AWS 클라우드 기반 게임 아키텍처 사례 - AWS Summit Seoul 2017

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구승모
클라우드 기반 게임 아키텍처
게임 장르별 사례 중심으로

본 강연에서 다룰 내용
• 클라우드에 연결된 게임 서비스
• 게임 장르별 서비스 아키텍처
• 게임 분석 시스템 아키텍처

클라우드에 연결된 게임 서비스

AWS 클라우드를 적극 활용중인 게임회사들

클라우드에 연결된 게임 기능 예
랭킹보드 및 업적
게임상태 저장
캐릭터 장비 및 인벤토리 저장
일일 퀘스트
DLC 신규 콘텐츠
뉴스티커
유저 생성 콘텐츠 (UGC) 공유
서버 인증이 필요한 거래들
위의 기능들은 AWS의 관리형 서비스만으로도 가능

게임 콘텐츠 스토리지 및 배포
S3 CloudFront

서버리스 게임 백엔드 구축
Client
Lambda
function
API
Gateway
DynamoDB
AWS IAM
S3
Cognito
Static Content
Download
Backend Logic Data Store

AWS 클라우드 기반 게임 아키텍처 사례 - AWS Summit Seoul 2017

AWS Global Network
• HTTP(Web-backend)의 경우
• CloudFront를 쓰는 것만으로도 누릴 수 있음
• 현재 74개의 글로벌 엣지
• 최대 300% 까지 빠름
• GET 요청 캐시 가능
• PUT 요청도 이득 (TTL-0)
• TCP/UDP의 경우
• 가까운 리전에 Proxy 설치
• 패킷 포워딩
Game
Backend AWS Edge
Location
Game
Client
Optimized
Throughput!

Global Network를 활용하는 실시간 게임 예

게임 장르별 서비스 아키텍처

멀티 플레이어 게임 타입
SessionPersistentAsynchronous

비동기형 (Asynchronous)
• 서버리스 형태로 구축 가능
• Serverless Architecture
• Web-backend
• 2-tier: web servers + data store
• 3-tier: web front + app servers + data store
• 비용 효율화가 쉬움
• Spike load: Auto-scaling with ELB
• Spot instances 사용 가능

2-Tier Web Application Architecture
Amazon
Route 53
Elastic Load
Balancing
Amazon S3
Patch/Update
Resource,
Code (script)
RDS DB
(Master)
RDS DB
(Multi-AZ Slave)
ECache
(Redis)
CloudWatch
EC2 (Web Servers)
Availability Zone #1
Auto Scaling group
EC2
Availability Zone #2
Auto Scaling group
region
CloudFront
Gaming Traffic
ECache
(Replica)

3-Tier Web Application Architecture
Web Servers
Availability Zone 1
Availability Zone 2
Web Servers
App Servers
App Servers
Gaming Traffic
Patch/Update
Resource,
Code (script)

비동기형 게임 표준 아키텍처

지속형 (Persistent)
• 게임 월드가 유지되는 형태
• 대표적으로 MMOG형 게임: MMORPG
• Scale-out 및 비용 절감이 쉽지 않음
• 지역 또는 채널 별로 서버를 나누고 플레이어가 서버 선택
• 상태 유지 (Stateful): 플레이어가 1명이어도 서버 유지 필요
• 성능 요구 사항
• 상태 저장 (CRUD) 및 게임내 거래(Transaction) 아주 빈번
• 고성능의 Scaling이 가능한 RDBMS 필요 (e.g. Aurora)
• 인접한 플레이어간 패킷 방송이 많음
• 고성능의 네트워크 인터페이스가 필요함 (e.g. ENA)

일반적인 MMOG 아키텍처 (Realm 서버 기반)
Game Clients
1. Select a Realm
2. Connect to a Realm
Data
Server
Realm 3
Database
NPC, Chat,
Physics, …
World
Server
Aux
Svrs
Data
Server
Realm 1
Database
NPC, Chat,
Physics, …
World
Server
Aux
Svrs
Data
Server
Realm 2
Database
NPC, Chat,
Physics, …
World
Server
Aux
Svrs
Data
Server
Realm N
Database
NPC, Chat,
Physics, …
World
Server
Aux
Svrs

MMOG 아키텍처 DB 통합 예 (Realm 서버 기반)
Game Clients
1. Select a Realm
2. Connect to a Realm
Data
Server
Realm 1
World
Server
Data
Server
Realm 2
World
Server
Data
Server
Realm N
World
Server
Amazon
Aurora
Read
Replica
Analytics / BI

One-World MMOG 아키텍처 예

Elastic Network Adaptor (ENA)
• MMOG 게임 특성
• 작은 크기의 패킷을 아주 빈번하게 전송
• 네트워크 대역보다 아주 높은 PPS 지원이 필요
• 네트워크 인터럽트 처리에 스로틀링이 걸리면 안됨
• 특정 CPU코어 하나만 100% 치는 경우: 한 코어에서만 네트워크
인터럽트 처리하는 상황
• ENA
• Receive Side Scaling: 인터럽트 처리를 8 코어에 나누어 처리
• 20 Gbps의 대역폭
• 현재 사용 가능한 인스턴스 타입: I3, P2, R4, X1, m4.16xlarge

세션형 (Session-based)
• 실시간 게임 중 가장 많은 형태
• 게임의 시작과 끝이 명확, 로비가 존재
• 주로 MOBA, FPS, RTS, MORPG, …
• 게임 세션이 상태를 가짐 (stateful)
• 비용 최적화 및 Scaling이 쉽지 않음
• 게임 세션간 서로 독립적: 상태 공유 없음
• Amazon GameLift
• 게임 세션 단위의 Scaling: 비용 최적화!

세션형 게임을 위한 아키텍처
• 최소한의 구성요소
• 게임 참가를 위해 대기하는 (lobby) 서버
• 게임 세션을 배치해주는 (matchmaking) 서버
• 게임플레이를 처리하는 (dedicated) 게임 서버
• 그 이외 필요에 따라 채팅 서버, 랭킹 서버, 캐시 서버 등
• 운영을 위한 추가적인 도구들
• 게임 세션 정보 및 플레이어 상태 확인
• 각종 모니터링 툴, 배포 시스템, 인프라 자동화 도구

Amazon GameLift
• 세션형 멀티플레이어 게임 호스팅을
위한 관리형 플랫폼
• 플레이어의 상황에 따라 자동으로
스케일링(Scale In/Out)
• 지연-최적화된 (low-latency)
리전으로의 자동 게임 배치 기능을
통한 최적의 플레이 경험 제공
• 중단(downtime)없는 게임 서버
업데이트 지원
• DDoS 공격에 강한 내성

세션형 게임 표준 아키텍처
Player
Auth
Game
Servers
GameLift EC2 Fleet
Lobby
MatchMaker
Game Client
Game Session
Placement
Player Data
Connect to
(TCP or UDP)
Request
Request
Auth
Game Session Info
Player
Info
GameLift
Chat

게임 분석 시스템 아키텍처

데이터의 흐름
Data
Source
S3
Processing
EMR
Result
S3
Loading /
Querying
Redshift
Dashboard
BI
(MSTR…)
Amazon
Athena
Amazon
QuickSight
JDBC
JDBC

일반적인 게임 데이터 분석 아키텍처
Game DB
Game
Servers
Kinesis
S3
Redshift
(KCL) S3
Consumer
EMR
Dashboard
(KCL)
Real-time
Stats
ElastiCache
(Redis)
Athena
Game
Clients

Time Scope에 따른 아키텍처
Batch
Micro
Batch
Real
Time
Producer Kinesis App Client
EMRS3
KCL
DynamoDB
Redshift
BI Tools
KCL
KCL

SuperCell 분석 시스템 사례

해외 서비스 데이터 리포팅
Log를 쌓고
S3
Data
Processing
EMR
결과를 쌓음
S3
Loading /
Querying
Redshift
Dashboard
BI
(MSTR…)
해외 region
Region
replication 국내 또는 해외
MPP
• 표준화 추천 방안
• 현지에서 처리하고 결과 위주로 전송 받는 방식이 일반적
• 경우에 따라 EMR/Redshift를 쓰지 않고 Athena만 사용해서 처리 가능

본 강연이 끝난 후…
• AWS for Game Developers
• 고객 사례, Reference Architecture, Whitepapers
• https://aws.amazon.com/gaming/
• AWS전문가와 상담이 필요하다면
• aws-gaming-korea@amazon.com
• 한국의 게임 개발사들을 위한 뉴스레터 구독
• amazon-kr-gaming@amazon.com

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