讓遊戲雲原生化別再「左右爲難」

作者：雲原生遊戲社區

當下，遊戲行業正在經歷雲原生架構轉型期，不少遊戲廠商紛紛投入遊戲服容器化改造。在此現象的背後，是雲原生技術帶來的先進生產力推動着行業向前發展：容器化提升了遊戲交付的效率；聲明一致性帶來遊戲開服效率、更新效率、以及可用性的提升；彈性伸縮使得資源可自動化地應對遊戲高峯期與波谷期，在保證遊戲服務質量的同時提高資源利用率。

2024 年 1 月 18 日，OpenKruiseGame (OKG) 社區與 KubeSphere 聯合舉辦了議題爲「用 OKG Dashboard 解鎖雲原生遊戲運維之道」的技術直播。本文將與大家一起回顧分享內容。

OpenKruiseGame：遊戲雲原生化的理想路徑

儘管雲原生帶來了衆多優勢，但作爲容器編排管理事實標準的 Kubernetes，其原生工作負載並不能很好地支持遊戲場景，因此 OpenKruiseGame 在此背景下誕生。

1）OpenKruiseGame 是 CNCF 頂級開源雲原生負載 OpenKruise 在遊戲領域下的最佳實踐抽象，項目由多家一線遊戲公司共同貢獻維護；

2）內置多雲/混合雲場景的適配，推出了 Cloud Provider 的模型，便於開發者在多種不同雲環境下實現遊戲的一致性交付；

3）可以通過無侵入式的聲明方式與雲上能力，例如：透明無損網絡、極致秒級彈性、低成本資源供給、全生命週期可觀測性等能力無感打通；

4）將遊戲場景下的版本熱更新、網絡 IP 端口固定、區服管理、自動伸縮等通用能力進行抽象，並通過語義化的配置進行透出，降低學習和二次開發的成本；

5）覆蓋 PVP/PVE/H5類/MMORPG 等多種常見的遊戲類型的差異化容器需求，白屏化支持複雜遊戲架構的遊戲服編排能力。

下面來介紹不同類型的遊戲如何通過 OpenKruiseGame 完成雲原生改造。

PvP 遊戲最佳實踐

會話類（session based）遊戲，是指在有限的時間內，將玩家匯聚到特定遊戲場景下的遊戲類型。在通常意義下，會話等同對局，一局結束後，玩家間的遊戲關係也在此結束，該會話也同時結束。因此，在業界也會將會話類遊戲通俗的理解爲“開房間遊戲”，一個房間承載了對應的遊戲會話。這類遊戲往往存在着以下特點：

1）遊戲時間非連續，存在明顯的起停時間節點。

2）會話中至少存在 2 個及以上的玩家，相互戰鬥、交互。

3）常見於 MOBA、FPS 類遊戲，對時延要求較高。

4）業務波峯與波谷時，對局數量差距明顯。因此，一個理想的 PvP 遊戲的雲原生架構應具有以下能力：

提供網絡直連功能，爲每個房間提供獨立的公網訪問地址，玩家客戶端可直接訪問。
提供遊戲匹配功能，爲玩家找到合適的隊友與對手組成會話對局，併爲其分配合適的遊戲房間。
提供狀態管理功能，自動化管理遊戲房間的業務狀態與生命週期。
提供彈性伸縮功能，根據業務波峯與波谷自動申請和釋放基礎設施資源，控制成本。
可高效地進行遊戲交付及運維管理，自動化水平高。

有關 PvP 遊戲最佳實踐閱讀 OpenKruiseGame 官方文檔：

https://openkruise.io/zh/kruisegame/best-practices/session-based-game

PvE 遊戲最佳實踐

與 PvP 會話類遊戲不同，PvE 遊戲的特點如下：

單個區服運行時間較長，應儘量避免停服操作，利於玩家遊戲體驗。
開服時（或）存在配置差異。
單區服容器中（或）存在多進程，區服服務質量需由用戶定義。
隨着時間推移，各區服狀態存在差異，需定向管理，如更改資源規格、鏡像版本、定向合服等。

該類遊戲在落地 Kubernetes 通常遇到左右爲難的困境：

若使用 Kubernetes 原生 workload，則無法進行遊戲服精細化管理，具體地：

- 若使用 Deployment 管理：
- 生成的 pod 沒有類似序號的狀態標識，導致：1）無法基於序號進行有狀態的服務發現了；2）無法區別遊戲服之間狀態差異性；3）異常重啓時狀態丟失，配置/存儲等無法自動重定向。
- 若使用 StatefulSet 管理：
- 生成的 pod 雖然有序號作爲狀態標識，但是：1）只能從序號大到小進行更新或刪除，無法定向管理遊戲服；2）無法感知遊戲服之間的狀態差異特性。

若不使用 Kubernetes 原生 workload，則無法利用上 K8s 的編排能力：

- 若使用腳本程序批量開服：
- 屬於面向過程的方式，參數無法落盤，出錯率高。
- 若使用 gitops 管理：
- 區服數量較多時需要維護大量有着相同字段的 yaml 文件，有時甚至超過文件長度限制；批量發佈時也十分複雜。
- 若通過自建 PaaS 平臺管理：
- 需要引入大量開發工作，且與業務屬性耦合較重，導致後續迭代複雜

有關 PvE 遊戲最佳實踐閱讀 OpenKruiseGame 官方文檔：

https://openkruise.io/zh/kruisegame/best-practices/pve-game

雲原生遊戲交付與運維管理最佳實踐

對於遊戲應用來說，一個雲原生的交付流程應該如此：

遊戲開發者提交業務代碼至代碼倉庫，自動觸發 CI 流程打包容器鏡像，通過 ArgoCD 自動化部署至測試環境中。遊戲開發者可以快速測試業務邏輯是否符合預期，無需運維同事介入，保證與生產環境一致性的同時也提高了研發效率。
而在正式/灰度的環境下，運維工程師維護遊戲應用部署倉庫，提交編排的遊戲服 Yaml，即可完成遊戲服開服、更新等動作。部署後，可通過 KubeSphere OKG Dashboard 來可視化觀察集羣中所有遊戲服的狀態，並針對性地進行運維管理。

遊戲應用交付與運維管理最佳實踐

KubeSphere OKG Dashboard 是 OpenKruiseGame 基於 KubeSphere 4.0 LuBan 架構提供了遊戲服白屏化管理控制檯，支持用戶基於 KubeSphere 可視化地管理 OpenKruiseGame 涉及的對象，如 GameServerSet 與 GameServer。

當前通過 OKG Dashboard 可以查看當前集羣中游戲服整體統計數據、所有遊戲服部署集與遊戲服的運行情況。此外，還可以定向對遊戲服進行更改運維狀態等操作。