# 在digitalocean土炮一個用多少付多少的Minecraft Server

小小備註:整篇文章廢話很多，要看實作可以直接轉到[實作開始!](#實作開始!)

## 前言 - 關於MC開服那檔事
對於一個資深的Minecraft玩家，自己開一個多人伺服器可說是必經之路
從最早期"公開至局域網+hamachi"，接著學會用offical server開服
在看到"XXX已加入遊戲"的訊息時，都是莫名的感動
▲欸不是，可以先不要嗎

可是當伺服器開久了，問題就來了，你的好麻吉如果想要在半夜上線掛刷怪塔，你就勢必在睡前搞好伺服器才去睡覺，電腦閃亮亮的RGB影響睡眠不說，還會時不時被突然增大的風扇聲驚醒。還要怕哪天友誼的小船說翻就翻的時候，被朋友突如其來的TNT炸服搞的電腦突然發爐

▲真。燒機

就在這時!!

雲端主機這個概念就像救世主般降臨......

粗淺的說就是主機供應商在世界的某處架設了許多電腦，並且讓人們付費然後透過網路連線使用，這麼一來租用雲端主機來架設遊戲伺服器後，就不需要時時刻刻操勞自己的電腦，讓它又要跑遊戲又要開著伺服器了

目前網路上有許多廠商都有提供類似雲端虛擬主機的服務，像是Amazon的AWS、Microsoft的Azure、Google的GCP等等...科技巨頭們提供的雲端服務中就包含虛擬主機的項目，這些公司提供了不只是簡單的主機，還包括了許多可以自訂的選項或設定。當初高中第一次碰linux系統就是跑去註冊了GCP要來開MC伺服器，但由於要設定的東西實在太多了，以至於第一次就算看著教學也是弄了很久才成功

除開以上這幾家的選擇，也有公司提供相對比較簡單虛擬主機(虛擬專用伺服器)服務，例如今天要實作的平台DigitalOcean等

最後則是最簡單選擇，就是用現成的MC伺服器託管，其中不乏有免費的選擇，像是蠻有名Aternos或是也可以選擇其他要付費但相對資源較豐富的託管服務。這種通常都會在他們的網站上就可以幾乎所有伺服器的設定，但相對的就會比上面說的那些再貴一點點啦

以上就是有關一些在雲端上開服的簡介啦，接著就是要進到關於錢的部分

## 使用者付費?? 可4我是學生捏QQ

每個還在摸索這個世界的學生，都是科技巨頭眼中寶貴的潛在客戶，所以總是會提供各種優惠給在學學生，試圖讓他們對自己公司的產品產生依賴性，並且在之後成為一個忠實的用戶，其中最多元的優惠整合包就屬GitHub的**GitHub Student Developer Pack**了。人說玩github的學生不會變壞，各家公司當然是雙手奉上滿滿試用品到你眼前，試圖要拉攏這些好學生

[GitHub Student Developer Pack](https://education.github.com/pack)
只要使用學校信箱驗證，就可以享受這個整合包裡的試用或是優惠

其中Cloud這個標籤裡就有像是Microsoft Azure或是DigitalOcean這類可以使用雲端主機的公司(想要架站的也可以試試Heroku喔)
而其中Microsoft Azure提供的是在學期間每年提供$100美金的試用額度，看起來真的有夠香，但是下段就會說明為甚麼放棄它而轉去DO

## 用要付錢 沒用也得照付

其實想想這也是合理，像是固定IP、永久儲存體之類的東西，幾乎所有供應商都是要持續收費的，但是像CPU、RAM這些可以拿去給其他人用的東西就可以在你不使用時暫停收費，azure或是AWS的的都有提供spot instance、也就是當你需要用的時候再把資源分配給你、再開始算錢(但當你付的錢不夠多的時候機器還會被別人搶走喔)。

就當我開開心心的要拿azure的100美金去開spot instance的時候，不管怎麼選，從一顆cpu配2GB RAM一直到30幾顆配好幾百GB RAM，通通都不給創建，[上網爬文](https://www.reddit.com/r/cloudygamer/comments/la8exk/microsoft_azure/)才發線大家都創建失敗......哭阿，浪費我一整個晚上，後來就憤而轉向DigitalOcean的懷抱

剛轉戰到DigitalOcean後發現這邊收費更直接，不管關機還開機狀態，連CPU、RAM的租用費都要持續的付，就這樣這個企劃延宕了好一陣子。直到某天我發現了DigitalOcean有個功能叫snapshot，可以把主機磁碟暫存下來成一個image檔案，並且可以使用那個image創造其他一模一樣虛擬機

這!!!難道說!!!


## 用discord bot控制PAYG(Pay As You Go)的伺服器構想

仔細去看看snapshot之後發現，這根本就是讓我們自己土炮PAYG伺服器的好工具啊!!
規劃了一下之後，想出了以下的思路:

ps.在DigitalOcean中稱VM叫做droplet，但之後我都會以VM作為稱呼喔

▲開啟伺服器


▲關閉伺服器

在想以上做法的時候，會發現其實伴隨著很多優點，像是:
* 如果不刪除之前的snapshot，可以直接作為伺服器備份，回朔極其簡單
* 儲存snapshot所需付出的費用低廉(0.05USD/GB per month,計費周期為1小時)
* 開/關伺服器只要在Discord上就可執行，就算自己不在，其他玩家也可以透過DC指令直接開來玩
* DigitalOcean的網路傳輸費用不是從零計算，創建droplet就會伴隨免費額度

**自己試算之後，如果一個月開200個小時，外加10個snapshot(一個5GB計)當作備份，一個月只要付8.452美金(237台幣)，而且還有100美金的額度可以讓我們慢慢扣!**

▲BIG POG!

## 實作開始!

### Part.1 Discord Bot

實作階段我們就跟著上面的圖一步一步走吧
首先要搞個discord bot，就這麼剛好，我在heroku上有一隻運行中的bot，直接拿來加上我們要的功能吧，那這裡就不從頭講到尾了，要看[整個程式碼](https://github.com/IamSkyBlue/orna_discord_bot/blob/master/mcserver.py)可以直接去Github，我們直接挑重點講~

ps.我的code看起來非常脆弱，某個環節出的差錯就會大炸裂，但我還是想多花點時間在minecraft本身XD將就點吧~

# Line 124
    def create_droplet(self):
        self.update()  # 重新拉snapshot資料,例如snapshot id
        url = "https://api.digitalocean.com/v2/droplets"
        payload = {
            "name": "SkyLandServer",  # VM名字
            "region": "sgp1",  # VM地理位置 sgp1:新加坡
            "size": "s-2vcpu-4gb",  # VM配置 2CPU+4GB RAM
            "image": self.id,  # 創建VM所使用的snapshot id
            "ssh_keys": SSH_KEYS,  # 之後可以連線到VM的SSH KEY
        }
        response = requests.post(url, data=json.dumps(payload), headers=HEADERS)
        if response.status_code == 202:
            return True

以上程式碼就是在snapshot這個class底下用self.update()取得最新的snapshot的id，並且加上一些必要資料，然後post過去創建一個新的VM，ssh_keys必須在[這裡](https://cloud.digitalocean.com/account/security)**事先**設定，不然要連線就只能用他網頁的assess panel了，創建VM的API詳細格式[在這裡](https://developers.digitalocean.com/documentation/v2/#create-a-new-droplet)

# Line 58
   def shutdown_and_make_snapshot_and_delete(self):
        self.update()
        url = "https://api.digitalocean.com/v2/droplets/" + str(self.get_id()) + "/actions"
        payload = {"type": "shutdown"}
        response = requests.post(url, data=json.dumps(payload), headers=HEADERS)
        content = json.loads(response.content)
        action = content["action"]["id"]
        url = "https://api.digitalocean.com/v2/actions/" + str(action)
        counter = 1
        while True:
            response = requests.get(url, headers=HEADERS)
            content = json.loads(response.content)
            if content["action"]["status"] == "completed":
                break
            elif counter > 120:
                return False
            else:
                counter += 1
                time.sleep(5)

由於這個method有點長，分段解釋一下，第一部分就是將VM關機，並且取得"關機"這個動作(action)的id，並且定時查詢這個action是否完成，若超過10分鐘還沒關機成功就報錯，基本上30秒內就能完成喔，關閉VM的API詳細格式[在這裡](https://developers.digitalocean.com/documentation/v2/#shutdown-a-droplet)

# Line 78
url = "https://api.digitalocean.com/v2/droplets/" + str(self.get_id()) + "/actions"
        payload = {"type": "snapshot", "name": "SkyLand_Snapshot_" + datetime.now().strftime("%Y-%m-%d--%H-%M-%S")}
        response = requests.post(url, data=json.dumps(payload), headers=HEADERS)
        content = json.loads(response.content)
        action = content["action"]["id"]
        url = "https://api.digitalocean.com/v2/actions/" + str(action)
        counter = 1
        while True:
            response = requests.get(url, headers=HEADERS)
            content = json.loads(response.content)
            if content["action"]["status"] == "completed":
                break
            elif counter > 60:
                return False
            else:
                counter += 1
                time.sleep(10)

成功將VM關機後，接著就是用這個VM創建一個snapshot image檔，這個步驟可能會花上數分鐘喔，創建snapshot的API詳細格式[在這裡](https://developers.digitalocean.com/documentation/v2/#snapshot-a-droplet)

# Line 96
url = "https://api.digitalocean.com/v2/droplets/" + str(self.get_id())
        response = requests.delete(url, headers=HEADERS)
        if response.status_code == 204:
            return True
        else:
            return False

成功創建snapshot後，這個VM就功成身退了，我們就可以直接把他刪掉，相關的費用就會停止計費啦，刪除VM的API詳細格式[在這裡](https://developers.digitalocean.com/documentation/v2/#delete-a-droplet)

接著是關於監測minecraft伺服器狀態的程式碼，也是挑一段來講就好，其他概念都差不多

# Line 153
@commands.command(name="mc-status", help="伺服器狀態 使用方法: ~mc-status")
    async def mc_status(self, ctx, *args):
        if ctx.guild.id not in ALLOW_GUILD:
            await ctx.send("這是私人的伺服器喔~抱歉")
            return
        if not droplet.get_id():
            await ctx.send("伺服器是關閉狀態")
            return
        else:
            try:
                server = get_server()
                query = server.query()
                online_people = "\n".join(query.players.names)
            except socket.timeout:
                await ctx.send("目前伺服器正在開啟中喔，如果已經等很久還沒開好請聯絡SkyBlue")
                return
            except Exception as e:
                await ctx.send("發生問題，請聯絡SkyBlue" + str(e))
                return
            await ctx.send("伺服器開著喔")
            if query.players.names:
                await ctx.send("目前有這些人在線上:\n" + online_people)
            else:
                await ctx.send("但沒有人在線上QQ")

透過[mcstatus](https://github.com/Dinnerbone/mcstatus)提供的server class，設定好IP之後就可以直接取得伺服器狀態，這邊有幾點要注意
* 如果要使用query()來看有哪些人在伺服器裡，在minecraft伺服器的server.properties要把enable-query打開
* 每次重新創建VM都會有新的IP，記得不要寫死，要讓他每次都可以更新成新的IP

### Part.2 創建VM
我們處理完了機器人，接著就是VM的部分啦，首先要到[這裡](https://cloud.digitalocean.com/droplets)創建VM(Droplet)
▲第一次手動創建我們選現成的image，之後自動化了才會讓機器人去選我們自己創的snapshot

▲機器可以根據自己的需求選擇，因為我這次開的是模組伺服器，所以就選了RAM大一點的，一般原版伺服器2GB就可以玩得蠻順暢的喔

▲伺服器位置我們選最近的新加坡

▲驗證模式選SSH會比較安全，那這邊就會用到之前[在這裡設定的SSH Key](https://cloud.digitalocean.com/account/security)

剩下的不是要加錢就是不太重要，就依自己的喜好選擇吧，創建成功後會出現以下控制面板

接著可以選擇透過之前設定好的SSH Key用SSH軟體遠端連線(推薦bitvise! 好用!)
或是透過Access中的Console access直接連線

### Part.3 systemd

接著就是要來解決怎麼開啟伺服器啦，首先我們要先自己連線到VM去設定，這裡我們用systemd自己寫一個service，那這樣他就會在開機時自行啟動喔
1. 第一步，新增名為minecraft的使用者和群組

    groupadd -r minecraft
    useradd -r -g minecraft  minecraft

2. 在`/home/minecraft/`目錄下創建一個資料夾，我是取名offical
也就是`/home/minecraft/offical`，接著把伺服器檔案放進去，接著就像在自己電腦開服一樣把該設定的`server.properties`設定一下，要注意的是`enable-query`、`enable-rcon`都打開和`rcon.password`要設定下面的做法才會成功喔，成功開啟伺服器後再前往下一步

3. 接著使用編輯器`nano /etc/systemd/system/minecraft.service`創建service檔案
雖然說[minecraft wiki上有較專業的範例](https://minecraft.fandom.com/wiki/Tutorials/Server_startup_script)但他的做法我一直無法正常啟動，所以就照著其他作法寫了一個比較簡單的
這個檔案中使用的`startserver.sh`和`mcrcon`在下方會解釋

    [Unit]
    Description=Minecraft server
    After=local-fs.target network.target

    [Service]
    WorkingDirectory=/home/minecraft/offical
    User=minecraft
    Group=minecraft
    Type=forking

    ExecStart=/usr/bin/screen -h 1024 -dmS minecraft ./startserver.sh

    ExecStop=/usr/local/bin/mcrcon -H localhost -p YOUR_PASSWORD save-all     stop
    ExecStop=/bin/sleep 20

    [Install]
    WantedBy=multi-user.target

`startserver.sh`是放在`/home/minecraft/offical`中啟動伺服器的檔案，大概是長這樣子:

    #!/bin/bash
    java -Xms1024M -Xmx4096M -jar 伺服器檔案名.jar nogui

[mcrcon](https://github.com/Tiiffi/mcrcon)則是簡化和加強伺服器管理的軟體，可以照著github上的說明安裝

創建完service檔案後就來測試看看可不可以成功啦

    systemctl start minecraft    #啟動service
    systemctl stop minecraft    #關閉service
    systemctl status minecraft    #查看service狀態

start之後可以切換到minecraft使用者看一下伺服器狀況:`su minecraft`然後`screen -r`
確認可以正常啟動/關閉後，就可以啟用service啦，這樣每次開機都會自己開啟service

    systemctl enable minecraft

## 成果
經過一番努力之後，我們終於可以實現用Discord bot開關伺服器啦

▲成功啦!!!

## 結語

其實這次的實作部分都是我成功做完後才來寫的，中間不知道掉進兔子坑多少次，也有試過一些其他作法，但最後成功看到discord bot回傳訊息真的是超開心的，那如果中間discord bot的地方我跳太快看不懂，也可以嘗試著只做digital ocean VM的部分，這樣作業量會少很多喔

## 資源連結

* discord bot跟本次計畫有關的code: [https://github.com/IamSkyBlue/TC_orna_bot/blob/59aa67d262313a48fdd53857efedf28624d1e4b7/mcserver.py](https://github.com/IamSkyBlue/TC_orna_bot/blob/59aa67d262313a48fdd53857efedf28624d1e4b7/mcserver.py)

* mcstatus-查看伺服器狀態:
[https://github.com/Dinnerbone/mcstatus](https://github.com/Dinnerbone/mcstatus)

* mcrcon-透過rcon操控伺服器:
[https://github.com/Tiiffi/mcrcon](https://github.com/Tiiffi/mcrcon)

* DigitalOcean API doc(兩個差不多):
[https://docs.digitalocean.com/reference/api/api-reference/](https://docs.digitalocean.com/reference/api/api-reference/)
[https://developers.digitalocean.com/documentation/v2/](https://developers.digitalocean.com/documentation/v2/)

* systemd server start up:
[https://minecraft.fandom.com/wiki/Tutorials/Server_startup_script](https://minecraft.fandom.com/wiki/Tutorials/Server_startup_script)