一種海量空間信息存儲(chǔ)與服務(wù)一體機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及空間信息技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種海量空間信息存儲(chǔ)與服務(wù)一體 機(jī)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著空間信息技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展，空間信息技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)、林業(yè)、環(huán)境、交通、 市政規(guī)劃、公共安全、軍事等眾多行業(yè)領(lǐng)域。隨著空間數(shù)據(jù)獲取手段的發(fā)展、空間信息應(yīng)用 的深入和各行各業(yè)對(duì)空間信息技術(shù)理解的深化，空間信息應(yīng)用已經(jīng)從單一部門(mén)、小區(qū)域向 多部門(mén)、區(qū)域化和全國(guó)化的方向發(fā)展?？臻g信息應(yīng)用系統(tǒng)涉及的數(shù)據(jù)量已經(jīng)逐漸由GB級(jí)發(fā) 展到TB級(jí)至百TB級(jí)，空間信息應(yīng)用系統(tǒng)服務(wù)的用戶逐漸發(fā)展到萬(wàn)級(jí)在線規(guī)模。與此同時(shí)， 要求系統(tǒng)具有高穩(wěn)定和高擴(kuò)展性，以應(yīng)對(duì)大規(guī)模用戶訪問(wèn)和未來(lái)系統(tǒng)的擴(kuò)展。
[0003] 傳統(tǒng)的空間信息系統(tǒng)架構(gòu)通常有一個(gè)客戶端、一個(gè)應(yīng)用服務(wù)器和一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù) 器構(gòu)成。系統(tǒng)架構(gòu)簡(jiǎn)單，易于系統(tǒng)部署和維護(hù)。但是，單一服務(wù)器架構(gòu)已經(jīng)無(wú)法滿足海量空 間信息存儲(chǔ)、管理和多用戶并發(fā)訪問(wèn)的要求，主要表現(xiàn)在以下方面：
[0004] 1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量有限
[0005] -臺(tái)服務(wù)器提供的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間有限，無(wú)法滿足上大規(guī)模空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的要求。
[0006] 2)計(jì)算能力有限
[0007] -臺(tái)服務(wù)器的計(jì)算能力有限，無(wú)法滿足大規(guī)模用戶并發(fā)和多用戶復(fù)雜空間分析計(jì) 算對(duì)高性能計(jì)算能力的要求。
[0008] 3)系統(tǒng)擴(kuò)展性差
[0009] 單機(jī)系統(tǒng)僅能通過(guò)升級(jí)硬件，通過(guò)更換更快的CPU、更大的硬盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò) 展。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)硬件發(fā)展已經(jīng)遇到瓶頸，例如受到半導(dǎo)體技術(shù)物理極限的限制，CPU主 頻已經(jīng)無(wú)法再遵循摩爾定理，CPU已經(jīng)由單純的提高CPU主頻向多核技術(shù)發(fā)展，單節(jié)點(diǎn)架構(gòu) 已經(jīng)無(wú)法滿足大規(guī)?？臻g信息技術(shù)發(fā)展的要求。
[0010] 計(jì)算機(jī)集群技術(shù)為大規(guī)?？臻g信息系統(tǒng)的構(gòu)建提供了解決方案，計(jì)算機(jī)集群技術(shù) 通過(guò)分布式存儲(chǔ)、分布式計(jì)算等技術(shù)，通過(guò)多臺(tái)服務(wù)器協(xié)同工作來(lái)實(shí)現(xiàn)海量的空間數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)空間和高效能的空間計(jì)算能力，但計(jì)算機(jī)集群技術(shù)在空間信息系統(tǒng)中的應(yīng)用存在以下問(wèn) 題：
[0011] 1)集群系統(tǒng)技術(shù)復(fù)雜、安裝部署難度大
[0012] 集群系統(tǒng)涉及分布式計(jì)算、分布式存儲(chǔ)、分布式緩存、負(fù)載均衡、節(jié)點(diǎn)監(jiān)控、故障接 管等一系列技術(shù)，技術(shù)復(fù)雜、系統(tǒng)構(gòu)建和安裝部署難度大。
[0013] 2)集群系統(tǒng)軟硬件優(yōu)化難度大
[0014] 為了更好的發(fā)揮集群的性能，需要根據(jù)集群上部署的應(yīng)用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行 系統(tǒng)的軟硬件優(yōu)化；同時(shí)需要根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)，合理的進(jìn)行各種節(jié)點(diǎn)數(shù)量的配置（例如：計(jì) 算節(jié)點(diǎn)、存儲(chǔ)節(jié)點(diǎn)、緩存節(jié)點(diǎn)的配比）
[0015] 3)集群系統(tǒng)維護(hù)難度大
[0016] 集群系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量多、軟件復(fù)雜，因此增大了系統(tǒng)出錯(cuò)的概率，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合 理的監(jiān)控和運(yùn)行維護(hù)，才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。集群的構(gòu)建、調(diào)試、運(yùn)行和維護(hù)的難度大， 客觀上造成了制約集群技術(shù)在空間信息領(lǐng)域的應(yīng)用和大規(guī)模空間信息應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建。因 此，就需要一種一體化的海量空間信息集群系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模空間信息系統(tǒng)的快速構(gòu)建。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中大規(guī)模空間信息集群系統(tǒng)構(gòu)建、安裝部署、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)難 度大，構(gòu)建成本高的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種海量空間信息存儲(chǔ)與服務(wù)一體機(jī)系統(tǒng)。
[0018] 本發(fā)明的海量空間信息存儲(chǔ)與服務(wù)一體機(jī)系統(tǒng)，包括：
[0019] 空間數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)，所述空間數(shù)據(jù)庫(kù)節(jié)點(diǎn)由空間數(shù)據(jù)庫(kù)集群組成，用于根據(jù)用戶請(qǐng) 求對(duì)空間信息數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢檢索；
[0020] 空間信息服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，所述空間信息服務(wù)器節(jié)點(diǎn)由空間信息服務(wù)器集群組成，接 收負(fù)載均衡節(jié)點(diǎn)分發(fā)的用戶請(qǐng)求，對(duì)用戶請(qǐng)求的空間信息服務(wù)進(jìn)行集群化處理；
[0021] 數(shù)據(jù)緩存節(jié)點(diǎn)，所述數(shù)據(jù)緩存節(jié)點(diǎn)對(duì)空間信息服務(wù)過(guò)程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和結(jié)果進(jìn)行 緩存；
[0022] 負(fù)載均衡節(jié)點(diǎn)，所述負(fù)載均衡節(jié)點(diǎn)接收用戶請(qǐng)求并將所述用戶請(qǐng)求分發(fā)到所述空 間信息服務(wù)器節(jié)點(diǎn)上。
[0023] 本發(fā)明將空間信息集群系統(tǒng)集成到一個(gè)機(jī)柜上，形成了包括電源、交換機(jī)以及集 群節(jié)點(diǎn)的一體化的一體機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了集群系統(tǒng)軟件和空間信息軟件安裝部 署的安裝、部署、配置和優(yōu)化，形成了軟硬件一體化的空間信息集群系統(tǒng)。系統(tǒng)提供了海量 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間、高效的計(jì)算性能、穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行和完善的系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)。利用本發(fā)明的 一體機(jī)系統(tǒng)，用戶無(wú)需再?gòu)念^構(gòu)建復(fù)雜的集群系統(tǒng)，僅需要插入網(wǎng)線就可以使用一體機(jī)提 供的空間信息系統(tǒng)資源。因此，本發(fā)明極大的降低了大規(guī)?？臻g信息集群系統(tǒng)的構(gòu)建成本 和技術(shù)難度，有利于高性能大規(guī)?？臻g信息應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建，有助于推進(jìn)空間信息技術(shù)在 各行各業(yè)的深入應(yīng)用。
[0024] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變 得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫(xiě)的說(shuō)明 書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
[0025] 下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本發(fā)明的實(shí) 施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0027] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的一體機(jī)硬件系統(tǒng)的示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的一體機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中高可用集群節(jié)點(diǎn)25的工作示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)描述，但應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的保 護(hù)范圍并不受【具體實(shí)施方式】的限制。
[0031] 為了解決現(xiàn)有技術(shù)中大規(guī)?？臻g信息集群系統(tǒng)構(gòu)建、安裝部署、運(yùn)行維護(hù)技術(shù)難 度大，構(gòu)建成本高的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種海量空間信息存儲(chǔ)與服務(wù)一體機(jī)系統(tǒng)。本 發(fā)明旨在通過(guò)構(gòu)建空間信息存儲(chǔ)與服務(wù)一體機(jī)系統(tǒng)，集成空間信息軟硬件系統(tǒng)，簡(jiǎn)化空間 信息集群系統(tǒng)的構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)一體化的完整的高性能空間信息集群系統(tǒng)解決方案，實(shí)現(xiàn)高性 能空間信息集群系統(tǒng)的即插即用。
[0032] -體化已經(jīng)成為IT行業(yè)的趨勢(shì)，例如=Oracle公司將其數(shù)據(jù)庫(kù)與Oracle的服務(wù) 器和操作系統(tǒng)集成在一起，形成Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)一體機(jī)，并經(jīng)過(guò)軟硬件的優(yōu)化，用戶僅需要 插入網(wǎng)線，就可以使用Oracle-體機(jī)提供的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。本發(fā)明將集群硬件、軟件、空間信 息軟件和空間數(shù)據(jù)集成在統(tǒng)一的一體機(jī)系統(tǒng)上，實(shí)現(xiàn)了軟件、硬件和數(shù)據(jù)的一體化，提供完 整的海量空間信息集群系統(tǒng)的解決方案。系統(tǒng)經(jīng)過(guò)合理的配置和軟硬件優(yōu)化，具有集成化、 一體化、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、高性能、高穩(wěn)定性和高可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。用戶無(wú)需從頭配置空間信 息集群系統(tǒng)，僅需要插入網(wǎng)線就可以使用空間信息系統(tǒng)提供的資源，實(shí)現(xiàn)了大規(guī)?？臻g信 息系統(tǒng)的即插即用，有利于推動(dòng)空間信息技術(shù)的深入應(yīng)用。
[0033] 實(shí)施例一
[0034] 本發(fā)明的一體機(jī)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)環(huán)境如圖1所示，一體機(jī)的硬件系統(tǒng)構(gòu)建在同一 機(jī)柜內(nèi)，由機(jī)柜、電源、交換機(jī)和計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。
[0035] -個(gè)一體機(jī)機(jī)柜由多個(gè)（例如可為2個(gè)）電源、多個(gè)（例如可為2個(gè)，與電源的個(gè) 數(shù)可以一致）交換機(jī)和多個(gè)（例如可以為40個(gè)）計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成，40個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)分為4 組，在一體機(jī)上表現(xiàn)為4排節(jié)點(diǎn)，每排節(jié)點(diǎn)包含10個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)。一體機(jī)分為上下兩部分， 上下兩部分配置相同。分別由一個(gè)電源、一個(gè)交換機(jī)和2臺(tái)一體機(jī)構(gòu)成。一個(gè)電源為2排 節(jié)點(diǎn)供電；2排節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)交換機(jī)。
[0036] 1)交換機(jī)，優(yōu)選的，可以為千兆以太網(wǎng)交換機(jī)，用于計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)通過(guò)千兆以太網(wǎng)交 換機(jī)進(jìn)行連接。
[0037] 2)電源，電源采用低功耗的直流供電系統(tǒng)，電源高度為2U，U是服務(wù)器設(shè)備高度的 單位，英語(yǔ)單詞Uint的首字母，IU的高度為4. 445厘米。服務(wù)器的高度為U的整數(shù)倍。。每 個(gè)電源提供20組電源輸出以及電源冗余，電源采用雙路供電。
[0038] 3)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)，計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)高度為5U。每個(gè)計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了集約化定制，減小 計(jì)算機(jī)的占用的空間，計(jì)算機(jī)節(jié)點(diǎn)配置例如可以如表1所示。
[0039] 表 1
[0040]
[0041] 為了降低一體機(jī)的整體能耗，同時(shí)簡(jiǎn)化降溫，采用低功耗的AtomCPU和低功耗的 32nm內(nèi)存。一體機(jī)采用風(fēng)冷式降溫，通過(guò)風(fēng)扇散熱。對(duì)于不同的應(yīng)用環(huán)境的要求，可以進(jìn)行