Abstraction de communication pour la synchronisation de données dans les systèmes virtuels et répartis : application aux jeux multijoueurs sur téléphone portable

Communication abstraction for data synchronization in distributed virtual environments : application to multiplayer games on mobile phones

• Auteur / Autrice : Abdul Malik Khan
• Direction : Guy Bernard, Antoine Beugnard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 17/06/2010
• Etablissement(s) : Evry, Institut national des télécommunications
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Ingénierie (Evry ; 2008-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Université : Université d'Évry-Val-d'Essonne (1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : INF - SAMOVAR

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes virtuels (informatique)

Téléphonie mobile

Mots clés libres

Jeu multi-joueurs

Système virtuel et réparti

Multiplayer games

Distributed virtual environments

Consistency maintenance

Architecture

Résumé

Dans les jeux multijoueurs, où plusieurs joueurs participent à une même partie et communiquent entre eux à travers un réseau, les joueurs peuvent avoir des visions différentes du jeu en raison des délais de communication. Ceci engendre des incohérences encore plus importantes sur les réseaux mobiles tels que les réseaux 3G où les délais de communication peuvent atteindre plusieurs secondes. Des algorithmes doivent donc être mis en place pour maintenir la cohérence entre les joueurs. Ces algorithmes sont assez complexes et difficiles à programmer et mettre au point. Le but de cette thèse est de proposer une architecture logicielle qui découple la conception du jeu, de ses besoins de communication en proposant une infrastructure de communication qui pourra être interchangeable en fonction des technologies ; cette infrastructure prend la forme originale d'un composant de synchronisation. Ainsi, les conséquences des propriétés physiques du transport des informations pourront être plus ou moins masquées en intégrant dans cette infrastructure les algorithmes adéquats.

Multiplayer games users' have increased since the widespread use of the internet. Withthe arrival of rich portable devices and faster cellular wireless networks, multiplayer games on mobile phones and PDAs are becoming a reality. For multiplayer games to be playable, they should be highly interactive, fair and should have a consistent state for all the players. Because of the high wireless network latency and jitters, the issue of providing interactive games with consistent state across the network is non-trivial. In this thesis, we propose different approaches for achieving consistency in mobile multiplayer games in the face of high latency and large and variable jitters. Although absolute consistency is impossible to achieve because information takes time to travel from one place to another, we exploit the fact that strong consistency is not always required in the virtual world and can be relaxed in many cases. Our proposed approach uses the underlying network latency and the position of different objects in the virtual world to decide when to relax consistency and when to apply strong consistency mechanisms. We evaluate our approach by implementing these algorithms in J2ME based games played on mobile phones. The algorithms for consistency mechanism are very complex and are often intermixed with the game core logic's code, which makes it hard to program a game and to change its code in the future. We propose to separate the consistency mechanisms from the game logic and put them in a distributed component responsible for both consistency maintenance and communication over the network. We call this reusable component a Synchronization Medium.