[發(fā)明專利]一種空間信息云計(jì)算系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410264234.7
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN104021029B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳斌;劉躍虎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/455
• 分類號(hào): G06F9/455;G06F17/30
• 代理公司: 北京萬象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11360
• 代理人: 張肖琪

1.一種空間信息云計(jì)算系統(tǒng)，其特征是，所述系統(tǒng)自下而上包括空間信息處理虛擬化模塊、空間信息彈性計(jì)算模塊和空間信息云服務(wù)開發(fā)平臺(tái)模塊，所述空間信息處理虛擬化模塊提供對(duì)硬件資源的虛擬化服務(wù)；所述空間信息彈性計(jì)算模塊提供計(jì)算資源的自動(dòng)伸縮服務(wù)；所述空間信息云服務(wù)開發(fā)平臺(tái)模塊用于對(duì)外提供云GIS應(yīng)用開發(fā)服務(wù)，通過它開發(fā)的GIS應(yīng)用具備計(jì)算資源自動(dòng)伸縮的能力。

2.一種空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，所述方法通過創(chuàng)建空間信息處理虛擬機(jī)、空間信息云平臺(tái)彈性伸縮機(jī)制和空間信息云服務(wù)開發(fā)平臺(tái)，使得通過所述空間信息云服務(wù)開發(fā)平臺(tái)開發(fā)出的應(yīng)用都具有自動(dòng)彈性伸縮功能，其特征是，包括如下步驟：

S1，建立空間信息處理虛擬機(jī)管理機(jī)制，所述空間信息處理虛擬機(jī)管理機(jī)制包括通過創(chuàng)建空間信息處理虛擬機(jī)管理中間件來管理空間信息處理虛擬機(jī)；

S2，建立空間信息云平臺(tái)彈性伸縮機(jī)制，獲得對(duì)空間信息的彈性計(jì)算能力；所述空間信息云平臺(tái)彈性伸縮機(jī)制包括建立負(fù)載監(jiān)控器、自動(dòng)伸縮組件和請(qǐng)求隊(duì)列管理器；

S3，建立空間信息云服務(wù)開發(fā)平臺(tái)，用于為用戶訪問系統(tǒng)資源提供接口，使得可以便捷地開發(fā)出具備彈性伸縮能力的云GIS應(yīng)用；所述空間信息云服務(wù)開發(fā)平臺(tái)包括空間信息存儲(chǔ)模型、并行計(jì)算模型和GIS開發(fā)接口。

3.如權(quán)利要求2所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟S1所述空間信息處理虛擬機(jī)管理是通過使用Python編程語言來封裝OpenStack的REST接口實(shí)現(xiàn)的，虛擬機(jī)中內(nèi)置有GIS開發(fā)所需的環(huán)境和開發(fā)軟件包。

4.如權(quán)利要求2所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟S1所述空間信息處理虛擬機(jī)管理機(jī)制還包括建立空間信息處理虛擬機(jī)池，通過所述虛擬機(jī)池預(yù)先創(chuàng)建一組可用的虛擬機(jī)，并維護(hù)可用虛擬機(jī)的數(shù)量，以供系統(tǒng)循環(huán)使用，由此減少創(chuàng)建和銷毀空間信息處理虛擬機(jī)所用的時(shí)間，從而提高空間信息虛擬化的服務(wù)速度。

5.如權(quán)利要求4所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，所述空間信息處理虛擬機(jī)池包括遠(yuǎn)程調(diào)用接口API、監(jiān)控器、請(qǐng)求執(zhí)行引擎和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問接口，其管理機(jī)制包括：

通過遠(yuǎn)程調(diào)用接口API接收外部的負(fù)載監(jiān)控器的節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求；

通過監(jiān)控器監(jiān)控可用節(jié)點(diǎn)數(shù)量，使可用節(jié)點(diǎn)數(shù)目保持在合適規(guī)模；

通過請(qǐng)求執(zhí)行引擎處理空間信息處理虛擬機(jī)發(fā)出的請(qǐng)求；

通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與訪問接口進(jìn)行數(shù)據(jù)的訪問和共享。

6.如權(quán)利要求4所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟S2所述空間信息云平臺(tái)彈性伸縮機(jī)制包括如下過程：

S61，通過負(fù)載監(jiān)控器對(duì)用戶集群各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，計(jì)算負(fù)載指數(shù)和對(duì)應(yīng)的負(fù)載級(jí)別，由此獲取用戶集群各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)；

S62，當(dāng)負(fù)載監(jiān)控器監(jiān)測(cè)到用戶集群的每個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載都在較高水平時(shí)，自動(dòng)向空間信息處理虛擬機(jī)池發(fā)送增加一個(gè)空間信息處理虛擬機(jī)的申請(qǐng)請(qǐng)求；當(dāng)監(jiān)控器監(jiān)測(cè)到用戶集群的每個(gè)數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載過低，負(fù)載監(jiān)控器則向空間信息處理虛擬機(jī)池發(fā)送用戶集群縮減操作的申請(qǐng)請(qǐng)求；

S63，空間信息處理虛擬機(jī)池接收到相應(yīng)的申請(qǐng)請(qǐng)求后，為用戶集群分配一個(gè)新的或減去一個(gè)原有的空間信息處理虛擬機(jī)。

7.如權(quán)利要求2所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟S2所述建立負(fù)載監(jiān)控器是通過采用負(fù)載監(jiān)測(cè)服務(wù)glances來監(jiān)測(cè)各數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載信息，并通過輪詢機(jī)制定期獲取系統(tǒng)的負(fù)載信息和負(fù)載級(jí)別，以此來計(jì)算用戶集群當(dāng)前的負(fù)載情況。

8.如權(quán)利要求2所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟S3所述空間信息存儲(chǔ)模型是通過分布式數(shù)據(jù)庫Hbase建立元數(shù)據(jù)表和空間數(shù)據(jù)表來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的；所述元數(shù)據(jù)表用于存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息，所述空間數(shù)據(jù)表用于存儲(chǔ)空間信息。

9.如權(quán)利要求2所述空間信息云計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，其特征是，步驟S3所述并行計(jì)算模型是通過采用MapReduce實(shí)現(xiàn)的。