摘要：目前，騰訊內(nèi)部業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境基本全部實(shí)現(xiàn)了容器化，在技術(shù)大會(huì)中，騰訊云高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理劉永峰曾發(fā)表演講時(shí)代，公有云面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。本文中劉永峰展望了容器技術(shù)在游戲云的應(yīng)用。

容器技術(shù)是一種輕量級(jí)虛擬化技術(shù)，能夠以很細(xì)的粒度，虛擬化獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。這就意味著，一臺(tái)物理的服務(wù)器，或者是一臺(tái)云上面的虛擬服務(wù)器，能夠同時(shí)運(yùn)行成百上千個(gè)獨(dú)立的容器。

基于游戲行業(yè)“短平快”的鮮明特點(diǎn)， 每一個(gè)游戲世界里面，每一種業(yè)務(wù)邏輯，譬如控制人物的行走，戰(zhàn)斗，場(chǎng)景，聊天，存檔，數(shù)據(jù)庫(kù)等，都可以運(yùn)行在一個(gè)獨(dú)立的容器中。這一系列的容器，就構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立的游戲世界的自治系統(tǒng)。 目前，騰訊內(nèi)部業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境基本全部實(shí)現(xiàn)了容器化，在2014 Container技術(shù)大會(huì)中，騰訊云高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理劉永峰曾發(fā)表演講“Docker時(shí)代，公有云面臨的挑戰(zhàn)和機(jī)遇”。本文中劉永峰展望了容器技術(shù)在游戲云的應(yīng)用。以下為原文：

什么是容器？

容器（Container）是一種輕量級(jí)的虛擬化技術(shù)，所謂輕量級(jí)虛擬化，就是使用了一種操作系統(tǒng)層虛擬化技術(shù)，這種技術(shù)允許一個(gè)操作系統(tǒng)上用戶空間被分割成幾個(gè)獨(dú)立的單元在內(nèi)核中運(yùn)行，彼此互不干擾，這樣一個(gè)獨(dú)立的空間，就稱之為一個(gè)容器。舉個(gè)例子，一個(gè)操作系統(tǒng)，可以類比成一套公寓，那么容器，就相當(dāng)于公寓中的一個(gè)房間，大家共享同一個(gè)客廳，廚房和衛(wèi)生間。但是房間和房間之間彼此隔離，一個(gè)房間里面的人的活動(dòng)，不會(huì)影響到其他房間的住客。房間也有門，有一定的安全措施。隨著虛擬化技術(shù)的發(fā)展，一臺(tái)物理的機(jī)器可以虛擬成多臺(tái)虛擬機(jī)，但是虛擬一個(gè)獨(dú)立操作系統(tǒng)是存在系統(tǒng)損耗的，不可能虛擬太多。而容器就不同了，同一臺(tái)機(jī)器，可以運(yùn)行幾十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)容器?；緵]有太大的性能上的損耗，并且啟動(dòng)一個(gè)容器，就像啟動(dòng)一個(gè)進(jìn)程那么簡(jiǎn)單，在秒級(jí)的時(shí)間即可完成。因此在某些場(chǎng)景下，容器技術(shù)會(huì)有非常大的優(yōu)勢(shì)。

容器技術(shù)的發(fā)展歷程

容器的技術(shù)并不是一項(xiàng)很新的技術(shù)，早在十多年前，其思想就已經(jīng)開始得到應(yīng)用了。2005年，Solaris系統(tǒng)率先推出了容器的概念。2007年的時(shí)候，容器技術(shù)的核心特性cgroup正式進(jìn)入Liunux內(nèi)核。2011年，已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)化的規(guī)范。業(yè)界在對(duì)容器的使用上，也越來(lái)越廣泛，特別是一些大的互聯(lián)網(wǎng)公司，國(guó)內(nèi)的騰訊，百度，都已經(jīng)在內(nèi)部生產(chǎn)環(huán)境中大規(guī)模使用了容器技術(shù)。對(duì)于容器技術(shù)使用最成熟的當(dāng)屬Google，Google內(nèi)部的幾乎所有的業(yè)務(wù)，其運(yùn)行環(huán)境基本全部實(shí)現(xiàn)了容器化。容器發(fā)展的最重要的一個(gè)里程碑是Docker的出現(xiàn)。很多人有誤解，Docker其實(shí)并不是一種虛擬化的技術(shù)，而是一種容器的管理技術(shù)，它主要由容器管理引擎，客戶端以及AUFS文件系統(tǒng)組成。將容器的構(gòu)建，分發(fā)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)化了。因此出來(lái)一年多，其熱度已經(jīng)席卷全球。

容器技術(shù)有哪些優(yōu)勢(shì)

隨著容器技術(shù)的發(fā)展，特別是插上Docker的翅膀后，顯得如虎添翼。它有什么優(yōu)勢(shì)，能夠解決什么問題呢？

這里總結(jié)了如下幾點(diǎn)：

提升了虛擬化的粒度：由于Container是一種操作系統(tǒng)層的虛擬化技術(shù)，可以在進(jìn)程級(jí)別進(jìn)行隔離，因此一臺(tái)物理的機(jī)器，可以運(yùn)行非常多的容器，而將性能損耗降到較低。當(dāng)然也支持在虛擬機(jī)上運(yùn)行容器。因此，一些低成本，支持動(dòng)態(tài)伸縮的微服務(wù)成為可能。譬如一個(gè)個(gè)人站點(diǎn)，一個(gè)公眾賬號(hào)，一個(gè)個(gè)人博客。當(dāng)然也可以用于游戲服的場(chǎng)景。

IT服務(wù)交付標(biāo)準(zhǔn)化：在Docker中，有容器和倉(cāng)庫(kù)的概念，任何服務(wù)，都可以打包成容器。容器可以存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)中。當(dāng)需要執(zhí)行式，直接從倉(cāng)庫(kù)中拉取進(jìn)行執(zhí)行。屏蔽了底層IT基礎(chǔ)設(shè)施之間的差異。服務(wù)的運(yùn)營(yíng)實(shí)體不需要了解容器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，只需要從倉(cāng)庫(kù)中拉取進(jìn)行執(zhí)行就行了。因此可以在IT服務(wù)的交付和使用者之間劃開一條清晰的界限。非常適合目前IT服務(wù)分工越來(lái)越細(xì)的趨勢(shì)。

開發(fā)，測(cè)試，部署一體化：系統(tǒng)的持續(xù)集成，持續(xù)部署，一直是IT開發(fā)人員，運(yùn)維人員夢(mèng)寐以求的事情，但是實(shí)際上，解決起來(lái)非常困難，很多時(shí)候，開發(fā)出來(lái)后，要花很大力氣搭建一套測(cè)試環(huán)境，測(cè)試完成后，又得重新搭建一套運(yùn)營(yíng)環(huán)境。而Docker三個(gè)核心的概念Build，Ship，Run，其實(shí)涵蓋了從開發(fā)到部署到執(zhí)行的全流程。以容器為單位，當(dāng)開發(fā)完成后，打包成容器，放到倉(cāng)庫(kù)，然后進(jìn)入測(cè)試流程，測(cè)試完成后，依然push到倉(cāng)庫(kù)，最后到生成環(huán)境。讓三個(gè)環(huán)節(jié)平滑的銜接。避免了復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境搭建的工作量。

游戲托管的主要特點(diǎn)

前一部分主要介紹了容器技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，那如何和游戲來(lái)結(jié)合呢。這得現(xiàn)成游戲行業(yè)本身的特點(diǎn)以及業(yè)務(wù)特征說起。其實(shí)游戲行業(yè)是對(duì)云的接受度較高，但是也是對(duì)云的特點(diǎn)使用最不充分的行業(yè)。俗話說，游戲行業(yè)，特別是現(xiàn)在比較火的手游行業(yè)，本質(zhì)是“短平快”：

短：游戲生命周期短，特別是手游，一般一款游戲，只有一年左右的生命周期；
平：游戲后臺(tái)架構(gòu)是一個(gè)扁平的架構(gòu)，大部分游戲都是單區(qū)單服，一臺(tái)機(jī)器，一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以搞定好多個(gè)游戲服；
快：游戲滾服快，很多游戲，用戶都是爆炸式增長(zhǎng)，通常一個(gè)游戲服，只支持固定數(shù)量的用戶，達(dá)到用戶上線，就開一個(gè)新的服，因此主要表現(xiàn)在開服快，同時(shí)，也由于生命周期短，也需要開發(fā)快，部署上線快。

游戲業(yè)務(wù)的后臺(tái)服務(wù)器架構(gòu)，目前大多數(shù)也沿襲了傳統(tǒng)的模式，以比較常見的單區(qū)單服架構(gòu)為例，通常都是使用一臺(tái)性能比較好的機(jī)器，譬如16核64G內(nèi)存，在機(jī)器上開一定數(shù)量的游戲服（相當(dāng)于同時(shí)運(yùn)行多個(gè)游戲后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程，通過不同的端口來(lái)提供服務(wù)）。每個(gè)服支撐固定數(shù)量的在線用戶。每個(gè)游戲服，構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立的游戲世界，不同游戲服之間，數(shù)據(jù)是不互通的。游戲服有多有少，以騰訊云的某一款游戲?yàn)槔?，一臺(tái)16核的云服務(wù)器，開到80~100個(gè)游戲服。為什么不是一臺(tái)服務(wù)器開一個(gè)游戲服呢？主要還是成本方面的考慮。當(dāng)然也有人會(huì)問，為什么不能每個(gè)游戲服用戶數(shù)多一些，從而開少一些的游戲服呢？這主要是由于游戲特點(diǎn)決定的，例如MMORPG（多人在線RPG）類的游戲，每個(gè)游戲服，地圖有限，不可能支撐太多用戶，同時(shí)，用戶太多，等級(jí)差異較大，造成游戲生態(tài)系統(tǒng)不平衡。因此，每個(gè)游戲服用戶數(shù)，是一個(gè)恒定的量。

傳統(tǒng)游戲后臺(tái)架構(gòu)存在的問題

一臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行大量的游戲服，當(dāng)機(jī)器宕機(jī)時(shí)，影響的用戶面比較廣；
由于每一個(gè)游戲服是一個(gè)后臺(tái)服務(wù)進(jìn)程，進(jìn)程之間沒有強(qiáng)隔離，會(huì)導(dǎo)致不同游戲服之間資源分配不均勻，或者資源相互搶占的問題；
一個(gè)游戲中，會(huì)涉及很多不同種類的業(yè)務(wù)邏輯，譬如登錄，聊天，戰(zhàn)斗，行走，甚至記錄日志。傳統(tǒng)的方式情況下，為了簡(jiǎn)化部署，大多都運(yùn)行在同一臺(tái)服務(wù)器上面。因此需要不同的進(jìn)程或者線程去完成這些業(yè)務(wù)邏輯。管理起來(lái)非常的復(fù)雜，特別是當(dāng)一臺(tái)機(jī)器上同時(shí)存在很多組游戲服時(shí)。

當(dāng)然，也有一些優(yōu)化后的架構(gòu)，譬如將一個(gè)游戲大區(qū)里面登錄邏輯獨(dú)立出來(lái)，由一組多帶帶的服務(wù)器去承載。但是，要讓一個(gè)游戲世界，所有的業(yè)務(wù)邏輯都能協(xié)調(diào)運(yùn)行，依然是一個(gè)非常復(fù)雜的事情。特別是一臺(tái)物理的機(jī)器，部署了多組游戲服時(shí)。

一個(gè)全新的游戲自治系統(tǒng)

前面的章節(jié)談到了容器技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)。其中比較重要的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，容器技術(shù)是一種輕量級(jí)虛擬化技術(shù)，能夠以很細(xì)的粒度，虛擬化獨(dú)立的系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境。這就意味著，一臺(tái)物理的服務(wù)器，或者是一臺(tái)云上面的虛擬服務(wù)器，能夠同時(shí)運(yùn)行成百上千個(gè)獨(dú)立的容器。每一個(gè)游戲世界里面，每一種業(yè)務(wù)邏輯，譬如控制人物的行走，戰(zhàn)斗，場(chǎng)景，聊天，存檔，數(shù)據(jù)庫(kù)等，都可以運(yùn)行在一個(gè)獨(dú)立的容器中。這一系列的容器，就構(gòu)成了一個(gè)獨(dú)立的游戲世界的自治系統(tǒng)。一個(gè)自治系統(tǒng)里面的所有容器，可以運(yùn)行在一臺(tái)物理的機(jī)器上面，也可以分布在彼此獨(dú)立的機(jī)器上面。同時(shí)，還可以根據(jù)每一類業(yè)務(wù)使用資源的不同，合理的規(guī)劃這一類容器的資源用量，做到彼此互不干擾。當(dāng)然，如果只是純粹的容器技術(shù)，這個(gè)自治系統(tǒng)里面的容器管理也是一個(gè)大問題。但是Docker技術(shù)的出現(xiàn)，為我們完美的解決了這個(gè)問題。Docker里面有倉(cāng)庫(kù)的概念，所有的自治系統(tǒng)的基本單元（容器），都可以存儲(chǔ)在倉(cāng)庫(kù)中，同時(shí)，借助于FIG，SERF等容器編排，以及服務(wù)自發(fā)現(xiàn)的技術(shù)。當(dāng)這些容器被分發(fā)到一個(gè)運(yùn)行環(huán)境（一批執(zhí)行的服務(wù)器）時(shí)，能夠?qū)⒁粋€(gè)自治系統(tǒng)快速構(gòu)建出來(lái)。讓一個(gè)游戲世界的后臺(tái)架構(gòu)，能夠在秒級(jí)的時(shí)間里面快速重建。這將完全顛覆游戲開服的概念。我們知道，現(xiàn)在的開服，需要申請(qǐng)機(jī)器，安裝軟件版本，修改配置等非常繁瑣的操作，雖然通過腳本，可以基本實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，但是依然需要一部分人工去介入。結(jié)合了Docker等技術(shù)，只需要分發(fā)和復(fù)制就可以了，將Docker所提倡的三個(gè)核心概念Build,Ship,Run體現(xiàn)的淋漓極致。

容錯(cuò)和熱遷移

游戲的穩(wěn)定性一直是運(yùn)營(yíng)方更為關(guān)心的問題。一次異常的宕機(jī)，可能導(dǎo)致非常大得損失。傳統(tǒng)模式下，一臺(tái)服務(wù)器，同時(shí)運(yùn)行幾十組游戲服時(shí)，一次宕機(jī)，可能會(huì)影響數(shù)萬(wàn)的游戲玩家。當(dāng)游戲服的所有業(yè)務(wù)邏輯實(shí)現(xiàn)容器化后，某一次機(jī)器故障，可能只是影響到了部分游戲服里面的某些業(yè)務(wù)邏輯。我們可以將一個(gè)游戲自治系統(tǒng)看做是一個(gè)正在運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器。一起出現(xiàn)故障時(shí)，需要重新啟動(dòng)并組裝機(jī)器，現(xiàn)在可以做到在不停機(jī)的情況下，替換零件。譬如控制行走任務(wù)的容器正好位于某個(gè)故障機(jī)器時(shí)，可能只是瞬時(shí)的卡頓，立即就恢復(fù)正常。借助某些監(jiān)控的手段，一些重要的業(yè)務(wù)邏輯甚至可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)備份容器，當(dāng)一個(gè)邏輯出現(xiàn)問題時(shí)，能夠快速切換到另外一個(gè)備用容器。

未來(lái)的展望

游戲?qū)τ谠频氖褂?，目前還處于非常初級(jí)階段，大部分游戲廠商，還是使用的傳統(tǒng)的IDC托管，即使使用云的廠商，也是將云主機(jī)當(dāng)傳統(tǒng)的物理機(jī)在使用。容器技術(shù)雖然有多年的發(fā)展，但是Docker之類技術(shù)目前還只是襁褓中的嬰兒。游戲領(lǐng)域能夠接受容器的概念，還需要一個(gè)探索和實(shí)踐的過程。但是隨著游戲領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)加劇，低成本，精細(xì)化運(yùn)營(yíng)是未來(lái)的趨勢(shì)。游戲一直是騰訊云最重要的拓展領(lǐng)域，由于有國(guó)內(nèi)較大規(guī)模的游戲用戶群體，因此對(duì)于游戲理念的理解，游戲架構(gòu)的設(shè)計(jì)以及運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，一直是騰訊云最重要的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)之一，所以騰訊云很早就啟動(dòng)了容器技術(shù)在游戲領(lǐng)域的研究。目前，容器技術(shù)在騰訊的社交網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)有多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，內(nèi)部業(yè)務(wù)運(yùn)行環(huán)境基本全部實(shí)現(xiàn)了容器化。相信很快在游戲領(lǐng)域也會(huì)逐步應(yīng)用開來(lái)。在文章的最后，我想到和某個(gè)從國(guó)外回來(lái)的大型游戲公司的老板在聊天時(shí)，他給我描述的未來(lái)游戲世界的一種場(chǎng)景。全世界所有游戲玩家都在一個(gè)游戲世界里面。有堪比現(xiàn)實(shí)世界般廣袤的地圖。游戲中的場(chǎng)景和人物都由強(qiáng)大云計(jì)算支撐的AI智能控制，整個(gè)游戲，就是現(xiàn)實(shí)世界的完全模擬。或許借助于文章中展望的技術(shù)，我們會(huì)看到類似的這種大同的景象。