CN108261763A - 游戏运行环境的加速系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种游戏运行环境的加速系统，所述系统包括：初始化模块，用于初始化游戏加速器，并开启游戏状态监测环路；网络代理选择模块，用于在游戏启动时，触发运行环境调优机制，并选择最优的网络代理方案；终端状态调整模块，用于在游戏的首个数据包发出后，抛出内存及CPU监测环路，以实时监测终端设备的内存及CPU运行状态，并根据监测结果，对内存和CPU进行动态调整；数据接管模块，用于在游戏运行过程中，对网络数据传输参数进行实时监测，并根据监测结果，对网络链路进行动态优化配置，并利用多链路传输游戏数据包；循环模块，用于循环上述各个模块的执行过程。本发明提供的技术方案，使得游戏能够在最优的环境中运行。

Description

游戏运行环境的加速系统
技术领域
本发明涉及互联网技术领域，特别涉及一种游戏运行环境的加速系统。
背景技术
随着互联网技术和终端技术的不断发展，手机游戏由于其便捷性越来越受到玩家的青睐。在手机游戏的运行过程中，终端设备的性能和网络环境的质量都会对用户的体验造成影响。例如，若终端设备的负载过高，那么会导致没有足够的资源提供给手机游戏，从而使得手机游戏的画面会掉帧甚至卡屏。而如果网络出现波动，会影响手机游戏与游戏服务器之间的数据交互过程，从而造成手机游戏具备较高的延时甚至掉线。
当前的手游加速器通常只会对网络环境进行改善，而不会对终端设备的性能进行改善，因此，当前的手游加速器的功能不够完善。
发明内容
本发明提供一种游戏运行环境的加速系统，使得游戏能够在最优的环境中运行。
为实现上述目的，本申请提供一种游戏运行环境的加速系统，所述系统包括初始化模块、网络代理选择模块、数据接管模块、终端状态调整模块以及循环模块，其中：
所述初始化模块，用于初始化游戏加速器，首次监测游戏运行环境，并开启游戏状态监测环路，以准备接管游戏客户端发出的数据包；
所述网络代理选择模块，用于在游戏启动时，触发运行环境调优机制，并选择最优的网络代理方案；
所述终端状态调整模块，用于在游戏的首个数据包发出后，抛出内存及CPU监测环路，以实时监测终端设备的内存及CPU运行状态，并根据监测结果，对内存和CPU进行动态调整；
所述数据接管模块，用于在游戏运行过程中，对网络数据传输参数进行实时监测，并根据监测结果，对网络链路进行动态优化配置，并利用多链路传输游戏数据包；
所述循环模块，用于循环上述各个模块的执行过程，以使得游戏在最优运行环境中运行。
进一步地，所述终端状态调整模块还用于在发现当前时刻内存占用率超出允许范围时，启动清理机制进行内存清理，以释放更多的内存供游戏使用。
进一步地，所述终端状态调整模块还用于检测CPU的运行频率，在发现当前时刻CPU的运行频率无法满足游戏和加速器的运行条件时，触发CPU调频指令，以发出指定格式的广播；其中，所述广播被ROM接收到后，提高CPU的运行频率，以使得调整后的CPU的运行频率满足游戏和加速器的运行条件。
进一步地，所述网络代理选择模块在选择最优的网络代理方案时，根据游戏客户端所处的IP地址和网络状态，选择网络延时最小的代理服务器，以使得所述代理服务器将所述游戏客户端发出的数据包转发至游戏服务器处。
进一步地，所述数据接管模块用于接管从游戏客户端向外发出的数据包，并将接管的所述数据包重新定向至选择的所述代理服务器，并通过预设主链路和至少一条辅助链路向所述代理服务器发送重新定向的所述数据包。
进一步地，所述数据接管模块还用于在所述主链路出现数据掉包的情况下，启用第一辅助链路，并通过所述第一辅助链路向所述代理服务器补发出现数据掉包的数据包。
进一步地，所述数据接管模块还用于在检测到所述主链路的网络质量低于指定阈值时，将所述第一辅助链路升级为主链路，并停用原先的主链路，同时将其它辅助链路保持待命模式。
进一步地，所述数据接管模块还用于将接管的所述数据包中的目标IP地址修改为所述代理服务器的IP地址，以向所述代理服务器发送重新定向的所述数据包。
进一步地，所述系统还包括数据预测模块，所述数据预测模块根据以下公式建立数据预测模型：
其中，表示第t个时间段内实际传输数据量，表示观测时间段内网络传输平均速度，Vt-1表示t-1时刻的网络传输速度，Vt表示t时刻的网络传输速度；表示过去k个观测节点数据传输波动率si的k期均值；d(t-τ)为该观察区间上数据有效传输时间，其中τ为数据流量数据采集的时延，n(t)为非线性耦合的干扰噪声，β为噪声系数；Dt+1表示t+1时段数据传输预测值，α为权值系数。
进一步地，所述系统还包括内存预测模块，所述内存预测模块按照以下公式建立内存使用预测模型：
Mt+1＝θ·η·Dt+1+(1-θ)Mt
其中，Mt+1为t+1节点内存使用情况预测值，Dt+1为t+1时段数据传输预测值，η＝η(f)为数据传输内存占用系数，f为CPU的运行频率，Mt为t节点内存使用情况预测值，θ为指数平滑权值系数；其中，当ΔM＝(Mmax-M0-M(k))-θMt+1小于正常运行预警值时，触发CPU调频指令，以使得调整后的CPU运行频率满足游戏和加速器的运行条件，其中，Mmax表示内存的最大可用指，M0表示系统运行内存值，M(k)表示其他并行程序内存使用情况，k表示并行程序数量。
由上可见，本申请提供的技术方案，在加速器启动后，可以抛出游戏状态监测环路，该环路可以监测终端设备的性能以及可以选择最优的网络代理方案。其中，在监测终端设备的性能时，可以抛出内存及CPU状态的监测环路，当监测到内存占用率过高时，可以自动清理内存，从而给游戏节省出更多可使用的内存空间；当CPU的运行频率过低时，可以广播CPU频率调控指令，从而可以触发ROM，调高CPU的运行频率。在网络代理方案的选择方面，可以根据游戏客户端当前的IP地址和网络状态，选择游戏客户端与游戏服务器之间的最优路径。同时，可以通过数据接管重组的方式，通过主链路和辅助链路传输游戏数据包，从而能够根据当前的网络状态动态调整传输链路。上述的技术方案，可以使得游戏运行在最优的环境中，从而保障用户在玩手游时能有顺畅的体验。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明实施方式中游戏运行环境的加速系统的结构示意图；
图2是本发明实施方式中游戏运行环境的加速流程的示意图；
图3是本发明实施方式中数据接管重组的流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1，本申请提供一种游戏运行环境的加速系统，所述系统包括初始化模块、网络代理选择模块、数据接管模块、终端状态调整模块以及循环模块，其中：
所述初始化模块，用于初始化游戏加速器，首次监测游戏运行环境，并开启游戏状态监测环路，以准备接管游戏客户端发出的数据包；
所述网络代理选择模块，用于在游戏启动时，触发运行环境调优机制，并选择最优的网络代理方案；
所述终端状态调整模块，用于在游戏的首个数据包发出后，抛出内存及CPU监测环路，以实时监测终端设备的内存及CPU运行状态，并根据监测结果，对内存和CPU进行动态调整；
所述数据接管模块，用于在游戏运行过程中，对网络数据传输参数进行实时监测，并根据监测结果，对网络链路进行动态优化配置，并利用多链路传输游戏数据包；
所述循环模块，用于循环上述各个模块的执行过程，以使得游戏在最优运行环境中运行。
在本实施方式中，所述终端状态调整模块还用于在发现当前时刻内存占用率超出允许范围时，启动清理机制进行内存清理，以释放更多的内存供游戏使用。
在本实施方式中，所述终端状态调整模块还用于检测CPU的运行频率，在发现当前时刻CPU的运行频率无法满足游戏和加速器的运行条件时，触发CPU调频指令，以发出指定格式的广播；其中，所述广播被ROM接收到后，提高CPU的运行频率，以使得调整后的CPU的运行频率满足游戏和加速器的运行条件。
在本实施方式中，所述网络代理选择模块在选择最优的网络代理方案时，根据游戏客户端所处的IP地址和网络状态，选择网络延时最小的代理服务器，以使得所述代理服务器将所述游戏客户端发出的数据包转发至游戏服务器处。
在本实施方式中，所述数据接管模块用于接管从游戏客户端向外发出的数据包，并将接管的所述数据包重新定向至选择的所述代理服务器，并通过预设主链路和至少一条辅助链路向所述代理服务器发送重新定向的所述数据包。
在本实施方式中，所述数据接管模块还用于在所述主链路出现数据掉包的情况下，启用第一辅助链路，并通过所述第一辅助链路向所述代理服务器补发出现数据掉包的数据包。
在本实施方式中，所述数据接管模块还用于在检测到所述主链路的网络质量低于指定阈值时，将所述第一辅助链路升级为主链路，并停用原先的主链路，同时将其它辅助链路保持待命模式。
在本实施方式中，所述数据接管模块还用于将接管的所述数据包中的目标IP地址修改为所述代理服务器的IP地址，以向所述代理服务器发送重新定向的所述数据包。
在本申请中，在游戏运行过程中，若不能提前预测数据传输量，以及内存需求情况，并及时调整资源分配，则容易导致游戏运行卡顿延迟，影响用户体验。因而可以构建数据传输预测模型，以及内存使用预测模型。具体地，所述系统还包括数据预测模块，所述数据预测模块根据以下公式建立数据预测模型：
其中，表示第t个时间段内实际传输数据量，表示观测时间段内网络传输平均速度，Vt-1表示t-1时刻的网络传输速度，Vt表示t时刻的网络传输速度；表示过去k个观测节点数据传输波动率si的k期均值；d(t-τ)为该观察区间上数据有效传输时间，其中τ为数据流量数据采集的时延，n(t)为非线性耦合的干扰噪声，β为噪声系数；Dt+1表示t+1时段数据传输预测值，α为权值系数，其受到网络传输速度以及游戏阶段等因素影响，因而将其设定为自动修正参数，修正周期建议值为20次观测。
进一步地，所述系统还包括内存预测模块，所述内存预测模块按照以下公式建立内存使用预测模型：
Mt+1＝θ·η·Dt+1+(1-θ)Mt
其中，Mt+1为t+1节点内存使用情况预测值，Dt+1为t+1时段数据传输预测值，η＝η(f)为数据传输内存占用系数，f为CPU的运行频率，Mt为t节点内存使用情况预测值，θ为指数平滑权值系数；其中，当ΔM＝(Mmax-M0-M(k))-θMt+1小于正常运行预警值时，触发CPU调频指令，以使得调整后的CPU运行频率满足游戏和加速器的运行条件，其中，Mmax表示内存的最大可用指，M0表示系统运行内存值，M(k)表示其他并行程序内存使用情况，k表示并行程序数量。
具体地，在实际应用中，请参阅图2，本申请的加速系统的工作过程可以如下所示：
1)加速器初始化，CPU、内存、网络状态首次监测，性能调制最好状态；
2)抛出游戏状态监测环路，随时准备接管数据；
3)游戏启动，触发环境调优机制开启待命模式，同时根据游戏IP和网络状态选择最优网络代理方案；
4)加速器捕获到游戏数据，根据当前网络状态选择最优代理方案；
5)首个数据包发出后，触发环境调优机制抛出内存及CPU状态监测环路，实时监测内存及CPU运行状态；
6)游戏过程中进行网络延迟、数据掉包率的实时监测，综合此二指标进行网络链路的动态优化配置，同时利用数据多发的方法保证通信效率；
7)游戏过程中，内存监测环路实时进行内存状态的监测，当发现某一时刻内存占用率大幅上升时，启用清理机制进行内存清理，保证加速器和游戏处于
8)游戏过程中，CPU状态监测环路进行不等间隔的CPU频率监测，发现当前CPU运行频率不能够满足游戏和加速器的高效运行时，触发CPU调升命令，向系统发出约定的广播，ROM接收到广播后，进行CPU频率的强化调整；
9)循环上述过程，在最优化运行环境下结合最优化网络加速实现游戏的加速。
上述的数据接管重组的过程，请参阅图3，该过程可以包括以下多个步骤：
1)数据监测与接管
根据游戏进程ID，实时监测并接管来从指定游戏发出的数据包；该数据包中可以包括数据载荷(data0)，源IP地址(源IP0)以及目标IP地址(目标IP0)，其中，目标IP0可以是游戏服务器的通信地址，源IP0可以是运行游戏客户端的终端设备的通信地址。
2)数据重组
将数据包装入新的目标IP(目标IP1)，并发送至指定的代理服务器，其中，目标IP1便可以是代理服务器的通信地址，由加速器客户端接管的数据包中，数据载荷可以基于客户端之间约定的传输协议，由data0转换为data1。
3)辅助链路启动待命模式
唤醒多条辅助链路，开启辅助链路待命模式，随时准备数据的增发；
4)链路质量监控
结合网络延迟及数据掉包率等指标，对当前主要链路的网络状态进行实时侦测，并进行预测。
5)链路多发
根据第4)步的预测结果，在主链路偶现数据掉包的情况下，启用第一辅助链路，重复2)的数据重组过程，对数据进行补发；当4)的预测结果表示主链路网络质量大幅下降的情况下，将第一辅助链路升级为主链路对数据进行发送，同时其他辅助链路保持待命模式；
6)数据还原与发送
代理服务器收到数据包后，根据与加速器客户端约定的协议进行数据拆包，将目标IP1还原为目标IP0，并将源IP0修改为代理服务器的通信地址源IP1，同时，将数据载荷data1还原为data0，从而得到还原后的数据包，此后还原后的数据包可以到达游戏服务器。
由上可见，本申请提供的技术方案，在加速器启动后，可以抛出游戏状态监测环路，该环路可以监测终端设备的性能以及可以选择最优的网络代理方案。其中，在监测终端设备的性能时，可以抛出内存及CPU状态的监测环路，当监测到内存占用率过高时，可以自动清理内存，从而给游戏节省出更多可使用的内存空间；当CPU的运行频率过低时，可以广播CPU频率调控指令，从而可以触发ROM，调高CPU的运行频率。在网络代理方案的选择方面，可以根据游戏客户端当前的IP地址和网络状态，选择游戏客户端与游戏服务器之间的最优路径。同时，可以通过数据接管重组的方式，通过主链路和辅助链路传输游戏数据包，从而能够根据当前的网络状态动态调整传输链路。上述的技术方案，可以使得游戏运行在最优的环境中，从而保障用户在玩手游时能有顺畅的体验。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种游戏运行环境的加速系统，其特征在于，所述系统包括初始化模块、网络代理选择模块、数据接管模块、终端状态调整模块以及循环模块，其中：
所述初始化模块，用于初始化游戏加速器，首次监测游戏运行环境，并开启游戏状态监测环路，以准备接管游戏客户端发出的数据包；
所述网络代理选择模块，用于在游戏启动时，触发运行环境调优机制，并选择最优的网络代理方案；
所述终端状态调整模块，用于在游戏的首个数据包发出后，抛出内存及CPU监测环路，以实时监测终端设备的内存及CPU运行状态，并根据监测结果，对内存和CPU进行动态调整；
所述数据接管模块，用于在游戏运行过程中，对网络数据传输参数进行实时监测，并根据监测结果，对网络链路进行动态优化配置，并利用多链路传输游戏数据包；
所述循环模块，用于循环上述各个模块的执行过程，以使得游戏在最优运行环境中运行。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端状态调整模块还用于在发现当前时刻内存占用率超出允许范围时，启动清理机制进行内存清理，以释放更多的内存供游戏使用。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述终端状态调整模块还用于检测CPU的运行频率，在发现当前时刻CPU的运行频率无法满足游戏和加速器的运行条件时，触发CPU调频指令，以发出指定格式的广播；其中，所述广播被ROM接收到后，提高CPU的运行频率，以使得调整后的CPU的运行频率满足游戏和加速器的运行条件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述网络代理选择模块在选择最优的网络代理方案时，根据游戏客户端所处的IP地址和网络状态，选择网络延时最小的代理服务器，以使得所述代理服务器将所述游戏客户端发出的数据包转发至游戏服务器处。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述数据接管模块用于接管从游戏客户端向外发出的数据包，并将接管的所述数据包重新定向至选择的所述代理服务器，并通过预设主链路和至少一条辅助链路向所述代理服务器发送重新定向的所述数据包。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据接管模块还用于在所述主链路出现数据掉包的情况下，启用第一辅助链路，并通过所述第一辅助链路向所述代理服务器补发出现数据掉包的数据包。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述数据接管模块还用于在检测到所述主链路的网络质量低于指定阈值时，将所述第一辅助链路升级为主链路，并停用原先的主链路，同时将其它辅助链路保持待命模式。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据接管模块还用于将接管的所述数据包中的目标IP地址修改为所述代理服务器的IP地址，以向所述代理服务器发送重新定向的所述数据包。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括数据预测模块，所述数据预测模块根据以下公式建立数据预测模型：
其中，表示第t个时间段内实际传输数据量，表示观测时间段内网络传输平均速度，Vt-1表示t-1时刻的网络传输速度，Vt表示t时刻的网络传输速度；表示过去k个观测节点数据传输波动率si的k期均值；d(t-τ)为该观察区间上数据有效传输时间，其中τ为数据流量数据采集的时延，n(t)为非线性耦合的干扰噪声，β为噪声系数；Dt+1表示t+1时段数据传输预测值，α为权值系数。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括内存预测模块，所述内存预测模块按照以下公式建立内存使用预测模型：
Mt+1＝θ·η·Dt+1+(1-θ)Mt
其中，Mt+1为t+1节点内存使用情况预测值，Dt+1为t+1时段数据传输预测值，η＝η(f)为数据传输内存占用系数，f为CPU的运行频率，Mt为t节点内存使用情况预测值，θ为指数平滑权值系数；其中，当ΔM＝(Mmax-M0-M(k))-θMt+1小于正常运行预警值时，触发CPU调频指令，以使得调整后的CPU运行频率满足游戏和加速器的运行条件，其中，Mmax表示内存的最大可用指，M0表示系统运行内存值，M(k)表示其他并行程序内存使用情况，k表示并行程序数量。
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