علوم رایانش و فناوری اطلاعات

مطالعه‌ی موردی بازی تحت ابر با رویکرد ارزیابی کارایی

نویسندگان

دانشکده مهندسی کامپیوتر، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران

چکیده

بازی تحت ابر، روشی جدید برای عرضه‌ی بازی‌های رایانه‌ای به کاربران است. در این روش، بازی‌های پیچیده بر روی یک سرور ابری قوی اجرا شده و سپس صحنه‌های بازی از طریق اینترنت به کاربران فرستاده می‌شوند. ازآنجایی‌که تمام محاسبات بر روی سرور ابری اجرا می‌شود، کاربران با سخت‌افزار محدود نیز می‌توانند این بازی‌ها را انجام دهند. وقایع کنترلی دستگاه‌های کاربران، به سرور ابری بازگردانده می‌شوند و کاربران دائماً با سرور ابری در تعامل هستند. کیفیت سرویس به توصیف میزان کیفیت خدمات ارائه‌شده گفته می‌شود و زمان پاسخ، به‌عنوان یکی از معیارهای مهم کارایی، از جمله پارامترهایی است که در کیفیت سرویس ارائه شده توسط بازی تحت ابر تأثیرگذار می‌باشد. در این پژوهش به مطالعه‌ی موردی بازی تحت ابر با رویکرد ارزیابی کارایی از طریق اندازه‌گیری زمان پاسخ پرداخته شده است. در این راستا ابتدا یک بازی رایانه‌ای پیاده‌سازی شده و سپس یک بستر بازی تحت ابر فراهم شده است. پس از آن، بازی به اجرا درآمده و زمان پاسخ بر مبنای تغییر در پنج مؤلفه‌ی کیفیت نمایش صحنه، مقدار حداکثر پهنای باند، تعداد فریم‌ها در هر ثانیه، تعداد کاربران متصل به‌صورت هم‌زمان و نوع سرویس‌گیرنده‌های آن‌ها اندازه‌گیری شده است. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که افزایش کیفیت نمایش صحنه و افزایش تعداد فریم‌ها در هر ثانیه، منجر به کاهش کارایی؛ و افزایش پهنای باند، موجب افزایش کارایی می‌شود. همچنین موبایل نسبت به لپ‌تاپ و تبلت از کارایی بالاتری برخوردار است. از طرفی، بستر بازی تحت ابر فراهم شده برای ارائه‌ی محتوای با سطح گرافیک بالا می‌تواند تنها به پنج کاربر به طور هم‌زمان خدمت‌رسانی کند.

کلیدواژه‌ها

  • [1] H. H. Jouni Smed, Algorithms and Networking for Computer Games, 2nd ed. England: John Wiley & Sons, Ltd, 2017.
  • [2] S. Rabin, Introduction to Game Development, 2nd ed. (Game development series). Boston, MA: Course Technology Cengage Learning, 2010.
  • [3] R. E. Ferdig, Handbook of Research on Effective Electronic Gaming in Education. USA: IGI, 2008, p. 1762.
  • [4] R. Shea, J. Liu, E. C. Ngai, and Y. Cui, "Cloud Gaming: Architecture and Performance," IEEE Network, vol. 27, no. 4, pp. 16-21, 2013.
  • [5] W. Cai, R. Shea, C. Huang, K. Chen, J. Liu, V. C. M. Leung, and C. Hsu, "A Survey on Cloud Gaming: Future of Computer Games," IEEE Access, vol. 4, pp. 7605-7620, 2016.
  • [6] P. Rajeswari and K. Jayashree, "Survey on QoS Metrics and Ranking in Cloud Services," International Journal of Engineering & Technology, Cloud Computing, vol. 7, no. 1.3, p. 146-149, 2017.
  • [7] M. Marchese, QoS Over Heterogeneous Networks, 1st ed. England: John Wiley & Sons Ltd, 2007, p. 328.
  • [8] M. H. Ghahramani, M. Zhou, and C. T. Hon, "Toward Cloud Computing QoS Architecture: Analysis of Cloud Systems and Cloud Services," IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica, vol. 4, no. 1, pp. 6-18, 2017.
  • [9] S. Wang and S. Dey, "Addressing Response Time and Video Quality in Remote Server Based Internet Mobile Gaming," in 2010 IEEE Wireless Communication and Networking Conference, Sydney, NSW, Australia, 18-21 April 2010, pp. 1-6.
  • [10] O. S. Penaherrera-Pulla, C. Baena, S. Fortes, E. Baena, and R. Barco, "Measuring Key Quality Indicators in Cloud Gaming: Framework and Assessment Over Wireless Networks," Sensors (Basel), vol. 21, no. 4, Feb 17 2021.
  • [11] M. Taha, A. Canovas, J. Lloret, and A. Ali, "A QoE Adaptive Management System for High Definition Video Streaming Over Wireless Networks," Telecommunication Systems, 2021. [Published Online]
  • [12] M. Hemmati, A. Javadtalab, A. A. N. Shirehjini, S. Shirmohammadi, and T. Arici, "Game as Video: Bit Rate Reduction through Adaptive Object Encoding," presented at the Proceeding of the 23rd ACM Workshop on Network and Operating Systems Support for Digital Audio and Video, Oslo, Norway, 26 Feb-1 Mar, 2013.
  • [13] L. He, G. Liu, and Y. Chen, "Buffer Status and Content Aware Scheduling Scheme for Cloud Gaming Based on Video Streaming," in 2014 IEEE International Conference on Multimedia and Expo Workshops (ICMEW), Chengdu, China, 14-18 July 2014.
  • [14] M. Claypool and K. Claypool, "Latency and Player Actions in Online Games," Commun. ACM, vol. 49, pp. 40-45, 2006.
  • [15] م. منجم، ر. ابوالفتحی، و ه. رودکی، "ارائه معیار کمی ارزیابی کیفیت ویدئو مبتنی بر ناحیه مورد علاقه در بازی‌های ابری، " نشریه علوم رایانش و فناوری اطلاعات، مجلد 17، شماره 1، سال 1398
  • [16] T. N. B. Duong, X. Li, R. S. M. Goh, X. Tang, and W. Cai, "QoS-Aware Revenue-Cost Optimization for Latency-Sensitive Services in IaaS Clouds," in 2012 IEEE/ACM 16th International Symposium on Distributed Simulation and Real Time Applications, Dublin, Ireland, 25-27 Oct. 2012.
  • [17] E. Dhib, K. Boussetta, N. Zangar, and N. Tabbane, "Cost, Energy, and Response Delay Awareness-Solution for Cloud Resources Management: Proposition of a Predictive Dynamic Algorithm for VMs Allocation Over a Distributed Cloud Infrastructure," Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 2021. [Published Online]
  • [18] M. H. Yami, F. Pakdaman, and M. R. Hashemi, "SARA-SDN: State Aware Resource Allocation in SDN to Improve QoE in Cloud Gaming," presented at the Proceedings of the 25th ACM Workshop on Packet Video, Istanbul, Turkey, 10-11 Jun, 2020.
  • [19] A. Khatibi Bardsiri and S. M. Hashemi, "QoS Metrics for Cloud Computing Services Evaluation," International Journal of Intelligent Systems and Applications, vol. 6, pp. 27-33, 11/08 2014.
  • [20] UnityTechnologies. "Unity." https://unity.com/ (accessed April, 2021).
  • [21] MirrorNetworking. "Mirror Networking Open Source Networking for Unity." https://mirror-networking.com/ (accessed April, 2021).
  • [22] P. Cloud. "Parsec." https://parsec.app/ (accessed April, 2021).
  • [23] Parsec. "Parsec SDK." https://parsec.app/game-streaming-technology (accessed April, 2021).
  • [24] Microsoft. "Power BI" https://powerbi.microsoft.com/ (accessed September, 2021).
علوم رایانش و فناوری اطلاعات
دوره 19، شماره 1
بهار و تابستان
اردیبهشت 1400