面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)

曾莉

（華北計(jì)算技術(shù)研究所北京100083）

面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)

曾莉

（華北計(jì)算技術(shù)研究所北京100083）

為了實(shí)現(xiàn)廣域網(wǎng)環(huán)境下大量用戶對地理信息的并發(fā)訪問，滿足各行各業(yè)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下基于在線服務(wù)應(yīng)用種類更加豐富的地理信息的迫切需求，以及對高性能、高可靠、高可用、高可擴(kuò)展的地理信息系統(tǒng)的要求，本文提出了面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)總體架構(gòu)，對面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)的總體架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的分析與設(shè)計(jì)，并給出了海量地理空間數(shù)據(jù)存儲與管理、大規(guī)模地理信息應(yīng)用服務(wù)器集群、高并發(fā)、高可靠的Web服務(wù)器集群的實(shí)現(xiàn)技術(shù)途徑。

地理信息系統(tǒng)；服務(wù)中心；架構(gòu)；技術(shù)途徑

隨著大數(shù)據(jù)時代中計(jì)算機(jī)與地理信息技術(shù)的高速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的地理信息服務(wù)并發(fā)訪問數(shù)量越來越大，從TB級到PB級，人們對可靠的網(wǎng)絡(luò)化地圖和地理信息服務(wù)的需求與日俱增。以往的地理信息系統(tǒng)架構(gòu)在性能、功能以及二次開發(fā)能力都無法滿足用戶對地理信息應(yīng)用的需求，無法滿足系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、服務(wù)化大規(guī)?？焖侔l(fā)展的要求。

地理信息系統(tǒng)架構(gòu)的發(fā)展大體經(jīng)歷了4個階段。首先是傳統(tǒng)的單機(jī)架構(gòu)，接著是C/S架構(gòu)，然后是B/S架構(gòu)，再然后就是面向SOA的企業(yè)級的架構(gòu)。傳統(tǒng)的單機(jī)架構(gòu)，運(yùn)行在一臺機(jī)器上，這樣的架構(gòu)使用簡單，配置成本低，數(shù)據(jù)全部在一臺機(jī)器上，同一時刻只能由一人操作，因此有著強(qiáng)一致性，但是它不能直接與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，不能進(jìn)行分布式的處理，性能很低，只適合于輸入量很少的環(huán)境下；C/S架構(gòu)的地理信息系統(tǒng)運(yùn)行在局域網(wǎng)上，通常是把所有的數(shù)據(jù)集中在一臺數(shù)據(jù)服務(wù)器上，多個客戶端軟件共享數(shù)據(jù)C/S架構(gòu)的地理信息系統(tǒng)只有一層交互，響應(yīng)比較快，但是該結(jié)構(gòu)下的每臺客戶機(jī)都需要安裝相應(yīng)的客戶端程序，分布功能弱，兼容性差，變更不靈活，維護(hù)管理起來比較困難，不能實(shí)現(xiàn)快速部署；B/S架構(gòu)的地理信息系統(tǒng)分布性比C/S架構(gòu)的強(qiáng)，而且開發(fā)起來也比較簡單，但是它對服務(wù)器的要求比較高，并且傳輸數(shù)據(jù)也慢；面向SOA的企業(yè)級地理信息系統(tǒng)是基于服務(wù)式架構(gòu)的。服務(wù)式架構(gòu)的地理信息系統(tǒng)通過調(diào)用不同服務(wù)器上發(fā)布的服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。支持各種終端形式，包括瀏覽器、桌面軟件、移動設(shè)備等。但是企業(yè)級地理信息系統(tǒng)可支持的地理數(shù)據(jù)量小，數(shù)據(jù)種類有限，大量用戶訪問的性能低。因此本文提出了一種新的地理信息系統(tǒng)即面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)來滿足人們的需求，解決現(xiàn)有地理信息系統(tǒng)架構(gòu)的不足[1-11]。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)包括客戶端、地理信息Web服務(wù)器集群軟件、地理信息應(yīng)用服務(wù)器群、服務(wù)目錄服務(wù)器群、地理信息訪問引擎和存儲層，如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

客戶端可以是瀏覽器、移動終端和桌面應(yīng)用等終端組件，用戶通過客戶端的終端組件可以與Web服務(wù)層進(jìn)行交互，訪問地理信息服務(wù)。

地理信息Web服務(wù)器集群軟件。包括兩組服務(wù)器群，一組是由地理信息Web服務(wù)接入服務(wù)和若干個地理信息Web服務(wù)構(gòu)成的服務(wù)器群軟件，主要提供除地圖瓦片服務(wù)以外的其它在線服務(wù)；另一組是由若干瓦片服務(wù)構(gòu)成的服務(wù)器群軟件，提供了高速地圖瓦片服務(wù)。

應(yīng)用服務(wù)器集群在服務(wù)中心內(nèi)以高可靠、高可用、可伸縮的服務(wù)器集群環(huán)境提供各種類型的地理信息在線服務(wù)，地理信息應(yīng)用服務(wù)器集群由地理信息服務(wù)負(fù)載均衡軟件、多個地理信息應(yīng)用服務(wù)和集群管理控制軟件組成。地理信息應(yīng)用服務(wù)為各服務(wù)組件等服務(wù)組件提供運(yùn)行時環(huán)境，管理服務(wù)組件的生命周期，并提供線程池、連接池、緩存管理等公共服務(wù)；地理信息服務(wù)負(fù)載均衡軟件管理多臺地理信息應(yīng)用服務(wù)器形成集群，根據(jù)不同服務(wù)器的健康狀況，將來訪的服務(wù)請求以最高效的方式分配到合適的應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上去處理；集群管理控制臺主要提供對集群中各節(jié)點(diǎn)狀態(tài)監(jiān)控及集群日志查看等功能。

1）目錄服務(wù)器集群包括多個目錄服務(wù)。目錄服務(wù)在基于服務(wù)目錄與負(fù)載信息存儲層之上實(shí)現(xiàn)，提供各類地理信息服務(wù)目錄和服務(wù)中心服務(wù)目錄注冊功能。目錄服務(wù)接入服務(wù)，主要對外接入最終用戶的服務(wù)請求，并均衡的將各服務(wù)請求轉(zhuǎn)發(fā)至各目錄服務(wù)，再將目錄服務(wù)的結(jié)果返回給最終用戶。

2）地理信息訪問引擎模塊主要基于空間數(shù)據(jù)文件系統(tǒng)和關(guān)系數(shù)據(jù)庫，并基于分布式地理空間數(shù)據(jù)庫提供了對各類地理數(shù)據(jù)（矢量、柵格、地名、文獻(xiàn)、實(shí)景、瓦片等）的訪問功能，構(gòu)建統(tǒng)一的元數(shù)據(jù)庫、統(tǒng)一管理各類地理數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)信息，包括資源庫引擎、柵格數(shù)據(jù)引擎、導(dǎo)航引擎、實(shí)景引擎、搜索引擎、目錄管理、導(dǎo)航算法、地形分析算法以及對關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式地理空間數(shù)據(jù)塊的訪問接口等。

3）存儲層主要針對矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、瓦片數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)、實(shí)景數(shù)據(jù)等各類海量地理空間數(shù)據(jù)高并發(fā)訪問需求，提供了高可靠、可擴(kuò)展、高性能的分布式存儲環(huán)境。它是由關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、分布式數(shù)據(jù)庫、分布式文件系統(tǒng)、緩存服務(wù)器群和搜索數(shù)據(jù)庫組成的專用空間數(shù)據(jù)庫。

2 系統(tǒng)任務(wù)處理流程

面向服務(wù)中心的地理信息系統(tǒng)處理用戶請求根據(jù)請求的任務(wù)類型的不同，大體分為以下3種。

1）當(dāng)請求訪問地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)時，系統(tǒng)任務(wù)處理流程如圖2所示。

圖2 地理數(shù)據(jù)目錄服務(wù)訪問流程

客戶端發(fā)送地理信息目錄服務(wù)訪問請求，目錄服務(wù)接入服務(wù)接收到服務(wù)后，根據(jù)地理信息服務(wù)目錄服務(wù)器集群各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀況將任務(wù)分派給合適的地理信息目錄服務(wù)器。目錄服務(wù)器調(diào)用目錄服務(wù)相關(guān)組件來處理請求，并將目錄信息等存入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。最后由各目錄服務(wù)組件將處理結(jié)果綜合返回給客戶端。

2）當(dāng)請求瓦片或者流媒體相關(guān)服務(wù)時，系統(tǒng)處理請求的流程如圖3所示?？蛻舳藢⒎?wù)請求發(fā)給Web服務(wù)器接入服務(wù)群，Web服務(wù)器接入服務(wù)根據(jù)請求的服務(wù)類型和各服務(wù)集群中每個服務(wù)節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀況，將請求交予合適的服務(wù)器。接收到任務(wù)分派的瓦片服務(wù)器或流媒體服務(wù)器調(diào)用相關(guān)服務(wù)組件執(zhí)行服務(wù)，然后處理結(jié)果與數(shù)據(jù)存儲相互交互，最后通過服務(wù)器直接將請求相應(yīng)返回到客戶端。

圖3 瓦片/流媒體服務(wù)訪問流程

3）除了前兩種情況，大多數(shù)用戶請求都會經(jīng)過如圖4所示的任務(wù)處理流程。

①客戶端的終端組件接收用戶的請求，并將請求通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到Web服務(wù)層。

②Web服務(wù)接入器獲取到請求后，根據(jù)請求的任務(wù)類型和Web服務(wù)器集群中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀況，將請求交于合適的Web服務(wù)器進(jìn)行處理。

③Web服務(wù)器接受到任務(wù)分派后，調(diào)用相應(yīng)的Web服務(wù)組件對請求進(jìn)行處理。

④Web服務(wù)器調(diào)用應(yīng)用服務(wù)層的應(yīng)用服務(wù)組件進(jìn)行進(jìn)一步的處理。Web服務(wù)層將請求通過TCP/IP協(xié)議傳到應(yīng)用服務(wù)層。協(xié)調(diào)服務(wù)器接收到請求后將請求交給負(fù)載均衡器。

⑤負(fù)載均衡器根據(jù)應(yīng)用服務(wù)器集群中各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀態(tài)以及請求的服務(wù)類型，按照指定的負(fù)載均衡策略，將請求分派給合適的應(yīng)用服務(wù)器來分析處理請求。

⑥應(yīng)用服務(wù)器接收到任務(wù)分派后，調(diào)用相應(yīng)的應(yīng)用服務(wù)組件來對請求進(jìn)行分析處理。

⑦應(yīng)用服務(wù)器通過數(shù)據(jù)訪問引擎與數(shù)據(jù)存儲層進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

⑧應(yīng)用服務(wù)器將處理的結(jié)果返回給Web服務(wù)器做最后的處理。

⑨最后由Web服務(wù)器直接將最后的結(jié)果返回給客戶端。

圖4 任務(wù)處理流程

3 關(guān)鍵技術(shù)

以往的地理信息系統(tǒng)架構(gòu)無法再滿足用戶的需求，必須攻破新的技術(shù)來構(gòu)建新的地理信息系統(tǒng)架構(gòu)，來適應(yīng)時代的發(fā)展與需求。主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

1）用戶需要應(yīng)用的數(shù)據(jù)種類和數(shù)據(jù)量非常大，無法通過傳統(tǒng)的集中式存儲進(jìn)行實(shí)現(xiàn)；

2）系統(tǒng)需要支持的并發(fā)訪問用戶數(shù)也非常大，傳統(tǒng)規(guī)模的服務(wù)器集群在吞吐量、可靠性和可用性等方面無法滿足；

3）用戶的應(yīng)用環(huán)境是廣域網(wǎng)，帶寬有限，但是系統(tǒng)性能還必須保證是高效的，等等。

所以研究海量地理空間數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、大規(guī)模地理信息應(yīng)用服務(wù)集群技術(shù)以及高并發(fā)、高可靠的Web服務(wù)器集群技術(shù)是關(guān)鍵。

3.1 海量地理空間數(shù)據(jù)存儲技術(shù)

地理空間數(shù)據(jù)大致分為結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化3種模型。它們數(shù)據(jù)量巨大，可以達(dá)到PB級。特別是占了主體地位的半結(jié)構(gòu)化空間數(shù)據(jù)，不僅數(shù)據(jù)量大而且對訪問與存儲效率的要求特別高。如果使用傳統(tǒng)的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，則會成為整個系統(tǒng)的性能瓶頸，會存在訪問效率低、并發(fā)用戶少、部署速度慢等問題。針對空間數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，本架構(gòu)采用了綜合分布式文件系統(tǒng)、分布式海量半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、搜索引擎數(shù)據(jù)庫和關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等多種存儲管理技術(shù)構(gòu)成專用的復(fù)合空間數(shù)據(jù)庫。它可以為海量數(shù)據(jù)的高效存儲、快速訪問、快速部署提供高性能、高可靠性的數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)支撐。

其中，使用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫來存儲結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，比如元數(shù)據(jù)信息，用戶權(quán)限、目錄信息、圖層信息等；使用分布式數(shù)據(jù)庫集群來管理粒度較小的空間數(shù)據(jù)塊，比如半結(jié)構(gòu)化的矢量數(shù)據(jù)塊，柵格數(shù)據(jù)塊等以及非結(jié)構(gòu)化圖片等數(shù)據(jù)。其中數(shù)據(jù)分塊可以減少數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，使得系統(tǒng)可以在有限的內(nèi)存空間中訪問大量的數(shù)據(jù)。分布式數(shù)據(jù)庫管理的這些空間數(shù)據(jù)塊，最后會聚成較大的數(shù)據(jù)塊存儲于分布式文件系統(tǒng)上；使用分布式文件系統(tǒng)來存儲對外下載數(shù)據(jù)文件和一些模型文件；使用搜索引擎數(shù)據(jù)庫來存儲需要進(jìn)行查詢分析的數(shù)據(jù)，比如導(dǎo)航數(shù)據(jù)，實(shí)景的站點(diǎn)信息數(shù)據(jù)等。使用緩存數(shù)據(jù)庫來保存入庫處理以及訪問過程中需要臨時記錄的信息數(shù)據(jù)。為了實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高效存儲訪問，還需要將存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的組織，下面將以半結(jié)構(gòu)化的矢量數(shù)據(jù)為例進(jìn)行詳細(xì)說明。

矢量數(shù)據(jù)瓦片的物理存儲如圖5所示。將系列比例尺矢量數(shù)據(jù)的圖層信息提取出來，一方面構(gòu)建圖層數(shù)據(jù)在分布式存儲中的訪問URL，一方面構(gòu)建圖層信息對象（包括圖層的基本信息、附屬屬性信息等），然后將他們存入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫。同時，系列比例尺的矢量數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)據(jù)切片、創(chuàng)建空間索引、數(shù)據(jù)打包等預(yù)處理，變成很多矢量數(shù)據(jù)瓦片，并將這些矢量數(shù)據(jù)瓦片存入分布式存儲系統(tǒng)（HDFS/HBase）中。矢量瓦片數(shù)據(jù)的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)如圖6所示。其中，通過圖層位置索引信息可以快速定位圖層在數(shù)據(jù)瓦片中的索引位置，通過空間索引能獲取到某個范圍包含的所有數(shù)據(jù)塊，通過目標(biāo)位置索引可以快速定位目標(biāo)在數(shù)據(jù)塊中的存儲位置，從而提高目標(biāo)數(shù)據(jù)的訪問速率。

圖5 矢量數(shù)據(jù)瓦片物理存儲

3.2 大規(guī)模地理信息應(yīng)用服務(wù)器集群

地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用服務(wù)器主要是在局域網(wǎng)環(huán)境下為大量并發(fā)訪問用戶提供豐富的高性能地理信息服務(wù)（如路徑規(guī)劃服務(wù)，實(shí)景服務(wù)，地形分析服務(wù)等）。單個應(yīng)用服務(wù)器的負(fù)載能力有限，不能支撐網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下大規(guī)模用戶的并發(fā)訪問，因此系統(tǒng)使用大規(guī)模應(yīng)用服務(wù)器集群協(xié)同服務(wù)來解決網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單個應(yīng)用服務(wù)器計(jì)算能力不足的問題；并使用負(fù)載均衡器來分派與管理集群，實(shí)現(xiàn)集群的容災(zāi)備份，忙閑監(jiān)控與任務(wù)分派。但是單個負(fù)載均衡器管理的應(yīng)用服務(wù)器數(shù)量有限，不能支撐大規(guī)模的應(yīng)用服務(wù)器集群的部署，因此系統(tǒng)采用多級負(fù)載均衡器；同時，系統(tǒng)使用分布式協(xié)調(diào)服務(wù)器來協(xié)調(diào)與管理整個應(yīng)用服務(wù)器集群。分布式協(xié)調(diào)服務(wù)器可以實(shí)時感知集群的當(dāng)前狀態(tài)，比如全局參數(shù)，所有節(jié)點(diǎn)的信息等，監(jiān)控集群事件并廣播消息。所以對負(fù)載均衡技術(shù)、分布式協(xié)調(diào)服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器集群架構(gòu)的研究很重要。

3.2.1 負(fù)載均衡技術(shù)

負(fù)載均衡器主要有負(fù)載信息管理、任務(wù)分派、任務(wù)轉(zhuǎn)移、故障處理等功能。負(fù)載均衡器通過系統(tǒng)待處理任務(wù)隊(duì)列長度、CPU利用率、I/O利用率、內(nèi)存利用率等指標(biāo)來衡量服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的負(fù)載狀況。各應(yīng)用服務(wù)器節(jié)點(diǎn)收集自身的負(fù)載信息并定期的上報給負(fù)載均衡器的負(fù)載信息管理模塊，負(fù)載信息管理模塊將負(fù)載信息在內(nèi)存中進(jìn)行高效的存儲，對任務(wù)分派模塊和轉(zhuǎn)移模塊提供信息。任務(wù)分派模塊負(fù)責(zé)將請求根據(jù)當(dāng)前的負(fù)載均衡算法分配到合適的服務(wù)節(jié)點(diǎn)上。不用的應(yīng)用場景下需要的負(fù)載均衡算法可能不同，因此，系統(tǒng)采用“插件式”的負(fù)載均衡策略，在部署系統(tǒng)時，可以靈活的通過配置選擇合適的策略[12-13]。系統(tǒng)運(yùn)行過程中，任務(wù)轉(zhuǎn)移模塊會定期的對集群各節(jié)點(diǎn)的負(fù)載信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并判斷當(dāng)前是否是負(fù)載均衡狀態(tài)，如果不均衡，則將負(fù)載最重的節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)轉(zhuǎn)移一部分到負(fù)載最輕的節(jié)點(diǎn)上。故障處理模塊會通過服務(wù)節(jié)點(diǎn)定期發(fā)來的心跳消息自動識別發(fā)生故障的服務(wù)節(jié)點(diǎn)，將這個節(jié)點(diǎn)刪除，并將刪除節(jié)點(diǎn)未完成的任務(wù)轉(zhuǎn)移到正常的節(jié)點(diǎn)上去處理。

同時，為了保證負(fù)載均衡器的正常運(yùn)行，系統(tǒng)采用一主多從集群模式使多個負(fù)載均衡器同時工作。提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

3.2.2 分布式協(xié)調(diào)服務(wù)器

分布式協(xié)調(diào)服務(wù)器，為整個集群各節(jié)點(diǎn)（包括負(fù)載均衡器，應(yīng)用服務(wù)器等）提供了可靠的與分布式應(yīng)用相關(guān)的基礎(chǔ)服務(wù)，包括選舉服務(wù)、命名服務(wù)、組服務(wù)、全局參數(shù)服務(wù)以及分布式鎖服務(wù)等全局服務(wù)[14]。通過該服務(wù)，實(shí)現(xiàn)了集群節(jié)點(diǎn)的動態(tài)加入與退出、實(shí)時感知集群當(dāng)前的狀態(tài)、廣播消息和監(jiān)控集群時間等功能。

3.2.3 應(yīng)用服務(wù)器集群架構(gòu)

為了部署大規(guī)模的應(yīng)用服務(wù)器集群，系統(tǒng)采用分布式多層級模式。如圖7所示。

集群采用了兩級負(fù)載均衡，在一個大的集群中包含了若干個小的集群，每個小的集群都包含一個負(fù)載均衡器和多個應(yīng)用服務(wù)器。通過兩級負(fù)載均衡技術(shù)，使得集群的規(guī)模從之前支持N個節(jié)點(diǎn)擴(kuò)大到支持N×N個服務(wù)節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模的應(yīng)用服務(wù)器集群的部署。同時，各個應(yīng)用服務(wù)器子群可以根據(jù)不同的需求部署專用的地理信息服務(wù)，從而提高地理信息服務(wù)的性能。往往用戶傳來的請求往往比較小，而返回的結(jié)果相比請求大很多。因此，當(dāng)從應(yīng)用服務(wù)器返回的結(jié)果不再經(jīng)過負(fù)載均衡以及Web服務(wù)層服務(wù)接口服務(wù)器。

圖7 應(yīng)用服務(wù)器集群架構(gòu)

3.3 高并發(fā)、高可靠的Web服務(wù)器集群

地理信息系統(tǒng)中，web服務(wù)器提供了瓦片服務(wù)、目錄服務(wù)、矢量數(shù)據(jù)服務(wù)、柵格數(shù)據(jù)服務(wù)、搜索服務(wù)、緩存服務(wù)等重要的服務(wù)功能。過去的地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是由單個web服務(wù)器以REST的方式為用戶提供基本的地理信息服務(wù)，只支持少量數(shù)據(jù)的用戶并發(fā)訪問。面對高并發(fā)的用戶訪問以及海量地理空間數(shù)據(jù)的請求，一臺web服務(wù)器的處理能力和儲存能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因此系統(tǒng)使用web服務(wù)器集群來改善負(fù)載壓力，通過增加web服務(wù)器的方式不斷改善系統(tǒng)性能同樣實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的伸縮性，解決了大量用戶的高并發(fā)訪問問題。架構(gòu)使用接入服務(wù)器群作為web服務(wù)器層的負(fù)載均衡器，接入服務(wù)器獲取應(yīng)用請求，然后根據(jù)請求的類型和各web服務(wù)器的負(fù)載狀況分配請求給合適的web服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，并監(jiān)控web服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的健康狀態(tài)，及時進(jìn)行故障轉(zhuǎn)移，使系統(tǒng)不會因?yàn)閱蝹€服務(wù)器的宕機(jī)而影響應(yīng)用，為系統(tǒng)提供了高可靠的訪問能力。為了保證系統(tǒng)高可用，同樣采用了集群的形式來部署接入服務(wù)器集群[15-17]。

同時，系統(tǒng)優(yōu)化了緩存機(jī)制。之前以服務(wù)地圖為單位的緩存機(jī)制替換為粒度更細(xì)的以瓦片圖層為單位的緩存機(jī)制。相比之前以服務(wù)地圖為單位的緩存，新的以瓦片圖層為單位的緩存更加的靈活，緩存重用度也更高。

4 結(jié)論

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的迅速發(fā)展，使得人們獲取地理信息越來越方便快捷，但是隨之而來的是越來越龐大的用戶群體，越來越多的在線服務(wù)功能需求，高并發(fā)的訪問。我們需要不斷地完善與更新現(xiàn)有的地理信息體系架構(gòu)，應(yīng)用新的技術(shù)新的思想，給人們提供更多更好的地理信息服務(wù)。

[1]曲鑫，張偉.云服務(wù)平臺下的地理信息系統(tǒng)技術(shù)研究[J].測繪與空間地理信息，2014（9）:113-115.

[2]潘藝.大數(shù)據(jù)時代地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用研究[J].電腦知識與技術(shù)，2015（5）:19-20.

[3]何冰.論地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢[J].廣東科技，2013（6）:84.

[4]張晶，王琰潔，黃小鋒.一種微服務(wù)框架的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用，2017（4）:82-86.

[5]韓立欽，孫波中，楊軍義.面向SOA架構(gòu)的地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)技術(shù)研究[J].測繪標(biāo)準(zhǔn)化，2015（4）:25-27.

[6]陸嘉恒.Hadoop實(shí)戰(zhàn)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[7]施磊磊，施化吉，束長波，等.基于Hadoop和HBase的分布式索引模型的研究[J].信息技術(shù)，2015（6）:109-111，114.

[8]陳俊欣.基于Hadoop的空間矢量數(shù)據(jù)的分布式存儲與查詢研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2016.

[9]單杰，秦昆，黃長青，等.眾源地理數(shù)據(jù)處理與分析方法探討[J].武漢大學(xué)學(xué)報：信息科學(xué)版，2014（4）:390-396.

[10]吳琰，唐小明.基于HBase的分布式空間數(shù)據(jù)庫技術(shù)[J].吉林大學(xué)學(xué)報：理學(xué)版，2016（6）：1355-1360.

[11]張葉，許國艷，花青.基于HBase的矢量空間數(shù)據(jù)存儲與訪問優(yōu)化[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2015（11）：3102-3105.

[12]宋俊輝，馮巖.負(fù)載均衡的分布式系統(tǒng)任務(wù)調(diào)度優(yōu)化算法[J].吉林大學(xué)學(xué)報：理學(xué)版，2017（2）:383-387.

[13]葉其革，張嵐，樊冬梅.智能變電站多層數(shù)據(jù)交換調(diào)度優(yōu)化方法研究[J].自動化與儀器儀表，2017（8）:115-117.

[14]李文韻.基于分布式協(xié)調(diào)服務(wù)的集群管理的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京郵電大學(xué)，2014.

[15]馬力，王大翊，汪永生.基于SOA的Web服務(wù)應(yīng)用構(gòu)建關(guān)鍵技術(shù)研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2014（8）:76-79，83.

[16]陳榮賞，藍(lán)秀錦.LVS/DR、NGINX混合負(fù)載均衡集群技術(shù)應(yīng)用研究[J].湖北民族學(xué)院學(xué)報:自然科學(xué)版，2017（1）:23-26.

[17]王利萍.基于Nginx服務(wù)器集群負(fù)載均衡技術(shù)的研究與改進(jìn)[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2015.

Geography information system architecture in service center

ZENG Li
（North China Institute of Computing Technology，Beijing100083，China）

In order to meet the demand of more abundant online service under the network environment in various areas and high effective，high reliability，high availability and high performance geography Information System in service center，a new GIS architecture is proposed.This paper analyzes and designs the GIS architecture in detail，then gives the technical approach of storage and management of mass geography spatial data，large-scale application server cluster，high concurrency and high reliability web server cluster.

geography information system；service center；architecture；technical approach

TN99

A

1674-6236（2017）23-0163-06

2017-04-24稿件編號：201704177

曾莉（1992—），女，四川達(dá)州人，碩士。研究方向：地理信息與圖形圖像。