서버 기반 MMO 아키텍처와 Network Authority 설계

서버 기반 MMO 아키텍처와 Network Authority

MMO 아키텍처의 근간은 ‘서버 중심 구조’

MMORPG 장르를 다뤄본 사람이라면 익숙할 거예요. 수천 명의 플레이어가 한 공간에서 동시에 활동하는 그 복잡한 무대 뒤에는 정말 빽빽한 시스템이 숨어 있죠. 특히 ‘서버 기반 아키텍처’라는 말, 많이 들어보셨죠? 여기서 핵심은 단 하나, 모든 결정권은 서버에 있다는 거예요.

클라이언트는 그냥 말 잘 듣는 조수일 뿐이고요. 이 구조는 보안, 동기화, 일관성 측면에서 압도적으로 우수합니다. 치트 툴 방지, 위치 동기화 문제, 퀘스트 상태 일관성 유지 등 MMO에서 일어날 수 있는 거의 모든 혼란을 서버 단에서 통제하게 해주는 거죠. 이를 흔히 서버 권한(authority) 기반 구조라고 부르며, 보통은 authoritative server model이라고도 합니다.

그런데 왜 하필 이 구조가 선택되었을까요? 대체 클라이언트는 왜 주도권을 못 가지는 걸까요? 간단합니다. 플레이어 수가 적을 때야 클라이언트가 어느 정도 결정권을 가져도 문제 없지만, 수백 명, 수천 명이 동시에 움직이는 MMO에서는 ‘누가 진짜인지’ 권한(authority)을 서버가 갖지 않으면 동기화 지옥이 펼쳐지기 때문이죠.

이 구조의 대표 사례로는 Blizzard의 World of Warcraft, 그리고 Pearl Abyss의 Black Desert 같은 게임들이 있습니다. 이들 모두 서버 권한 모델을 채택했고, 서버가 모든 물리 연산과 위치 판정을 수행합니다.

Network Authority의 본질은 ‘누가 진짜냐’의 문제

Network Authority 설계를 논할 때, 가장 먼저 나와야 할 질문은 바로 이겁니다. “지금 이 위치, 누가 결정하나요?” 혹은 “이 공격 판정, 누가 진짜로 맞췄다고 말하나요?” 서버일까요, 클라이언트일까요?

이게 바로 Network Authority의 본질입니다. 이걸 좀 더 쉽게 말하면, 게임 내 오브젝트의 움직임이나 상태에 대해 최종 결정권을 가진 주체가 누구냐는 것이죠.

Authority 구조는 일반적으로 다음 세 가지로 나뉘어요.

• Server Authority: 가장 전통적이면서 안정적인 구조. 모든 행동은 서버가 검증하며, 클라이언트는 단순 요청만 함.

• Client Authority: 지연 시간(latency)을 줄이기 위해 클라이언트에 권한을 일부 위임. 단, 보안상 취약함.

• Shared Authority / Hybrid Model: 일부 시스템은 클라이언트가 주도하고, 핵심 로직은 서버가 소유. 주로 액션성 높은 게임에서 사용.

하지만 MMO에서는 거의 예외 없이 서버 권한 구조를 채택합니다. 왜냐면 치트 방지, 데이터 일관성, 대규모 유저 처리 이 세 가지가 MMO 장르에서는 목숨과도 같기 때문입니다.

서버 권한 기반 구조의 핵심 구성 요소

이제 구조의 핵심 구성요소를 짚어볼게요. 단순히 “서버가 모든 걸 처리해요~”라고만 말하면 너무 가볍잖아요. 실제로는 꽤 정교한 컴포넌트들이 함께 돌아갑니다.

로그인 및 인증 서버

모든 사용자의 진입은 이 단계에서 이루어집니다. OAuth2 기반 인증, JWT 토큰 발급 등 보안이 중요한 시스템이라면 이쪽부터 공들여야 해요. 여기에선 계정 도용, 세션 하이재킹 등을 막기 위한 여러 레이어가 존재합니다. 주요 MMO에서는 보통 이 서버를 독립적으로 구성합니다. (참고: “Secure Authentication in Online Games”, IEEE 2019)

월드 서버 (World Server)

진짜 핵심입니다. 플레이어가 눈으로 보는 세계를 실시간으로 통제하고 관리하는 바로 그 서버죠. 맵 로딩, 위치 판정, 몬스터 AI, 스폰 타이밍, 시간 동기화까지 모두 이 서버가 담당합니다. MMO에서 ‘렉’이 걸릴 때 대부분은 이 월드 서버의 병목 때문이에요.

인스턴스 서버 (Instance Server)

레이드나 던전 같이 소규모 파티만 진입하는 구역은 별도로 인스턴싱해서 처리합니다. 여기선 개별 파티에 맞는 환경을 제공하므로 동기화 부담이 줄어들죠. 덕분에 같은 보스를 수천 명이 동시에 잡을 필요 없이, 각각 독립된 공간에서 싸울 수 있어요.

데이터베이스 서버

이건 말 그대로 백엔드의 심장입니다. 캐릭터 상태, 아이템, 퀘스트 진행 상황 등 모든 정보가 여기에 저장되고, 필요할 때마다 읽고 쓰기를 반복합니다. 보통은 읽기/쓰기 부하를 분산시키기 위해 Master-Slave 구조로 구성해요.

Network Authority 설계에서 흔히 부딪히는 문제들

좋아요, 이론은 알겠어요. 그런데 막상 만들다 보면 어디서 막히느냐? 이게 진짜 중요한 포인트예요. 이론적 구조는 깔끔하지만, 실제로는 ‘물리 엔진 동기화’, ‘위치 보정’, ‘인터랙션 충돌’에서 매번 문제가 터집니다.

특히 위치 동기화는 가장 고질적인 문제 중 하나입니다. 클라이언트에서 캐릭터가 앞으로 달리고 있는데, 서버는 그걸 0.3초 뒤에나 인식하고 반영해요. 이때 클라이언트와 서버는 서로 다른 ‘현실’을 가지고 있기 때문에 위치 충돌이 생기죠.

그래서 사용하는 게 예측(Prediction)과 보정(Correction)입니다. 클라이언트는 일단 움직임을 미리 반영한 뒤, 서버의 피드백을 기다려 위치를 정정합니다. 이걸 ‘Client-side Prediction + Server Reconciliation’이라고 하며, Valve의 “Source Engine Networking Model” 문서가 이 개념을 아주 잘 설명하고 있어요. (출처: Valve Developer Community, 2010)

문제는 이 정정이 너무 자주 발생하면 캐릭터가 순간이동하듯 움직이는 부자연스러운 현상이 생긴다는 거죠. 그래서 Prediction 알고리즘은 항상 latency와 bandwidth를 고려해서 세밀하게 조절해야 해요.

서버 아키텍처의 미래: 마이크로서비스와 클라우드 기반 MMO

최근 MMO 서버 구조의 트렌드는 ‘모놀리식 구조 탈피’와 ‘클라우드 네이티브 전환’이에요. 이건 정말 혁명적이라고 할 수 있어요.

기존의 MMO 서버는 하나의 커다란 애플리케이션이 모든 기능을 떠안고 있었습니다. 이걸 ‘Monolithic Architecture’라고 부르죠. 그런데 이 구조는 장애가 한 곳에서 발생하면 전체 서비스가 중단될 수 있고, 특정 모듈만 수정하려 해도 전체 빌드를 해야 하죠.

그래서 최근에는 각 기능을 독립적인 서비스로 분리한 마이크로서비스 아키텍처가 각광받고 있어요. 예를 들어 로그인 기능, 채팅 기능, 매치메이킹 기능, 아이템 처리 기능 등을 각각 다른 서버에서 운영하는 방식입니다. Netflix, Riot Games(League of Legends), Kakao Games 등도 이런 구조를 도입하고 있습니다.

게다가 클라우드 인프라가 발전하면서 MMO 서버를 AWS, GCP, Azure 같은 플랫폼 위에서 동적으로 운영할 수 있게 되었어요. 사용량이 늘면 서버를 자동으로 확장(Scale-out)하고, 줄면 축소(Scale-in)하는 구조죠.

결론

MMO 게임의 서버 아키텍처는 단순한 기술적 구조를 넘어, 게임 플레이의 신뢰성과 몰입감을 유지하는 가장 핵심적인 뼈대입니다. 특히 서버 권한 기반 구조는 클라이언트 해킹, 데이터 불일치, 동기화 문제 등 수많은 위험 요소를 최소화하기 위한 필연적인 선택이었죠. Network Authority 설계는 단순히 ‘누가 결정하느냐’의 문제처럼 보이지만, 그 안에는 수많은 계산과 조율, 그리고 예외 처리의 고민이 숨어 있습니다. 우리가 플레이 중인 캐릭터가 자연스럽게 움직이고, 몬스터가 도망가지 않고, 아이템이 증발하지 않는 것. 그 모든 건 이 복잡한 서버 구조 덕분입니다.

이제 MMO의 서버 구조를 이해하면 단순한 재미를 넘어서 ‘왜 이 게임은 튼튼한가’, ‘왜 저 게임은 자꾸 튕기는가’를 감지할 수 있어요. 눈에 보이지 않지만 가장 중요한 무대 뒤의 엔지니어링. 그 섬세한 설계 덕분에 수많은 플레이어가 한 공간에서 살아 숨 쉬는 겁니다.

FAQ

MMO에서 클라이언트가 주도권을 가지면 안 되는 이유가 뭐예요?

가장 큰 이유는 보안과 데이터 일관성 때문이에요. 클라이언트가 데이터를 조작할 수 있는 구조라면 치트나 해킹이 훨씬 쉬워집니다. 예를 들어, 공격력을 클라이언트에서 정한다면 메모리 조작 하나로 데미지를 무한대로 늘릴 수 있겠죠. 이런 문제를 막기 위해 MMO는 대부분 서버가 권한을 갖는 구조를 택합니다.

서버 권한 구조가 항상 최선인가요?

항상 그런 건 아니에요. FPS나 액션 장르처럼 반응속도가 중요한 게임은 클라이언트 권한을 일부 허용하는 경우도 있어요. 예를 들어 Overwatch나 Apex Legends처럼요. 대신 그만큼 서버 보정 알고리즘이 정교해야 하고, 공격 검증은 나중에 서버가 다시 체크해줘야 하죠.

클라이언트 예측은 정확한가요?

정확하지 않을 수도 있어요. 예측은 어디까지나 “지연 시간 동안 빈 공간을 채우는 임시 데이터”일 뿐입니다. 그래서 서버가 보낸 데이터와 충돌하면 보정이 들어가요. 이때 캐릭터가 순간이동하거나 튀는 듯한 현상이 생길 수 있죠.

서버 동기화에서 가장 어려운 부분은 뭔가요?

위치 보정과 인터랙션 동기화가 가장 어렵습니다. 특히 A 유저와 B 유저가 서로 다른 지연 시간에서 움직이고 있다면 서버 입장에선 “어느 타이밍에 누구의 위치가 진짜냐”를 판단하기가 굉장히 복잡해져요. 그래서 tick-based 시간 동기화나 지연 시간 보상 알고리즘이 필수입니다.

서버가 모든 걸 처리하면 무조건 느려지지 않나요?

맞아요. 그래서 요즘은 마이크로서비스 구조로 기능을 쪼개고, 클라우드 인프라로 유동적으로 서버를 늘리거나 줄이는 방식으로 대응하고 있어요. 예전처럼 하나의 덩치 큰 서버가 모든 걸 맡는 시대는 지나가고 있는 거죠.

MMO의 월드 서버는 왜 병목이 자주 생기나요?

월드 서버는 실시간 위치 데이터, NPC AI, 시간 계산 등을 동시에 처리해야 하니까 부하가 굉장히 커요. 특히 유저가 몰리는 이벤트 지역, 대규모 전투 구역에서는 CPU/메모리 병목이 자주 발생합니다. 그래서 지역별 서버 분할(sharding)이나 인스턴싱 기술이 함께 사용돼요.

인스턴스 서버와 월드 서버는 뭐가 달라요?

인스턴스 서버는 개별 던전이나 레이드 같은 ‘한정된 공간’만 다루는 서버예요. 반면 월드 서버는 전체 필드, 도시, 사냥터 등 다수가 공유하는 영역을 관리하죠. 인스턴스 서버는 상대적으로 유저 수가 제한돼 있어서 더 가볍고 빠르게 동작할 수 있습니다.

서버 권한 구조에서 치트는 100% 막을 수 있나요?

100%는 아니에요. 다만 거의 대부분의 치트는 원천 차단됩니다. 예를 들어 위치이동, 공격속도 증가, 무한 체력 같은 건 서버에서 검증되기 때문에 쉽게 막을 수 있어요. 하지만 패킷 스니핑이나 UI 해킹 같은 다른 방식의 공격은 여전히 대비가 필요합니다.

MMO에서도 서버-클라이언트 간 완벽한 실시간 동기화는 가능할까요?

이론적으로는 어렵습니다. 물리적으로 거리 차이와 네트워크 지연이 존재하니까요. 그래서 대부분의 MMO는 완벽한 실시간이 아니라 합리적인 수준의 동기화를 목표로 해요. 중요한 건 일관성이지, 완벽한 동시성은 아니라는 거죠.

MMO 서버 구조를 잘 이해하면 어떤 이점이 있나요?

개발자뿐만 아니라 기획자, QA, 심지어 유저에게도 도움이 돼요. 버그의 원인을 더 잘 이해할 수 있고, 지연이나 튕김 현상을 그냥 ‘운 나쁜 현상’이 아니라 기술적 맥락에서 바라볼 수 있거든요. 특히 서버 기반 구조는 장기 운영과 업데이트에도 큰 영향을 줍니다. 이해하면 더 나은 의사결정이 가능해져요.