Zusammenfassung des Systempraktikums zur Entwicklung eines Neunermühle-Clients

Überblick

Dieses Dokument fasst die Anforderungen und Vorgaben für die Entwicklung eines Clients für das Spiel Neunermühle im Rahmen des Systempraktikums der Ludwig-Maximilians-Universität München zusammen. Der Client soll in der Programmiersprache C entwickelt werden und mit einem bereitgestellten Gameserver sowie einem Webinterface interagieren.

Projektphasen

Das Systempraktikum ist in zwei Hauptphasen unterteilt:

Prolog: Beitritt zum Spiel und Austausch von Spielinformationen.
Spielverlauf: Verwaltung des Spiels, einschließlich Idle-Zeiten, Zügen und Spielende.
Spielzug: Übermittlung und Verarbeitung von Spielzügen.

Systemkomponenten

Gameserver

Implementiert den Spielablauf und fungiert als Spielleiter.
Verantwortlich für die Einhaltung der Spielregeln.
Stellt eine zeilenorientierte TCP-Verbindung zur Verfügung.

Webinterface

Zugang unter http://sysprak.priv.lab.nm.ifi.lmu.de.
Ermöglicht die Verwaltung von Partien.
Bietet die Möglichkeit, als menschlicher Mitspieler an Partien teilzunehmen (Beobachter oder Mitspieler).
Nur über das MWN1-Netzwerk erreichbar (z.B. via SSH-Tunnel).

Clientarchitektur

Der zu entwickelnde Client besteht aus zwei Prozessen:

Thinker
- Berechnet den nächsten Spielzug.
- Empfängt Signale vom Connector und liest Informationen aus dem gemeinsamen Speicherbereich.
- Sendet das berechnete Spielzug-Ergebnis über eine unnamed Pipe an den Connector.
Connector
- Verantwortlich für die Kommunikation mit dem Gameserver.
- Verarbeitet Anfragen vom Gameserver und teilt Informationen dem Thinker mit.
- Sendet berechnete Spielzüge an den Gameserver.

Übersicht der Client-Komponenten

Thinker Connector
    Spielfeld / Infos
    Shared Memory
    Bereich
    (Pipe)
    Übertragung Spielzug
    Denkanstoß
    (Signal)
    TCP Verbindung
    zum Server

Kommunikationsprotokoll

Der Client kommuniziert mit dem Gameserver über ein zeilenorientiertes TCP-Protokoll. Jede Zeile endet mit einem Newline-Zeichen (\n).

Verbindungsdetails

Hostname: sysprak.priv.lab.nm.ifi.lmu.de
Port: 1357 (TCP)

Antwortkennzeichen

Positive Antwort: Zeile beginnt mit +
Negative Antwort: Zeile beginnt mit - gefolgt von einer Fehlermeldung. Anschließend wird die Verbindung getrennt.

Protokollphasen

Prolog
Spielverlauf
Spielzug

1. Prolog

Verbindungsaufbau:
- Server: + MNM Gameserver <Version> accepting connections
- Client: VERSION <Client Version>
- Server: + Client version accepted - please send Game-ID to join
- Client: ID <Game-ID>
- Server:
  - + PLAYING <Gamekind-Name>
  - + <Game-Name>
- Client: PLAYER [[ Gewünschte Mitspielernummer ]]
- Server:
  - + YOU <Mitspielernummer> <Mitspielername>
  - + TOTAL <Mitspieleranzahl>
  - Für jeden Mitspieler:
    - + <Mitspielernummer> <Mitspielername> <Bereit>
  - + ENDPLAYERS
Versionierung:
- Major-Versionsnummern müssen übereinstimmen (z.B., v2.x).
- Inkompatible Versionen führen zum Abbruch.
Spielart:
- Gamekind-Name muss NMMorris sein, sonst Abbruch mit Fehlermeldung.

2. Spielverlauf

Enthält drei mögliche Befehlssequenzen:

2.1 Idle Befehlssequenz

Server: + WAIT
Client: OKWAIT

Hinweis: WAIT-Befehle müssen regelmäßig bestätigt werden, sonst wird die Verbindung getrennt und die Partie als verloren gewertet.

2.2 Move Befehlssequenz

Server:
- + MOVE <Maximale Zugzeit>
- + CAPTURE <Anzahl zu schlagender Steine>
- + PIECELIST <Anzahl Mitspieler>,<Anzahl Steine>
Für jeden Spielstein:
- + PIECE<Mitspielernummer>.<Steinnummer> <Position>
Ende der Liste:
- + ENDPIECELIST
Client:
- THINKING
Server:
- + OKTHINK

Anforderungen:

Berechnung des Spielzugs innerhalb der angegebenen maximalen Zugzeit unter Berücksichtigung der Verbindungs-Latenz.
Positionsangaben der Spielsteine:
- A: Verfügbar
- A0 - C7: Auf dem Feld positioniert
- C: Geschlagen

2.3 Game Over Befehlssequenz

Server:
- + GAMEOVER
- + PIECELIST <Anzahl Mitspieler>,<Anzahl Steine>
Für jeden Spielstein:
- + PIECE<Mitspielernummer>.<Steinnummer> <Position>
Ende der Liste:
- + ENDPIECELIST
Server:
- + PLAYER0WON <Yes|No>
- + PLAYER1WON <Yes|No>
- + QUIT

Hinweise:

Spiel kann in einem Sieg, einer Niederlage oder einem Unentschieden enden.
Nach QUIT wird die Verbindung vom Server abgebaut.

3. Spielzug

Client: PLAY <Spielzug>
Server: + MOVEOK

Spielzug-Format:

In der ersten Phase: Name des Zielfeldes (z.B., A1)
Bei CAPTURE: Feld des zu schlagenden Steins (z.B., B4)
Bei Ziehen/Springen: Von:FeldZu (z.B., A1:B4)

Fehlerbehandlung:

Ungültige Spielzüge führen zu einer Fehlermeldung und Trennung der Verbindung.

Bugreports

Fehlermeldungen: Meldung unter https://gitlab.lrz.de/sysprak/frontend/issues unter Verwendung der passenden Meldevorlage.
Organisatorische Anliegen: Kontakt per E-Mail an sysprak-admin@nm.ifi.lmu.de.

Zusätzliche Ressourcen

MWN Informationen: http://www.lrz.de/services/netz/
SSH Informationen: https://www.rz.ifi.lmu.de/infos/ssh_de.html
Spielregeln: http://sysprak.priv.lab.nm.ifi.lmu.de/help/

Diagramme

Abbildung 1: Übersicht über den Client
Abbildung 2: Protokollübersicht

Hinweis: Die Abbildungen sind in der Original-PDF enthalten und bieten eine visuelle Darstellung der Clientstruktur und des Kommunikationsprotokolls.

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