2007年，“SecondLife”三維虛擬風暴席卷了現(xiàn)實世界。原本定位為人生模擬類在線游戲的SecondLife，現(xiàn)在已經(jīng)逐步演變成為一個國際化的在線模擬社區(qū)。人們在其中進行虛擬房地產(chǎn)交易，藝術(shù)家開辦自己的作品展覽，作為世界5大會計事務(wù)所之一的畢馬威展開招聘工作，BBC等老牌傳統(tǒng)媒體配備了SecondLife特派專職記者，時尚巨頭阿瑪尼也開了專賣店。現(xiàn)實世界中的一切，都可以在SecondLife中找到對應(yīng)之物。不難想象，能夠產(chǎn)生如此巨大影響力的SecondLife，其龐大的虛擬世界背后必然有優(yōu)秀的技術(shù)架構(gòu)作為支持。接下來就讓我們一起來看看其中端倪。
SecondLife服務(wù)器構(gòu)成
SecondLife（下簡稱SL）的服務(wù)器端包括這六大類服務(wù)器：Login server（登陸服務(wù)器）；User server（用戶服務(wù)器）；Space
server（空間服務(wù)器）；Data server（即數(shù)據(jù)服務(wù)器）；Simulator（即模擬器），常被稱為SIM；Other
servers（其他服務(wù)器），包含若干不同功能服務(wù)器，林登公司（Linden）似乎對它們的詳情有所保留。
下面對這六大類服務(wù)器進行詳細解釋。
1、Login
server，登錄服務(wù)器。是運行在login.agni.lindenlab.com上的CGI腳本。顧名思義，就是用來驗證用戶名和密碼的。驗證后還要決定用戶登錄到什么區(qū)域：是用戶的家、還是上次離開SL時的區(qū)域或者URL指定的某個區(qū)域。接下來要找到運行該區(qū)域的模擬器，驗證用戶是否被允許連接到該區(qū)域。最后向模擬器發(fā)出連接請求，并告知客戶端連接到何處。
2、User server，用戶服務(wù)器。曾被用來處理用戶登錄，即登錄服務(wù)器現(xiàn)在的功能。現(xiàn)在負責管理即時通訊（instant
message）會話，尤其是組內(nèi)即時通訊。
3、Space
server，空間服務(wù)器。處理基于不同網(wǎng)格X，Y坐標間消息的路徑選擇。模擬器與空間服務(wù)器會話以便被其登記在案，還可以發(fā)現(xiàn)自己的鄰居是誰。作用與網(wǎng)絡(luò)概念中路由器相仿。
4、Data
server，數(shù)據(jù)服務(wù)器。處理與中心數(shù)據(jù)庫、日志服務(wù)器、倉庫數(shù)據(jù)庫以及搜索數(shù)據(jù)庫的連接（上述4種服務(wù)器屬于第6類其他服務(wù)器），代表模擬器運行查詢。（注： SL
服務(wù)器網(wǎng)格中只有一個中心服務(wù)器，日志服務(wù)器，而倉庫服務(wù)器以及搜索服務(wù)器分別有多個，或者在某個范圍內(nèi)，前兩者與后兩者分別是一對多的關(guān)系。）
5、Simulator，模擬器。這是SL最主要的服務(wù)器。每個模擬器模擬一個256*256平米的整塊區(qū)域。當SL客戶端瀏覽器滿虛擬世界轉(zhuǎn)悠時，實際上是在不同的模擬器間被倒手。模擬器的任務(wù)有：存儲物體狀態(tài)、土地狀態(tài)、地形海拔圖狀態(tài)。模擬器還負責計算物體和土地的能見度，并把計算數(shù)據(jù)傳送給客戶端。模擬器還使用優(yōu)先級隊列傳送圖像數(shù)據(jù)。還有一種物理學(xué)模擬器專門掌管Hovak物理學(xué)例庫[1]。公共談話（Chat）和即時通訊（instant
message）也由模擬器處理。全速運行時，模擬器可達每秒45幀，如果不能保持全速，它將在不減低幀速率的情況下嘗試時間膨脹[2]，在Second
Life中如果不能全速，則會以物體顯示延遲為代價，而不會影響已顯示物品的質(zhì)量，這種效果也被叫做Lag。
模擬器兩兩之間以UDP網(wǎng)絡(luò)連接進行通信，并由相鄰的模擬器保持通信連接。
要注意的是：在Second
Life中，模擬器與客戶端瀏覽器（Viewer）之間的區(qū)別與其他虛擬環(huán)境差異較大。模擬器負責運行物理引擎，碰撞檢測，跟蹤每一事物和用戶化身Avitar的位置，將物品的位置發(fā)送給客戶端，必要時將更新的數(shù)據(jù)發(fā)送給客戶端（只有當發(fā)生碰撞或者方向和速度變化等情況下才會有這種更新）。而客戶端負責處理本地物品的位置，獲取速度等物理學(xué)信息，進行簡單的物理學(xué)運算以跟蹤何物向何處移動，不進行碰撞檢測。
6、Other servers，其他服務(wù)器，其中包含若干規(guī)模較小的服務(wù)器。下面一一說明：
l 中央樞紐：在SL的官方網(wǎng)站上沒有給出說明，但根據(jù)字面意思推斷，應(yīng)當與全局通訊、調(diào)度以及分布式運算有關(guān)。
l
代理數(shù)據(jù)庫：掌管元數(shù)據(jù)與項目id（UUID）之間的映射。代理（Agent）一詞在SL中特指與用戶化身（Avatar）相對應(yīng)的后臺底層的唯一表示，在SL計算機系統(tǒng)中有唯一識別號，簡稱UUID，該號碼與用戶是唯一對應(yīng)且持久存在的。其他物品也有UUID，但物品的UUID是在物品放置于虛擬世界中時臨時生成的，不是持久的UUID。元數(shù)據(jù)是指在Second
Life中不可分的數(shù)據(jù)，比如構(gòu)成物體形狀的基本單元（prim），或者一張紋理（texture）。一個物體可能由多個元數(shù)據(jù)組成，因此需要記錄元數(shù)據(jù)與物體，也即是此處所稱的項目之間的關(guān)系，而代理數(shù)據(jù)庫就承擔此責任。同時，任何物體都有唯一擁有者，記錄物體的擁有者，也是代理數(shù)據(jù)庫的任務(wù)。
l
中心數(shù)據(jù)庫：官方文檔描述該服務(wù)器存儲誰擁有什么，用于記錄賬單，而實際上遠不止這么簡單，但囿于目前所能取得的資料，很少有對其詳細的敘述。
l
搜索數(shù)據(jù)庫：中心數(shù)據(jù)庫的副本，用于搜索。可以斷定，為了提高搜索效率，此數(shù)據(jù)庫一定保有大量索引。而中心數(shù)據(jù)庫為了保證數(shù)據(jù)寫入和修改的效率，使用的索引肯定是比較少的。
l 地圖服務(wù)器：使用OpenGL繪制全局地圖。Second
Life客戶端也是使用OpenGL繪制的，此外普通網(wǎng)頁上的SL地圖使用的是Google的地圖API。
l RPC服務(wù)器： XML RPC（遠程過程調(diào)用）服務(wù)器。其作用包含：開發(fā)者需要的，不通過客戶端瀏覽器來操作Second
Life的API，可將XMLRPC服務(wù)器代碼翻譯為in-world請求，與空間數(shù)據(jù)庫和中心數(shù)據(jù)庫通訊。
SecondLife用戶登錄驗證步驟解析
我們不妨通過分析登錄驗證的步驟，來看看這些服務(wù)器是如何進行互相通信的。流程可參見文后圖示。
1. 客戶端對用戶服務(wù)器發(fā)出安全信息校驗和（Checnsum）請求，端口號：12036。
2. 客戶端對登錄服務(wù)器發(fā)出登錄請求：
a) 通過HTTP打包發(fā)送XML RPC進行登錄；
b) Web服務(wù)器（多數(shù)情況下是Apache）與SQL數(shù)據(jù)庫通話，獲得用戶信息，連接模擬器所需信息（比如IP地址）并生成連接；
c) 用戶帳號名稱，MD5口令，客戶端版本，登錄地址請求。
3. 登錄服務(wù)器從數(shù)據(jù)庫獲得授權(quán)證書。
4. 登錄服務(wù)器與網(wǎng)格中的模擬器對話：
a) 決定哪個模擬器負責該客戶端；
b) 請求會話開始；
c) 網(wǎng)格返回與客戶端通訊的UDP端口號 12035，13000-13050
5. SIM響應(yīng)登錄服務(wù)器，告知用戶是否允許登錄到模擬器。
6. 登錄服務(wù)器響應(yīng)客戶端：
a) 返回的信息有，用戶id，會話id，安全會話id，模擬器IP，模擬器端口號，全局坐標，用戶倉庫信息等；
b) 大部分id都是UUID（比如用戶id，會話id，安全會話id）；
c) 用戶id是唯一的，并且是永久的。
7. 客戶端與模擬器握手，并發(fā)送用戶id和會話id。
8. 客戶端與用戶服務(wù)器握手：
a) 發(fā)送出席信息，以便收到組及時消息（Group IM）；
b) 給用戶授予組權(quán)限；
c) 用戶服務(wù)器驗證模擬器會話信息（在數(shù)據(jù)庫的Presence-Agent表中）。
結(jié)語
以上是對SecondLife架構(gòu)的一個簡要介紹，目前國內(nèi)已經(jīng)出現(xiàn)了類似SecondLife的在線虛擬游戲／社區(qū)，希望本文能夠為大家提供一些啟示，同時也期待國內(nèi)的架構(gòu)師們出來分享自己的經(jīng)驗與心得。
說明：本文部分內(nèi)容譯自SecondLife官方wiki。
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[1]簡單地說物理學(xué)模擬器負責物理學(xué)相關(guān)的運算，比如重力加速度的效果，不同物體的空間占位關(guān)系等。Hovak是服務(wù)器端系統(tǒng)（grid）的代號，即將發(fā)布的是Hovak4。
[2]物理學(xué)名詞，來自相對論。時間并不是永遠以我們感受到的當前這種速度進行的，它也會發(fā)生變化；一般和速度有關(guān)。速度越快，越接近于光速，時間就會越慢