基于虛擬云計算架構(gòu)的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度的應(yīng)用研究

謝彩蓮

（玉林師范學院計算機系 廣西 玉林 537000）

基于虛擬云計算架構(gòu)的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度的應(yīng)用研究

謝彩蓮

（玉林師范學院計算機系 廣西 玉林 537000）

近年來，國際上對地理資源的研究與開發(fā)力度大大增加，地理信息系統(tǒng)平臺的實際應(yīng)用也受到了很大的沖擊。造成了空間數(shù)據(jù)資源的訪問量激增、資源調(diào)度需求量加大等現(xiàn)象的出現(xiàn)。但是由于我國GIS資源應(yīng)用還處在不成熟階段，以單機或者物理試題服務(wù)器上普通集群技術(shù)構(gòu)建起來的GIS平臺不能適應(yīng)業(yè)務(wù)類型和數(shù)據(jù)類型的快速變化。計算資源的浪費成為了普遍現(xiàn)象。而虛擬云計算技術(shù)的應(yīng)用，將大大的提升地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)服務(wù)的效果。下面就虛擬云計算架構(gòu)和GIS服務(wù)資源平臺的分析與了解，并進一步研究基于虛擬云計算架構(gòu)的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度的應(yīng)用情況。

虛擬化；云計算架構(gòu)；GIS服務(wù)；彈性調(diào)度

1.虛擬云計算技術(shù)的了解與分析

1.1 虛擬云計算架構(gòu)的概念

虛擬化技術(shù)室伴隨著計算機的產(chǎn)生而發(fā)展的，虛擬化意味著計算機資源的抽象應(yīng)用。虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了物理資源的邏輯抽象表現(xiàn)，它可以提高資源利用率，并且可以根據(jù)對象需求的變化靈活的進行資源調(diào)度。虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為構(gòu)建云計算環(huán)境的關(guān)鍵要素。虛擬云計算架構(gòu)則是指采用虛擬化軟件技術(shù)將物理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和存儲設(shè)備整合為無差別、可按需要隨時調(diào)用的虛擬化計算、存儲和通信資源。而需要進行西苑調(diào)度時，就可以通過資源管理中心和調(diào)用管理中心接口人工或者自然進行分配。

1.2 虛擬云計算架構(gòu)的特點

虛擬云計算架構(gòu)的主要特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)資源調(diào)度的規(guī)?；?、彈性化合動態(tài)化?？梢愿鶕?jù)用戶的使用規(guī)模和需要進行人工或自然的分配。而且可以在同一個云計算環(huán)境下完成不同的應(yīng)用命令。使資源的調(diào)配實現(xiàn)最大化，降低了用戶對物理環(huán)境平臺資源分配不足或者不及時的顧慮。

2.GID服務(wù)資源調(diào)度平臺的了解與分析

GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度的概念是在Esri的ArcGIS for Server.10.1提出的其技術(shù)原理是將所有的GIS Server以P2P技術(shù)進行集群互聯(lián)，以Server Site群集的形式統(tǒng)一對外提供GIS服務(wù)。Server Site群組中不再以SOC和SOM服務(wù)器來劃分管理服務(wù)器和其群節(jié)點服務(wù)器，而是對提供的服務(wù)不進行額外區(qū)分。GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度技術(shù)在應(yīng)用時，會根據(jù)資源的增加或減少通過Sete Manago服務(wù)器中的Cloud Builder on VMwarezujian 組件訪問VMware vSphere的VCenter API。通過預(yù)制好的GIS Server模板，啟動或者關(guān)閉虛擬服務(wù)器，并將其作為一個GISServer節(jié)點加入或者退出提供GIS服務(wù)的Server Site群集。這樣就不會因為某一個節(jié)點出現(xiàn)問題而影響整個地圖服務(wù)的現(xiàn)象。相同情況下，當需要增加一個節(jié)點時，以Plug-in方式插入，這樣可以為服務(wù)提高負載能力。這種架構(gòu)模式是構(gòu)建云GIS應(yīng)用的基本運行條件。在某種簡單的邏輯思維上可以吧整個GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度解釋為：以Site 為架構(gòu)單位，以Cluster為GIS服務(wù)的邏輯單位，以GIS Server為實際處理單位，以GIS Lnstancer實例為每個GIS功能的處理器。

3.傳統(tǒng)的GIS服務(wù)平臺出現(xiàn)的問題

傳統(tǒng)的以單機或者物理實體服務(wù)器上普通集群技術(shù)構(gòu)建起來的GIS服務(wù)平臺很難適應(yīng)快速變化的業(yè)務(wù)類型和數(shù)據(jù)類型要求。比如：用戶數(shù)量或者用戶訪問頻率突然增加，造成超負荷的服務(wù)請求延伸到后端的氮氣服務(wù)器或者服務(wù)器群，就會導致服務(wù)器端因資源不足而響應(yīng)過慢甚至停止響應(yīng)，從而使得用戶體驗受阻影響工作進度。另一方面，傳統(tǒng)的GIS服務(wù)平臺由于設(shè)計問題，有可能對資源需求環(huán)境估算不足，造成以服務(wù)器和存儲為主的計算資源的投入出現(xiàn)擴大或減小的情況，導致預(yù)算失真影響項目的實際效能并造成資金浪費的現(xiàn)象。

有上述現(xiàn)象可以看出傳統(tǒng)的GIS服務(wù)平臺對資源環(huán)境和用戶訪問量等方面的預(yù)算設(shè)計不能按照實際情況進行轉(zhuǎn)變，從而會影響工作進度和資金流失。甚至有可能導致技術(shù)人員必須停止GIS服務(wù)，重新搭建滿足需求的環(huán)境。而新重新搭建資源需求環(huán)境就必須更換或者添加新的服務(wù)器，重新配置系統(tǒng)環(huán)境、遷移數(shù)據(jù)、發(fā)布地圖服務(wù)等。這些操作的實施可能會終止GIS服務(wù)的運行，直到新的環(huán)境完成后才能正常工作。可見傳統(tǒng)的GIS服務(wù)平臺存在著很多有待改進的地方。

4.虛擬化云計算環(huán)境下的GIS資源彈性調(diào)度的應(yīng)用情況

虛擬云計算架構(gòu)下的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度在實施時，對GIS Server機器的物理處理能力飽和程度先進行考量，如果配置不完善就需要增加現(xiàn)有GIS Server機器中的實例進程數(shù)，隨后平臺自動啟動新的GIS Server將新機器運算資源加入到GIS服務(wù)邏輯單位中。

例如對國土資源遙感監(jiān)測數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)進行技術(shù)應(yīng)用時，首先，創(chuàng)建Site站點架構(gòu)，并將編輯好的Site屬性的虛擬服務(wù)器保存成一個VM的虛擬服務(wù)器鏡像文件。其次，搭建服務(wù)集群（Cluster）一個集群可以發(fā)布多個服務(wù)。最后，利用ArcGIS Server管理服務(wù)對池化的資源彈性調(diào)度管理，完成資源的管理和添加。通過實例應(yīng)用可以看出整個虛擬化云計算環(huán)境下的GIS資源彈性調(diào)度，可以判斷GIS Servers機器的物理處理能力，從而根據(jù)性能狀況對資源進行彈性調(diào)度，完成滿足用戶需求的環(huán)境要求。通過大規(guī)模改動計算資源的基礎(chǔ)上，彈性的調(diào)整面向用戶的GIS應(yīng)用，以對應(yīng)不同的實際生產(chǎn)情況。虛擬云計算架構(gòu)的GIS資源服務(wù)彈性調(diào)度在應(yīng)用上，對可與而言，無論使用要求多么復(fù)雜都能夠獲得流程的體驗，并順利完成工作任務(wù)。在技術(shù)應(yīng)用范圍上把用戶的需求環(huán)境無限擴大，增加了GIS資源彈性調(diào)度的應(yīng)用范圍，更提升了服務(wù)資源彈性調(diào)度的應(yīng)用效能性。使項目實現(xiàn)利益最大化并避免資金的流失。

5.結(jié)語

綜上所述，通過對虛擬化云計算架構(gòu)和GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度的了解和分析，以及對傳統(tǒng)GIS服務(wù)平臺的對比分析?？梢钥闯鰝鹘y(tǒng)的GIS服務(wù)平臺存在著很多有待改進的不足之處。但是虛擬化云計算架構(gòu)下的GIS服務(wù)資源平臺彌補了傳統(tǒng)平臺的不足，實現(xiàn)的資源的彈性調(diào)度應(yīng)用和增加了對復(fù)雜需求環(huán)境的應(yīng)對能力。使得虛擬云計算架構(gòu)的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度更加適合應(yīng)用環(huán)境的需求。該技術(shù)對于政府、企業(yè)等大型不間斷GIS服務(wù)的提供機構(gòu)具有重要的意義。因此，基于虛擬云計算架構(gòu)的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度的應(yīng)用更值得進一步研究和推廣。

[1]朱劍.基于虛擬云計算架構(gòu)的GIS服務(wù)資源彈性調(diào)度應(yīng)用研究[J].測繪通報，2013，05:92-95，107.

[2]黃蘭秋.基于云計算的企業(yè)競爭情報服務(wù)模式研究[D].南開大學，2012.

[3]周荃.云計算資源管理中QoS保障機制研究[D].北京交通大學，2014.

[4]朱春鴿.虛擬計算環(huán)境下基于信任的資源調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究[D].北京郵電大學，2014.

[5]萬林.網(wǎng)格GIS下協(xié)同式空間信息工作流實現(xiàn)技術(shù)研究[D].中國地質(zhì)大學，2012.

[6]胡誠.對等網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下三維GIS優(yōu)化策略研究[D].武漢大學，2013.

[7]陶留鋒.基于產(chǎn)品線模式的GIS業(yè)務(wù)系統(tǒng)快速構(gòu)建技術(shù)研究[D].中國地質(zhì)大學（北京），2014.

[8]邊爽.云計算系統(tǒng)資源彈性調(diào)度的評測方法研究[D].哈爾濱工業(yè)大學，2015.

[9]李佳鑫.云計算環(huán)境下的資源彈性調(diào)度技術(shù)研究[D].國防科學技術(shù)大學，2013.

[10]李浩松.分布式GIS應(yīng)用服務(wù)器負載平衡研究[D].武漢大學，2005.

[11]彭溢.基于Agent的無線GIS關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢大學，2010.

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1009-5624（2016）05-0017-02