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Why difficult?
•  Launch global…
•  Single DB? Cross-region copy data?
•  How to scale?
•  Latency…
•  Availability..
•  Agility…
•  Cost effective…
Average Network Latency
http://bit.ly/superdata-latency, See http://bit.ly/verizon-latency
N.America
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Europe to Asia
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Asia Pacific
97.9ms
Trans-Pacfic
103.8ms
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NDC18에서 발표했습니다. 슬라이드 뒤쪽에 Q&A를 첨부했습니다. SlideShare에 슬라이드 300장 제한이 생겨서 부득이하게 3부로 나눠서 올렸습니다. 보는 데 불편하시겠지만 양해를 부탁드립니다. - 1부: https://subl.ee/~ndc18 - 2부: https://subl.ee/~ndc18.2 - 3부: https://subl.ee/~ndc18.3 자막은 subpptx로 붙였습니다: https://github.com/sublee/subpptx

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Gaming on AWS - 1. AWS로 글로벌 게임 런칭하기 - 장르별 아키텍처 중심

  • 1. AWS로 글로벌 게임 런칭하기 장르별 아키텍처 김일호 ilho@amazon.com Solutions Architect
  • 2. Multiplayer Game architecture on AWS (MMORPG, FPS)
  • 5. Why difficult? •  Launch global… •  Single DB? Cross-region copy data? •  How to scale? •  Latency… •  Availability.. •  Agility… •  Cost effective…
  • 6. Average Network Latency http://bit.ly/superdata-latency, See http://bit.ly/verizon-latency N.America 41.7ms Europe to Asia 137.9ms Asia Pacific 97.9ms Trans-Pacfic 103.8ms Trans-Atlantic 79.6ms Latin America 133.2ms Europe 11.6ms Japan 16.8ms
  • 8. Run Game Servers Locally ???
  • 9. Do not build a big cross-world mesh! ###+ms ###+ms ##+ms ###+ms
  • 10. Run Game Servers Locally !!!
  • 11. What should we do? •  Game servers near players •  Why? 1.  Low latency 2.  Play with friends 3.  When traveling… go sightseeing~ ! https://gigaom.com/wp-content/uploads/sites/1/2012/10/jason-server-hug.jpeg? quality=80&strip=all
  • 12. What should we do? •  Everything else as HTTP APIs •  Why? 1.  Login 2.  Friends list 3.  Leaderboard 4.  Inventory 5.  IAP 6.  etc
  • 13. What should we do? •  Data replication is not a good idea •  Why? 1.  Fragile architecture 2.  High Latency 3.  Replicate all data in regions…? " 4.  Dependency on other region
  • 14. What should we do? •  Local caches is a good idea. •  Why? 1.  Caching hot data 2.  No data replication 3.  Low latency
  • 15. What should we do? •  Nobody really “plays everywhere”
  • 16. What should we do? •  Nobody really “plays everywhere”
  • 18. Loosely Coupled Pods (API Pod) Virginia HTTP
  • 19. Loosely Coupled Pods (Game Server Pods) Tokyo Oregon Frankfurt Virginia HTTP TCP / UDP TCP / UDP TCP / UDP
  • 20. VPC Subnet VPC Subnet Game API Pods Availability Zone A Availability Zone B VPC Subnet VPC Subnet Auto Scaling group WEB VPC Subnet WEB JOBS Cognito SNS Mobile Push SES Other Pods
  • 21. Game API Pods VPC Subnet VPC Subnet Availability Zone A Availability Zone B VPC Subnet VPC Subnet Auto Scaling group WEB VPC Subnet WEB JOBS Cognito SNS Mobile Push SES VPC Subnet VPC Subnet Availability Zone A Availability Zone B VPC Subnet VPC Subnet Auto Scaling group WEB VPC Subnet WEB JOBS Cognito SNS Mobile Push SES VPC Subnet VPC Subnet Availability Zone A Availability Zone B VPC Subnet VPC Subnet Auto Scaling group WEB VPC Subnet WEB JOBS Cognito SNS Mobile Push SES
  • 22. Region   Login via HTTP API   Download Game Assets   Matchmaking to Game Server EC2 Game Flow EC2 EC2
  • 23. Region   Login via HTTP API   Download Game Assets   Matchmaking to Game Server   Connect to Server   Hack Apart Your Friends   Game Over Game Flow EC2 EC2
  • 24. Region   Login via HTTP API   Download Game Assets   Matchmaking to Game Server   Connect to Server   Hack Apart Your Friends   Game Over   Write via HTTP API Game Flow EC2 EC2
  • 25. VPC Private Subnet VPC Public Subnet Game Server Pods Availability Zone A Availability Zone B VPC Public Subnet VPC Private Subnet GAME GAME GAME GAME GAME GAME
  • 26. VPC Private Subnet VPC Private Subnet RabbitMQ + Elastic Load Balancing Availability Zone A Availability Zone B 10.1.0.13 10.2.0.16 TCP 5672 rabbitmq-node1 rabbitmq-node2 TCP 4369 & 25672
  • 27. RabbitMQ + Elastic Load Balancing •  Clustering Tutorial https://www.rabbitmq.com/clustering.html •  Set Queue HA policy to "all" https://www.rabbitmq.com/ha.html •  Create Internal load balancer –  Listen Port: TCP 5672 •  VPC Security Group –  For load balancer: TCP 5672 –  Between EC2 nodes: TCP 4369 & 25672 •  Set up Client to Heartbeat
  • 28. VPC Private Subnet VPC Private Subnet SQS for critical data (purchasing, voucher) Availability Zone A Availability Zone B 10.1.0.13 10.2.0.16 TCP 5672 rabbitmq-node1 rabbitmq-node2 TCP 4369 & 25672
  • 29. VPC Private Subnet VPC Public Subnet Redis Pub / Sub Availability Zone A Availability Zone B VPC Public Subnet VPC Private Subnet GAME GAME GAME GAME GAME GAME Auto Scaling group
  • 30. VPC Private Subnet VPC Public Subnet CloudFormation + Chef Availability Zone A GAME GAME GAME Auto Scaling group
  • 31. CloudFormation Use CloudFormation to create a template for your complete regional environment VPC Private Subnet VPC Public Subnet Availability Zone A Availability Zone B VPC Public Subnet VPC Private Subnet Region GAME GAME GAME GAME GAME GAME Redis Redis JSON Format, which can be but into source control repositories
  • 32. Where My Servers At? Tokyo Oregon Frankfurt Virginia ? ?
  • 33. VPC Subnet Server Registration Availability Zone A Availability Zone B VPC Subnet Region Auto Scaling group WEB WEB Oregon Tokyo VPC Subnet Cleanup Loop for unhealthy server Launch new game pods via the CloudFormation template JOBS Health Flag
  • 34. Server Registration & Scaling •  HTTPS POST /api/servers/register •  Include an HMAC (RFC 2104) and custom salt for the payload •  Send Server Status –  Public IP –  # Players –  Game Modes •  Matchmaking Service –  Maintains server list –  Removes servers
  • 35. Example of Web API Call API Request: Response from Web Services: POST https://api.coolgame.com/Client/ Matchmake Content-Type: application/json; X-Authentication: 7BC920BC255F7E60-0-0-5F4 { "BuildVersion": "5.01", "Region": "USCentral", "GameMode": "0", "LobbyId": "Lobby 32", "EnableQueue": false } HTTP/1.1 200 OK Content-Type: application/json; charset=utf-8 { "LobbyID": "Lobby 32", "ServerHostname": "192.168.0.1", "ServerPort": 7777, "Ticket": "e98yf289f248902f4904f0924f9pj", "Status": "Waiting", "Queue": [ "User1", "User2" ] }
  • 36. Scaling Game Servers •  Monitor Server Capacity •  Launch new ones via Amazon EC2 API or CloudFormation •  Choose Server •  Drain Players •  Terminate Auto-Scaling of AWS cannot be used unless game state is centralized
  • 39. VPC Private Subnet VPC Public Subnet Game Server Logs Availability Zone A S3 Bucket Amazon CloudWatch Logs GAME GAME GAME
  • 40. VPC Private Subnet VPC Public Subnet Game Server Logs Availability Zone A Amazon
 Kinesis S3 Bucket Amazon Redshift GAME GAME GAME
  • 45. Unreal Engine with AWS CloudFormation UnrealServer unreal_linux.template.json true my-bucket-name Unreal-123.zip sshkeyname 1.2.3.4/24 MyPass123
  • 50. Multiplayer game servers   Login via API   Request matchmaking   Get game server IP Region
  • 51. Multiplayer game servers   Login via API   Request matchmaking   Get game server IP   Connect to server   Pull down assets   Other players join Region EC2 API
  • 56. Core Game Backend ELB S3 •  Choose Region •  Elastic Load Balancer •  Two Availability Zones •  EC2 for App •  RDS Database •  Multi-AZ •  S3 for Game Data •  Assets •  UGC •  Analytics Region
  • 57. Scale It Way Out CloudFront CDN ELB S3 EC2EC2EC2 Region •  Auto Scaling Group •  Capacity on Demand •  Respond to Users •  ElastiCache •  Memcache •  Redis •  CloudFront CDN •  DLC, Assets •  Game Saves •  UGC
  • 58. Beanstalk saves your time! ELB S3 •  Beanstalk Manages •  ELB •  EC2 •  Auto Scaling •  Monitoring •  RDS •  Add Other Services •  S3 •  CloudFront •  ElastiCache •  SNS EC2 Elastic Beanstalk Container EC2 CloudFront CDN
  • 61. Region Writing Is Painful Availability Zone A Availability Zone B S3 EC2 •  Games are Write Heavy •  Caching of Limited Use •  Key Value Key Value •  Binary Structures •  Database = Bottleneck ELB EC2 CloudFront CDN
  • 63. Sharding is tough to operate Source: http://keithburgun.net/wp-content/uploads/2013/03/1565.1276479-difficulty_doom_super.png-610x0.png
  • 64. DynamoDB Availability Zone A Availability Zone B S3 •  NoSQL Data Store •  Fully-Managed •  Highly Available •  PUT/GET Keys •  Secondary Indexes •  Provisioned Throughput •  Auto Scaling EC2 EC2 ELB CloudFront CDN Elastic Beanstalk Container
  • 65. Leaderboard in DynamoDB •  Hash key = Primary key •  Range key = Sub key •  Others attributes are unstructured, unindexed •  So… How to sort based on Top Score?
  • 66. Leaderboard with Secondary Indexes •  Create a secondary index! •  Set hash key to Game Level •  Set range key to Top Score •  Can now query by Level, Sorted by Top Score •  Handles any (sane) gaming use case
  • 67. Summary •  Decouple Game Servers from APIs •  Create local mini pods •  Create Matchmaking APIs to point user to game pod •  Replicate asynchronously to avoid high latency •  Use Managed services –  DynamoDB –  RDS –  S3/CloudFront –  ElastiCache
  • 68. Gaming on AWS, Korea