realtime social game server

Projekat za predmet Napredne tehnike programiranja, Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu.

Za ocenu 10.

Autor: Vladislav Radović, SV 27/2021

Opis problema

Izrada multiplayer video igara često zahteva od programera da implementira svoje rešenje centralnog servera koji će da skladišti stanje i podatke o korisnicima i igri, upravlja sobama i obavlja komunikaciju u realnom vremenu između klijenata. Sa stanovišta programera koji razvija igricu, ovo predstavlja veliki dodatni posao koji je više fokusiran na oblast računarskih mreža, a ne na samu igru. Ovaj posao je većinski moguće generalizovati u vidu servisa koji bi predstavljao socijalni podsistem projekta. Servis bi se sastojao od aplikativnog koda za biznis logiku, baze podataka kao skladište, i izloženim api-jem za HTTP/WebSocket komunikaciju sa klijentima. Za jednostavno podešavanje konfiguracije servisa, dostupan je i administratorski korisniči interfejs u vidu veb aplikacije.

Primeri postojećih rešenja:

• SmartFoxServer (https://www.smartfoxserver.com/)
• Nakama (https://heroiclabs.com/nakama/)

Tehnologije

• Core aplikacija, backend - Rust
• Skladište - SQL baza (Postgres)
• Administratorska klijentska aplikacija - React

Funkcionalni zahtevi

Core aplikacija

• Upravljanje korisnicima

  • Registracija i autentifikacija korisnika
  • Korisnički profili i podešavanja
  • Sistem prijatelja i blokiranje korisnika

• Sistem soba

  • Kreiranje javnih i privatnih soba
  • Automatsko pronalaženje soba (Matchmaking System)
  • Upravljanje kapacitetom soba

• Chat sistem

  • Globalni, grupni i privatni chat
  • Istorija poruka
  • Moderacija sadržaja

• Real-time komunikacija

  • WebSocket konekcije
  • Sinhronizacija stanja igre
  • Broadcast događaja

Administrativni panel

• Web interfejs
  • Pregled aktivnih korisnika i soba
  • Moderacija chat-a
  • Statistike servera
  • Upravljanje korisničkim nalozima

Proširenje za diplomski rad

Postoje dve oblasti za koje smatram da bi značajno poboljšale funkcionalnosti i performanse ovog projekta:

1. Integrisani skripting jezik - pored osnovnih funkcionalnosti, ubacivanjem integrisanog skripting jezika u core aplikaciju bi omogućilo korisnicima da definišu dodatna pravila i logiku koja bi se izvršavala u mnogim delovima aplikacije (hooks). Takođe postoji i mogućnost pisanja pravila igre, tako da bi za neke jednostavnije turn-based igre, kao što je šah, bilo moguće i definisati celu logiku igrice kroz ova pravila (u teoriji je moguće za svaku igricu ali u realtime igrama gde je od velikog značaja brzina bi dedicated serveri bila bolja opcija). Rešenje za ovo bi moglo biti pisanje sopstvenog jednostavnog skripting jezika, ili upotrebom postojećeg (https://github.com/rhaiscript/rhai).
2. Horizontalno skaliranje servera i međusobna komunikacija - ukoliko bi došlo do previsokog broja korisnika i soba, bilo bi zgodno implementirati rešenje za podizanje više instanci ovog servisa (na istom ili različitim serverima) i mehanizam komunikacije između njih (preko message brokera). Ovo bi moglo značajno da rastereti sistem, dok omogućuje visok broj klijenata.