Microsoft Azure 上で Photon を構築することで、100 か国を超えるエリア間でのリアルタイム通信対戦を実現 - バンダイナムコスタジオ

株式会社バンダイナムコスタジオの開発指揮のもと、2015 年 3 月より北米で提供を開始した iOS、Android 向けオンライン ゲーム「Fortress Legends」。全世界のプレイヤーとのリアルタイム通信対戦が楽しめる同タイトルは、2016 年夏、日本を含む 100 か国以上へ、提供エリアが拡大される予定です。

Fortress Legends の開発においては、『全世界規模での、ストレスのない、リアルタイム通信対戦機能』をいかにして実装するかが、大きな課題でした。株式会社バンダイナムコスタジオはこの課題に対し、高い信頼性と安定性を有する Microsoft Azure 上で、リアルタイム性に長けたネットワーク エンジン「Photon」を構築。検証を含めわずか半年という短期間で、通信切断を緩和する強固なしくみを備えた同タイトルの開発を完了しています。

プロファイル

業務用ゲーム機やモバイル コンテンツ、PC コンテンツなど、さまざまなプラットフォームの企画、開発、運営を行う株式会社バンダイナムコスタジオ。株式会社バンダイナムコエンターテインメントから開発機能を独立分社化する形で設立した同社は、Fortress Legends に代表されるコンテンツの提供を続けることで、これからも、「世界中の人たちを笑顔にし、幸せにするコンテンツの提供」という同社理念を実践していきます。

導入の背景とねらい
100 か国を超えるエリア間でのリアルタイム通信対戦を実現すべく、Microsoft Azure と Photon の組み合わせを検討

2015 年 3 月に iOS と Android 向けアプリとして提供を開始したオンライン ゲーム「Fortress Legends」。全世界のプレイヤーと最大 4 人同時での CO-OP (協力プレイ) が楽しめる同タイトルは、2016 年 6 月末時点で 10 数か国に展開しており、今夏には提供エリアを 100 か国以上にまで拡大する予定です。

ユーザー数やトラフィック量など、あらゆる観点で大規模なオンライン ゲームだといえる Fortress Legends は、株式会社バンダイナムコスタジオ (以下、バンダイナムコスタジオ) の開発指揮のもと、BANDAI NAMCO Entertainment America Inc. (以下、BNE) より提供されています。

株式会社バンダイナムコスタジオ 技術統括本部 技術本部 ネットワーク統括部 システム2課 係長 井田 浩義 氏は、同ゲームのコンセプトと、そこに必要となった提供基盤の要件について、次のように説明します。

「Fortress Legends は、グローバル提供とマルチ プレイヤー対応、そしてリアルタイム通信対戦の 3 つをコンセプトに掲げ、プロジェクトを発足しました。市場には多くのオンライン ゲームがありますが、100 か国を超えるエリア間でのリアルタイム通信対戦機能を実装したゲームは、いまだ多く存在せず、当社としては大きなチャレンジだったといえます。そのため、当プロジェクトでは企画段階から、この機能をいかにして実装するかを、重要な検討事項として位置付けていました。当時、海外ではリアルタイム対応のネットワーク エンジン『Photon』が話題でしたので、提供基盤に組み込めないかと検討しました」(井田 氏)。

2013 年末のプロジェクト発足後、バンダイナムコスタジオでは、約半年ほどかけて Photon に関する PoC (Proof of Concept、概念実証) を実施します。その結果、同エンジンの実用性が、パブリッシャーである BNE にも認められました。しかし、Photon の採用を正式決定するには、いくつかの課題があったといいます。

「Photon を採用するにあたり、当時の選択肢としては、クラウド型のサービスとオンプレミス型の『Photon Server』が存在していました。Fortress Legends は、企画段階から全世界のプレイヤーをターゲットにしていたため、冗長性や可用性、拡張性に長けたクラウド型が有効だと考えました。しかし、該当のサービスはブラック ボックス化された領域が多い点が大きなネックでした。というのも、社内でカスタマイズが必要になった場合や万が一のトラブルの際、ブラック ボックス化された領域があると、そこへの対処ができなくなる恐れがあるのです。一方の Photon Server は、透明性が担保されるものの、オンプレミスゆえに Photon Server を一から構築する必要があり、技術への深い理解が必要でした。さらにその提供基盤についても検討しなければなりません。当社だけでそれを進めては、時間ばかりが過ぎ、ビジネスの機会を逃してしまいます。そこで、国内で Photon Server の開発や運用をハンドリングできる企業を調べたところ、多くの実績を持つ株式会社FIXER (以下、FIXER) を見つけました」(井田 氏)。

FIXER は、Microsoft Azure を主としたプラットフォーム構築と運用支援を行うクラウド インテグレーターです。近年はオンライン ゲームのプラットフォームとしての採用実績も増えており、Photon Server を採用したシステム基盤構築も数多く手がけます。

株式会社FIXER ジェネラルマネージャー 作原 英輔 氏は、近年、オンライン ゲームのプラットフォームとして Azure の採用実績が増加している理由について、次のように説明します。

「オンライン ゲームを提供するお客様は、DB や アプリケーション サーバーなどに OSS を利用することが多いです。かつては、Azure というと、Windows という印象があったかもしれませんが、実際には数多くの OSS を十分にサポートしており、今では『Azure = オープンなプラットフォーム』というイメージが業界にも浸透してきていると感じています。さらに、世界各国にデータセンターを有している点や高信頼性、構築と運用の容易性といった、Azure が持つ特徴は、オンライン ゲームのプラットフォームにおいて大きなメリットとなります。結果、当社に依頼いただくメーカー様が増加している理由にもなっていると思います。当社は Azure 上での Photon Server 構築の実績もありましたので、Fortress Legends のサービス品質を最適化するためには Azure と Photon Server の組み合わせが最適と考え、同構成をバンダイナムコスタジオ様へ提案しました」(作原 氏)。

Azure 上で Photon Server を構築することで、システムの透明性を担保しながら、グローバル展開に耐えうる冗長性と可用性、拡張性を担保できます。バンダイナムコスタジオでは、Photon Server と Azure のシステム構築に関しては、これまで十分な経験がありませんでした。しかし、双方について多くの実績とノウハウを持つ FIXER のもとであれば、Fortress Legends に必要となるリアルタイム通信対戦機能が実装できると考えたのです。同社は 2014 年夏、プラットフォームへの Azure の採用を決定し、開発を開始しました。

システム概要と導入の経緯、構築
通信切断を緩和する強固なしくみに加え、Jenkins をはじめとした OSS の活用により、スケール アウトの自動化も実現

Fortress Legends では、全世界のユーザー間で、リアルタイムの通信対戦が行われます。100 か国を超える提供エリアの中には当然、通信環境が悪い地域もあります。システム設計においては、こうした不安定な通信環境のもとであっても、プレイ時にネットワーク遅延や切断が発生しないよう配慮する必要がありました。バンダイナムコスタジオと FIXER は、この高度な要件に対応すべく、リアルタイム通信対戦に必要となるシステムとそれ以外のシステムとを別個に構築する方式を採用しました。具体的には、リプレイ データや対戦履歴などを含むリアルタイム通信対戦に必要なデータを Azure 上の Worker 群で管理し、スムーズかつ通信切断に強いしくみを構築。アイテムや装備品などのデータに関しては、別システムで管理する方式をとっています。

同プロジェクトの Azure 上の Worker プログラムの実装を主に担当する、株式会社バンダイナムコスタジオ 技術統括本部 技術第1開発本部 プログラム3部 竹内 大五郎 氏は、同システムの利点について、次のように説明します。

「従来の通信対戦機能を備えたタイトルは、基本的に、プレイヤーのだれかがホストになる『P2P (Peer to Peer) 方式』を採用していました。しかしこの場合、ホストの通信が切断されると、対戦者全員が落ちてしまうというリスクがあります。今回構築したシステムでは、そのホスト役を Azure 上の Worker 群が担うことにより、快適で安定した通信対戦を実現しています。各プレイヤーが順番に操作するターン制のタイトルならば、通信切断が発生しても復帰まで待つことができますが、アクション主体のタイトルではそうもいきません。加えて Fortress Legends の場合、『通信環境が安定しないプレイヤーがいても快適にプレイできる』という前提条件があります。高い安定性と信頼性を持つ Azure を基盤に採用したことは、このネットワーク要件をクリアする面でも、正解だったと感じています」(竹内 氏)。

また、Fortress Legends では、Azure 上に構築した OSS ベースのシステムも、大きな役割を担っています。その代表例が、継続的インテグレーション ツールである Jenkins と、ネットワーク監視ツールの Zabbix です。

作原 氏とともにインフラの構築と運用を手がける、株式会社FIXER Cloud Solutions Engineer 塩田 猛雄 氏は、Jenkins と Zabbix の役割について、次のように説明します。

「国内向けのタイトルでは、サーバーへのアクセスが集中するピーク タイムに合わせたスケール アウトを、手動でも対応可能でした。しかし Fortress Legends のように、全世界のユーザーが 24 時間 365 日プレイできる環境を安定して提供するには、手動対応では限界があり、スケール アウトの自動化が必須となります。そこで、ネットワーク監視システムで閾値の超過を確認した際に自動でスケール アウトするしくみを、Jenkins と Zabbix で構築しました」(塩田 氏)。

「これは、容易にスケール アウトができる Azure の拡張性があればこそ実現したしくみでもあります。また、こういった OSS ベースのシステムも、Azure であれば柔軟に構築が可能ですので、開発をスムーズに進めることができました」(作原 氏)。

導入ソフトウェアとサービス

• Microsoft Azure

導入メリット

• Microsoft Azure 上で Photon を構築したことで、「全世界規模での、ストレスのない、リアルタイム通信対戦機能」の実装が実現できた
• Microsoft Azure の優れた拡張性と OSS サポートにより、Jenkins と Zabbix を組み合わせたスケール アウトの自動化が実装でき、サービス提供の安定性を向上できた
• Microsoft Azure および Photon に関して十分な実績とノウハウを持つ FIXER と協力することで、短期間で、難易度の高い試みを成功に導くことができた

導入の効果
容易な構築を実現する Azure と、FIXER の支援により、わずか半年で開発が完了。運用コストの圧縮も実現

バンダイナムコスタジオにとってチャレンジングなタイトルである Fortress Legends ですが、その開発は、検証を含めわずか半年という短期間で完了したといいます。

Azure を採用した効果として、井田 氏はまず、世界規模のリアルタイム通信対戦機能を実装したゲーム タイトルを短期間で完成させることができた点を評価します。

「世界中のプレイヤーが快適にリアルタイム通信対戦を楽しめるというコンセプトはもちろん、それを支えるべく採用した Photon と Azure も、当社としては新機軸の試みでした。しかし、『Azure だから困った』といった問題はまったくなく、むしろ、『Azure ほど気にかけなくてよいインフラは他にほとんどない』と感じたほどです。短期間で満足のいくシステムが開発できましたが、これは、Azure が有する使い勝手のよい UI や機能と、FIXER という心強いパートナーに支援いただけたことの 2 点が、大きな要因だと考えています」(井田 氏)。

また、スケール アウトの自動化は、運用負荷の軽減とサービス提供の安定化に結びついているといいます。さらに、Azure の採用により、ランニング コストも大幅に圧縮できていると、作原 氏は続けます。

「オンライン ゲームのランニング コストは、データ転送料が多くを占めています。今回のシステム構成の場合、Azure で発生する料金のほとんどがこのデータ転送料となります。Azure は他の事業者と比較し、このコストが低く設定されていますので、他のクラウド サービスの場合と比較し、運用コストの圧縮が実現できています」(作原 氏)。

こうしたメリットは、FIXER がこれまでに培ってきた多くの Azure 実績を背景に、生みだすことができたと、塩田 氏は語ります。

「当社はクラウド インテグレーターとしてさまざまなお客様の案件に対応していますが、その中でも Azure を活用した実績が特に多く、知識や技術はもちろん、運用上で躓きやすいポイントといった各種ノウハウまで熟知しています。今回は Photon と Azure を組み合わせた案件でしたので、当社が持つ知見を最大限に活用して、サポートすることができました」(塩田 氏)。

今後の展望
培った Azure の知見と FIXER の支援のもと、Fortress Legends のさらなる躍進を目指す

Fortress Legends は、2016 年夏に、全世界 100 か国以上へのサービス エリア拡大を予定しています。そこでの認知度とユーザーの増加に伴い、提供基盤に必要となるリソースも増加が予想されます。すでにスケール アウトの面では自動化がなされていますが、より安定したプレイ環境の提供へ向けては、自動化の対応範囲を拡大していくことも必要になります。

「世界規模で安定したプレイ環境を提供するには、自動化で対応できる範囲を、すでに実装している領域以上に拡大していくことが不可欠です。こうした、サービス提供をより安定化させる方法の検討とその実装において、FIXER へはさらなる提案やサポートを期待しています。また、今後、同タイトルのようなグローバル展開を視野に入れたオンライン ゲームが、市場の主流になっていくでしょう。今回のプロジェクトで、Azure や Photon についてのノウハウを蓄積できました。Fortress Legends のサービス拡大だけでなく、新しいコンテンツ展開においても、ここで得た知見を生かしていきたいと考えています」(井田 氏)。

「これまで慣れ親しんだ環境から離れて新しい取り組みを行うことは、メーカー様としては非常に勇気がいることです。バンダイナムコスタジオ様は積極的にそういったことにチャレンジいただけますので、当社としても期待に応えられるよう、精いっぱいサポートしていきます。そのためにも、マイクロソフトへは、市場の変化に十分対応できるクラウド基盤を継続して提供いただけるよう、期待したいですね」(作原 氏)。

世界規模でのリアルタイム通信対戦を実装する Fortress Legends は、提供エリアとユーザー数の拡大とともに、今後さらなる進化を遂げようとしています。バンダイナムコスタジオでは、今回のプロジェクトで培った Azure の知見と FIXER の支援のもと、同タイトルのさらなる躍進と、あらたなサービス開発を進めていきます。

ユーザー コメント
「世界中のプレイヤーが快適にリアルタイム通信対戦を楽しめるというコンセプトはもちろん、それを支えるべく採用した Photon と Azure も、当社としては新機軸の試みでした。しかし、『Azure だから困った』といった問題はまったくなく、むしろ、『Azure ほど気にかけなくてよいインフラは他にほとんどない』と感じたほどです。短期間で満足のいくシステムが開発できましたが、これは、Azure が有する使い勝手のよい UI や機能と、FIXER という心強いパートナーに支援いただけたことの 2 点が、大きな要因だと考えています」

株式会社バンダイナムコスタジオ
技術統括本部
技術本部
ネットワーク統括部
システム2課
係長
井田 浩義 氏

パートナー企業

• 株式会社FIXER

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