KR20050023495A

KR20050023495A - 다자간 네트웍 게임에서의 데이타 동기화 방법

Info

Publication number: KR20050023495A
Application number: KR1020030059753A
Authority: KR
Inventors: 오동권
Original assignee: (주)트라이헤드론; 정보통신연구진흥원
Priority date: 2003-08-28
Filing date: 2003-08-28
Publication date: 2005-03-10

Abstract

본 발명은 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법 및 이를 이용한 네트워크 게임 장치에 관한 것이다. 본 발명의 네트워크 게임 장치는, P2P 네트워크 게임을 위한 장치에 있어서, 게임용 어플리케이션이 구동되어 게임 로직에 따라 P2P 네트워크 게임을 진행하는 복수개의 클라이언트들; 및 클라이언트들 간의 상기 네트워크 게임을 중개하는 게임서버를 구비하며, 어플리케이션은 게임에 사용되는 객체들을 정의하여 상기 게임을 진행시키며 객체들의 속성 변화를 관리하는 게임운용모듈 및 게임서버와 클라이언트간 그리고 클라이언트들간의 통신을 담당하며 객체의 속성 변화시 변화된 내용을 추출하여 게임에 참여한 다른 클라이언트에게 패킷 단위로 전송하는 통신모듈로 구분되어 구동된다. 이처럼, 종래 어플리케이션에서 수행하던 기능들 중 객체들의 변화 내용을 전송 및 수신하는 통신기능을 별도의 모듈로 처리함으로써 프로그램의 복잡도를 증가시키지 않으면서 용이하게 네트워크 게임의 데이타를 동기화시킬 수 있게 된다.

Description

다자간 네트웍 게임에서의 데이타 동기화 방법 {Method of Data Synchronization in Multiplayer Network Games}

본 발명은 P2P(Peer to Peer) 방식의 온라인 게임에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 데이타 동기화를 통해 네트워크의 물리적 한계에 따른 데이타 전송의 비즉각성과 비신뢰성을 최소화하기 위해 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법 및 그 방법을 이용한 네트워크 게임 장치에 관한 것이다.

최근 인터넷이 널리 확산되면서 인터넷을 이용하여 온라인 상으로 게임하는 네트워크 게임을 즐기는 인터넷 사용자들이 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 네트워크 게임은 대부분 게임 서버에 관리자 사이트를 개설하고 이 게임 서버를 통해 사용자의 단말기(이하, 클라이언트라 함)들간의 게임을 중개하는 방식으로 이루어지고 있다.

온라인 상에서 행해지는 이러한 네트워크 게임에 있어서, 원격에 있는 사용자들이 서로 실시간으로 게임을 즐기기 위해서는 게임에 사용되는 객체(object)들의 특성 변화가 각 클라이언트들의 화면상에서 동일하게 현시되어야 하는 동기화가 필요하다.

그런데, 네트워킹에서는 '비신뢰성'과 '비즉각성'을 내포하고 있어, 인터넷에서 클라이언트들 간에 전송되는 데이타 패킷이 예고없이 손실될 수 있으며 제한된 시간내에 수신된다는 보장이 없다. 더욱이, '즉각성'과 '신뢰성' 상호간에는 상호 밀접한 관계를 가지고 있어, 어느 하나를 과도하게 추구하게 되면 다른 하나에서 문제를 야기시키게 된다.

이러한 문제는 네트워크의 물리적 한계로부터 오는 것이기 때문에 완전히 제거한다는 것은 불가능하며, 다만 이러한 문제가 사용자가 감지할 수 없는 형태로 나타나지 않도록 숨기는 것 만이 가능하다. 이를 위한, 대표적인 기법으로 외삽법(extrapolation)을 사용한 추측항법(Dead Reckoning) 기법, 전진 오류 수정(FEC) 기법 등의 최적화 기법 등이 사용되고 있다.

그런데, 이러한 기법들은 데이타 패킷에 실리는 특정 데이타 필드마다 어플리케이션 로직을 붙여서 별도로 처리해주어야 한다. 하지만, 이를 위해 패킷의 필드단위로 어플리케이션 로직을 부가하면 프로그램의 버젼 변화에 민감해지고 프로그램의 복잡도가 지나치게 증가하게 될 위험이 있다.

따라서, 상술된 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 네트워킹의 물리적 한계에 따른 성능한계(지연, 패킷 손실, 클라이언트와 서버의 대역폭 한계 등)로 인한 '비신뢰성'과 '비즉각성'의 문제를 최소화하기 위해 게임 어플리케이션의 기능 중 서버와 클라이언트 또는 클라이언트와 클라이언트 간의 통신을 위한 기능을 별도로 분리하여 프로그램의 복잡도를 증가시키지 않으면서 네트워크 게임의 데이타를 동기화하는데 있다.

위와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법은, 제1클라이언트에서 구동되는 게임의 로직에 따라 상기 제1클라이언트가 소유한 객체들 중 그 속성이 변화된 데이타들을 구분하여 찾아내는 제1단계; 및 상기 속성이 변화된 데이타들의 그 변화 내용을 추출하고 그 내용을 패킷 단위로 분해하여 제2클라이언트로 전송하는 제2단계를 포함하며, 상기 제1단계 및 상기 제2단계는 상호 독립적으로 구분된 모듈에서 진행된다.

본 발명에 있어서, 상기 제1단계는 상기 객체를 구성하는 데이타들 중 그 속성이 변화된 데이타를 구분하는 것을 특징으로 할 수 있고, 상기 제2단계는 추측항법(Dead Reckoning) 기법, 전진오류수정(FEC) 기법, NACK에 기반한 신뢰전송 기법, ACK에 기반한 신뢰전송 기법 중 적어도 어느 하나의 방법 또는 그들의 조합을 이용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 제2단계는 상기 제1클라이언트가 소유한 객체 정보와 상기 제 2 클라이언트가 소유한 객체 정보를 공유시켜 상기 제1 및 제2 클라이언트의 데이타를 동기화시키는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 네트워크 게임 장치는, P2P 네트워크 게임을 위한 장치에 있어서, 게임용 어플리케이션이 구동되어 게임 로직에 따라 상기 P2P 네트워크 게임을 진행하는 복수개의 클라이언트들; 및 상기 클라이언트들 간의 상기 네트워크 게임을 중개하는 게임서버를 구비하며, 상기 어플리케이션은, 상기 게임에 사용되는 객체들을 정의하여 상기 게임을 진행시키며, 상기 객체들의 속성 변화를 관리하는 게임운용모듈; 및 상기 게임서버와 상기 클라이언트 사이 및 상기 클라이언트들 사이의 통신을 담당하며, 상기 객체의 속성 변화시 변화된 내용을 추출하여 상기 게임에 참여한 다른 클라이언트에게 패킷 단위로 전송하는 통신모듈을 구비한다.

본 발명에 있어서, 상기 클라이언트는 상기 객체들을 구성하는 데이타들을 저장하는 객체DB를 더 구비하며, 상기 통신모듈은 상기 게임에 참여한 클라이언트들의 상기 객체DB를 공유시켜 상기 클라이언트들간의 데이타를 동기화시키는 것을 특징으로 할 수 있다. 또한, 상기 통신모듈은 추측항법(Dead Reckoning) 기법, 전진오류수정(FEC) 기법, NACK에 기반한 신뢰전송 기법, ACK에 기반한 신뢰전송 기법 중 적어도 어느 하나 또는 그들의 조합을 이용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 할 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 P2P 방식의 네트워크 게임을 수행하기 위한 시스템의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.

게임서버(100)는 게임에 참여한 클라이언트(200, 300) 및 그 사용자들에 대한 정보를 관리하고, 클라이언트(200, 300)들간의 P2P 방식의 네트워크 게임을 중개한다. 예컨대, 게임서버(100)는 클라이언트(200)의 IP 주소를 기억하고 있다가 클라이언트(200)와 게임을 원하는 클라이언트(300)에게 이를 전달하여 클라이언트(200)를 서버로 하는 P2P 방식의 네트워크 게임이 이루어질 수 있도록 해준다.

클라이언트(200, 300)는 네트워크 게임을 위한 프로그램이 구동되어 게임 로직에 따라 상대 클라이언트(300, 200)와 P2P 방식의 네트워크 게임을 진행한다. 이를 위해, 클라이언트(200, 300)는 게임에 사용되는 객체(object)(예컨대, 탱크)들을 생성 및 삭제하고, 객체를 구성하는 데이타(예컨대, 탱크의 위치, 방향, 속도, 포신의 방향, 포 발사시간과 방향 및 무선 교신 내용 등)의 변화를 추출하여 그 변화된 내용을 상대 클라이언트(300, 200)에게 전송하여 줌으로써 데이타를 동기화시킨다.

이와 같은 클라이언트들(200, 300)간의 데이타 동기화를 위해 클라이언트(200, 300)는 연속성의 원리(The Principle of Continuity)에 입각하여 미래를 예측하는 외삽식 예측법(extrapolative forecasting)을 사용하는 추측항법(Dead Reckoning) 기법, 데이타 정보 이외에 데이타 정보를 표현하는 부가적인 정보를 함께 전송하여 데이타를 수신하는 측에서 이러한 부가정보를 이용하여 데이타에 존재하는 오류를 발견하고 이를 수정할 수 있도록 해주는 전진 오류 수정(FEC) 기법 또는 NACK에 기반한 신뢰전송 기법, ACK에 기반한 신뢰전송 기법 등과 같은 최적화 기법들을 사용하여 데이타 패킷을 전송한다.

이러한 최적화 기법들은 이미 유·무선 통신에서 사용되고 있는 방법들로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

그런데, 상술한 바와 같이 이러한 최적화 기법들을 사용하기 위해서는 전송되는 패킷에 실리는 특정 데이타 필드마다 어플리케이션 로직을 붙여 별도로 처리해야 되므로, 이를 위해 본 발명에서는 종래 네트워크 게임을 위한 어플리케이션의 기능을 분리시켜 운영한다.

즉, 본 발명에서는 어느 한 클라이언트(200)에서 발생된 객체의 특성 변화(예컨대, 탱크의 이동)를 게임 상대측 클라이언트(300)와 동기화시키기 위해, 객체의 특성 변화를 알려주기 위한 데이타 패킷의 조립과 분해, 전송과 재전송, 오류 데이타 보정 등의 통신 관련 작업을 전담하는 모듈(계층)을 종래 어플리케이션에서 분리시켜 별도로 운영한다.

본 출원인은 이처럼 어플리케이션에서 통신 관련 작업을 전담하는 모듈을 넥서스(Nexus)라 명명하여 사용한다.

도 2는 본 발명에 따른 클라이언트의 구성을 간략히 나타낸 도면이다.

본 발명에서 네트워크 게임을 진행하기 위한 게임 어플리케이션은 두 개의 모듈(계층) 즉 각 클라이언트(200, 300) 내에서의 해당 게임 프로그램을 구동시키는 게임운영모듈(220, 320) 및 객체 변화에 대한 데이타를 전송하기 위한 통신모듈인 넥서스(260, 360)로 분리되어 운영된다.

게임운영모듈(220, 320)은 게임 로직에 따라 게임에서 사용되는 객체를 정의하고, 그 객체들의 속성 변화를 관리한다. 즉, 게임운영모듈(220, 320)은 객체들을 생성 및 삭제하며, 필요에 따라 객체들의 속성을 수정하거나 그 속성값을 읽어온다.

객체DB(240, 340)는 게임운용모듈(220, 320)이 네트워크 게임을 운영하기 위해 필요한 데이타들을 저장한다.

넥서스(260, 360)는 게임에 참여한 클라이언트들(200, 300)이 소유한 객체들에 대한 데이타를 공유시켜 그 데이타의 변화된 내용을 실시간으로 동기화시킨다. 이를 위해, 넥서스(260)는 객체DB(240)의 객체를 구성하는 데이타가 변경되었음을 감지하면, 해당 객체들을 구성하는 데이타 중 어느 데이타가 어느 정도 변화되었는지를 추출하여 그 변환된 내용을 패킷 단위로 분해한 후 클라이언트(300)로 전송한다. 그리고, 수신측 넥서스(360)는 수신된 패킷을 조립하여 클라이언트(300)가 소유하는 객체의 해당 데이타를 갱신(update)하여 클라이언트(200)와 일치(동기화)시킨다.

이로써, 수신측 클라이언트에서는 변화된 데이타로 구성된 객체를 화면에 현시하게 된다.

객체DB(240, 340)는 게임에 사용되는 객체들을 구성하는 데이타들을 저장한다. 각 객체들은 해당 객체들의 특징을 정의하는 속성들(객체의 형태, 색, 위치, 방향 및 크기와 같은 변수들)로 구성되며, 각 속성값으로는 시간 의존성(time-dependency), 신뢰도 수준, 시간 구속성(time-constraint), 영속성(persistency) 등이 명시된다.

상술된 구성을 갖는 클라이언트(200, 300)들의 게임 진행 과정에서의 데이타 동기화 방법을 간략히 설명하면 다음과 같다.

게임 진행을 위한 준비과정은 종래의 네트워크 게임에서와 동일하게 이루어지므로 그에 대한 설명은 생략한다.

원격의 클라이언트(200, 300) 간의 P2P 네트워크 게임 진행 중에, 클라이언트(200) 사용자가 자신의 탱크(객체)로 포탄을 발사함으로써 해당 객체(탱크)의 속성 변화를 일으킨 경우, 게임운영모듈(220)은 탱크를 구성하는 데이타(속성)들 중 어떠한 데이타들이 변화되었는지를 객체DB(240)로 알려준다.

예컨대, 포탄 발사시 탱크가 이동하면서 포신의 방향을 변화시켜 포탄을 발사 하거나, 탱크는 그대로 있으면서 포신의 방향만을 변화시키면서 포탄을 발사 할 수 있다. 이때 후자의 경우, 탱크의 위치는 변화하지 않았으므로 탱크의 위치에 대한 데이타는 데이타 동기화를 위해 다시 전송할 필요가 없기 때문이다.

넥서스(260)는 해당 데이타들이 얼마만큼 변화되었는지를 추출하고 그 변화된 내용을 데이타의 성격에 따라 별도의 채널로 수신측 넥서스(360)로 전송한다.

예컨대, 넥서스(260)는 탱크의 포신은 어느 방향으로 얼마만큼 움직였으며, 포탄은 어떤 방향으로 어떠한 속도로 이동하고 있는지 등에 대한 데이타를 추출하고 그 데이타를 패킷 단위로 분해하여 넥서스(360)로 전송한다.

이때, 종래에는 이러한 객체의 변화된 내용을 전송하기 위해 패킷에 실리는 특정 데이타 필드마다 어플리케이션 로직을 붙여 어플리케이션에서 수행하던 작업을 본 발명에서는 별도의 넥서스(260)를 이용해 해당 작업을 수행하도록 함으로써 프로그램을 복잡하게 하지 않으면서 상술된 최적화 기법을 사용하여 패킷들을 전송할 수 있게 된다.

수신측 넥서스(360)는 송신측 넥서스(260)로부터 수신된 패킷들을 조립하여 자신의 객체DB(340)를 갱신한다.

즉, 넥서스(260, 360)는 서로가 관리하는 객체DB(240, 340)를 상호 연결시켜 일종의 공유 공간을 형성함으로써, 클라이언트들(200, 300)은 자신이 소유한 객체의 변화를 서로 동기화시킬 수 있게 된다.

게임운영모듈(320)은 넥서스(360)에서 조립된 데이타를 클라이언트(300)의 화면에 현시함으로써 클라이언트(300) 사용자는 변화된 즉 클라이언트(200)의 화면에 현시되는 객체와 동기화된 객체를 볼 수 있게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서는 종래 어플리케이션에서 수행하던 기능들 중 객체들의 변화 내용을 전송 및 수신하는 통신기능을 별도의 모듈로 처리함으로써 프로그램의 복잡도를 증가시키지 않으면서 용이하게 네트워크 게임의 데이타를 동기화시킬 수 있게 된다.

Claims

P2P 네트워크 게임에서 서로 다른 클라이언트들 간의 데이타 동기화 방법에 있어서,

제1클라이언트에서 구동되는 게임의 로직에 따라 상기 제1클라이언트가 소유한 객체들 중 그 속성이 변화된 데이타들을 구분하여 찾아내는 제1단계; 및

상기 속성이 변화된 데이타들의 변화 내용을 추출하고 그 내용을 패킷 단위로 분해하여 제2클라이언트로 전송하는 제2단계를 포함하며,

상기 제1단계 및 상기 제2단계는 상호 독립적으로 구분된 모듈에서 진행되는 것을 특징으로 하는 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법.
제1항에 있어서, 상기 제1단계는

상기 객체를 구성하는 데이타들 중 그 속성이 변화된 데이타를 구분하는 것을 특징으로 하는 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법.
제1항에 있어서, 상기 제2단계는

추측항법(Dead Reckoning) 기법, 전진오류수정(FEC) 기법, NACK에 기반한 신뢰전송 기법, ACK에 기반한 신뢰전송 기법 중 적어도 어느 하나의 방법 또는 그들의 조합을 이용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법.
제3항에 있어서, 상기 제2단계는

상기 제1클라이언트가 소유한 객체 정보와 상기 제 2 클라이언트가 소유한 객체 정보를 공유시켜 상기 제1 및 제2 클라이언트의 데이타를 동기화시키는 것을 특징으로 하는 다자간 네트워크 게임에서의 데이타 동기화 방법.
P2P 네트워크 게임을 위한 장치에 있어서,

게임용 어플리케이션이 구동되어 게임 로직에 따라 상기 P2P 네트워크 게임을 진행하는 복수개의 클라이언트들; 및

상기 클라이언트들 간의 상기 네트워크 게임을 중개하는 게임서버를 구비하며,

상기 어플리케이션은

상기 게임에 사용되는 객체들을 정의하여 상기 게임을 진행시키며, 상기 객체들의 속성 변화를 관리하는 게임운용모듈; 및

상기 게임서버와 상기 클라이언트 사이 및 상기 클라이언트들 사이의 통신을 담당하며, 상기 객체의 속성 변화시 변화된 내용을 추출하여 상기 게임에 참여한 다른 클라이언트에게 패킷 단위로 전송하는 통신모듈을 구비하는 것을 특징으로 하는 네트워크 게임 장치.
제5항에 있어서, 상기 클라이언트는

상기 객체들을 구성하는 데이타들을 저장하는 객체DB를 더 구비하며,

상기 통신모듈은

상기 게임에 참여한 클라이언트들의 상기 객체DB를 공유시켜 상기 클라이언트들간의 데이타를 동기화시키는 것을 특징으로 하는 네트워크 게임 장치.
제6항에 있어서, 상기 통신모듈은

추측항법(Dead Reckoning) 기법, 전진오류수정(FEC) 기법, NACK에 기반한 신뢰전송 기법, ACK에 기반한 신뢰전송 기법 중 적어도 어느 하나 또는 그들의 조합을 이용하여 패킷을 전송하는 것을 특징으로 하는 네트워크 게임 장치.