云游戏中资源管理关键问题研究

Cloud Gaming is a new gaming genre, which is based on cloud computing. In Cloud Gaming, games run on cloud servers while players interact with games through thin clients. This frees the players from the complexities of installing games and configuring hardwares, which allows the players to play games anytime, anywhere. Based on these advantages, Cloud Gaming has attracted a lot of interests from both industry and academia. As the number of players increases, Cloud Gaming service provider generally needs to maintain a large number of servers to handle users’ requests, which incurs huge service cost. Hence, how to manage the resources in an efficient way to reduce the service cost and improve the system Quality of Service (QoS) is very important for Cloud Gaming service providers. However, there are many challenges in resource management in Cloud Gaming platform, such as the ending times of requests are unknown, games are not allowed to migrate among servers, several resource management problems are correlated with each other and system changes dynamically etc. To address the above mentioned difficulties and challenges, this project will carefully study some key resource management issues in Cloud Gaming platform, which include play request scheduling problem, game distribution problem and dynamic resource management problem etc. The aim is to propose efficient resource management solutions for the above mentioned problems. This research will be very significant to the development of Cloud Gaming.

云游戏是基于云计算技术的新型游戏模式。在云游戏中，游戏运行在云端服务器上，用户只需通过轻型客户端和游戏交互，免去了安装游戏和配置硬件等负担，让用户随时随地都可以体验最新的游戏。基于以上优点，云游戏的出现引起了工业界和学术界的广泛关注。随着用户数量不断增加，云游戏运营商通常需要提供大量的服务器等资源来满足用户需求，导致高昂的运营成本。因此，如何高效地对系统中的资源进行管理来降低运营成本、提高系统服务质量对云游戏运营商来讲具有重要意义。然而，云游戏平台中的资源管理面临很多挑战，包括用户请求结束时间未知、游戏不能在服务器之间迁移、多个资源管理问题相互关联以及系统状态不断变化等等。针对这些困难和挑战，本项目将对云游戏平台中的资源管理关键问题，包括用户请求调度、游戏布局以及动态资源管理等，进行深入研究，并提出高效的解决方案。研究对整个云游戏产业的发展具有重要的现实意义。

云游戏是未来游戏趋势，近几年得到了工业界、学术界广泛的关注。因为游戏耗费大量资源，因此，如何降低运营成本是云游戏面临最大的挑战之一。但由于游戏本身低延迟、复杂度高、动态变化等特点，给云游戏资源管理带来非常大的挑战。本课题针对这些挑战，研究高效的云游戏资源管理策略。..本项目主要完成了三部分研究内容：第一部分，重点研究了用户请求调度算法。我们对调度算法与服务器成本之间的关系进行理论分析，为后面解决实际问题奠定了坚实的基础。第二部分，在第一阶段的基础上增加考虑存储成本，重点研究了游戏布局问题，并提出了高效的布局算法，节约成本近20%。第三部分，在第二阶段的基础上增加考虑系统动态变化，提出高效的动态资源管理策略，并将相关思想应用到数据中心资源调度等场景。..本项目在云游戏服务器分配方面取得了多项世界先进的研究成果，发表IEEE TMM、ACM TOMM、ACM MM、ICPP、IEEE TPDS等8篇顶级期刊会议上，获得国内外相关领域专家多次引用。项目培养了1名博士生、4名硕士生。同时获得了天津市自然科学基金、百度松果计划等支持，促进了相关领域研究的发展。目前项目成果仍然处于实验室阶段，但从实验结果来看，能够大幅降低云游戏运营成本，未来可直接应用到云游戏平台的运维中，对整个云游戏产业的发展具有非常重要的现实意义。值得一提的是，我们所研究的问题和提出的解决方案既适用于运营商自己购买私有服务器搭建的云游戏平台，也适用于租用公有云平台中的虚拟机搭建的云游戏平台，具有很高的通用性。