一种海量空间信息存储与服务一体机系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及空间信息技术领域，具体地，涉及一种海量空间信息存储与服务一体 机系统。
【背景技术】
[0002] 随着空间信息技术应用的发展，空间信息技术已经应用到农业、林业、环境、交通、 市政规划、公共安全、军事等众多行业领域。随着空间数据获取手段的发展、空间信息应用 的深入和各行各业对空间信息技术理解的深化，空间信息应用已经从单一部门、小区域向 多部门、区域化和全国化的方向发展。空间信息应用系统涉及的数据量已经逐渐由GB级发 展到TB级至百TB级，空间信息应用系统服务的用户逐渐发展到万级在线规模。与此同时， 要求系统具有高稳定和高扩展性，以应对大规模用户访问和未来系统的扩展。
[0003] 传统的空间信息系统架构通常有一个客户端、一个应用服务器和一个数据库服务 器构成。系统架构简单，易于系统部署和维护。但是，单一服务器架构已经无法满足海量空 间信息存储、管理和多用户并发访问的要求，主要表现在以下方面：
[0004] 1)数据存储容量有限
[0005] -台服务器提供的数据存储空间有限，无法满足上大规模空间数据存储的要求。
[0006] 2)计算能力有限
[0007] -台服务器的计算能力有限，无法满足大规模用户并发和多用户复杂空间分析计 算对高性能计算能力的要求。
[0008] 3)系统扩展性差
[0009] 单机系统仅能通过升级硬件，通过更换更快的CPU、更大的硬盘来实现系统的扩 展。近年来，计算机硬件发展已经遇到瓶颈，例如受到半导体技术物理极限的限制，CPU主 频已经无法再遵循摩尔定理，CPU已经由单纯的提高CPU主频向多核技术发展，单节点架构 已经无法满足大规模空间信息技术发展的要求。
[0010] 计算机集群技术为大规模空间信息系统的构建提供了解决方案，计算机集群技术 通过分布式存储、分布式计算等技术，通过多台服务器协同工作来实现海量的空间数据存 储空间和高效能的空间计算能力，但计算机集群技术在空间信息系统中的应用存在以下问 题：
[0011] 1)集群系统技术复杂、安装部署难度大
[0012] 集群系统涉及分布式计算、分布式存储、分布式缓存、负载均衡、节点监控、故障接 管等一系列技术，技术复杂、系统构建和安装部署难度大。
[0013] 2)集群系统软硬件优化难度大
[0014] 为了更好的发挥集群的性能，需要根据集群上部署的应用系统和数据的特点进行 系统的软硬件优化；同时需要根据系统的特点，合理的进行各种节点数量的配置（例如：计 算节点、存储节点、缓存节点的配比）
[0015] 3)集群系统维护难度大
[0016] 集群系统节点数量多、软件复杂，因此增大了系统出错的概率，需要对系统进行合 理的监控和运行维护，才能保证系统的稳定运行。集群的构建、调试、运行和维护的难度大， 客观上造成了制约集群技术在空间信息领域的应用和大规模空间信息应用系统的构建。因 此，就需要一种一体化的海量空间信息集群系统，实现大规模空间信息系统的快速构建。
【发明内容】
[0017] 为了解决现有技术中大规模空间信息集群系统构建、安装部署、运行维护技术难 度大，构建成本高的技术问题，本发明提出了一种海量空间信息存储与服务一体机系统。
[0018] 本发明的海量空间信息存储与服务一体机系统，包括：
[0019] 空间数据库节点，所述空间数据库节点由空间数据库集群组成，用于根据用户请 求对空间信息数据进行查询检索；
[0020] 空间信息服务器节点，所述空间信息服务器节点由空间信息服务器集群组成，接 收负载均衡节点分发的用户请求，对用户请求的空间信息服务进行集群化处理；
[0021] 数据缓存节点，所述数据缓存节点对空间信息服务过程中产生的数据和结果进行 缓存；
[0022] 负载均衡节点，所述负载均衡节点接收用户请求并将所述用户请求分发到所述空 间信息服务器节点上。
[0023] 本发明将空间信息集群系统集成到一个机柜上，形成了包括电源、交换机以及集 群节点的一体化的一体机系统，并在此基础上进行了集群系统软件和空间信息软件安装部 署的安装、部署、配置和优化，形成了软硬件一体化的空间信息集群系统。系统提供了海量 的数据存储空间、高效的计算性能、稳定的系统运行和完善的系统监控系统。利用本发明的 一体机系统，用户无需再从头构建复杂的集群系统，仅需要插入网线就可以使用一体机提 供的空间信息系统资源。因此，本发明极大的降低了大规模空间信息集群系统的构建成本 和技术难度，有利于高性能大规模空间信息应用系统的构建，有助于推进空间信息技术在 各行各业的深入应用。
[0024] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0025] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0026] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0027] 图1为本发明实施例一的一体机硬件系统的示意图；
[0028] 图2为本发明实施例二的一体机的结构示意图；
[0029] 图3为本发明实施例中高可用集群节点25的工作示意图。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0031] 为了解决现有技术中大规模空间信息集群系统构建、安装部署、运行维护技术难 度大，构建成本高的技术问题，本发明提出了一种海量空间信息存储与服务一体机系统。本 发明旨在通过构建空间信息存储与服务一体机系统，集成空间信息软硬件系统，简化空间 信息集群系统的构建，实现一体化的完整的高性能空间信息集群系统解决方案，实现高性 能空间信息集群系统的即插即用。
[0032] -体化已经成为IT行业的趋势，例如=Oracle公司将其数据库与Oracle的服务 器和操作系统集成在一起，形成Oracle数据库一体机，并经过软硬件的优化，用户仅需要 插入网线，就可以使用Oracle-体机提供的数据库功能。本发明将集群硬件、软件、空间信 息软件和空间数据集成在统一的一体机系统上，实现了软件、硬件和数据的一体化，提供完 整的海量空间信息集群系统的解决方案。系统经过合理的配置和软硬件优化，具有集成化、 一体化、海量数据存储、高性能、高稳定性和高可扩展性的特点。用户无需从头配置空间信 息集群系统，仅需要插入网线就可以使用空间信息系统提供的资源，实现了大规模空间信 息系统的即插即用，有利于推动空间信息技术的深入应用。
[0033] 实施例一
[0034] 本发明的一体机系统的硬件系统环境如图1所示，一体机的硬件系统构建在同一 机柜内，由机柜、电源、交换机和计算机节点构成。
[0035] -个一体机机柜由多个（例如可为2个）电源、多个（例如可为2个，与电源的个 数可以一致）交换机和多个（例如可以为40个）计算机节点构成，40个计算机节点分为4 组，在一体机上表现为4排节点，每排节点包含10个计算机节点。一体机分为上下两部分， 上下两部分配置相同。分别由一个电源、一个交换机和2台一体机构成。一个电源为2排 节点供电；2排节点共享一个交换机。
[0036] 1)交换机，优选的，可以为千兆以太网交换机，用于计算机节点通过千兆以太网交 换机进行连接。
[0037] 2)电源，电源采用低功耗的直流供电系统，电源高度为2U，U是服务器设备高度的 单位，英语单词Uint的首字母，IU的高度为4. 445厘米。服务器的高度为U的整数倍。。每 个电源提供20组电源输出以及电源冗余，电源采用双路供电。
[0038] 3)计算机节点，计算机节点高度为5U。每个计算机节点进行了集约化定制，减小 计算机的占用的空间，计算机节点配置例如可以如表1所示。
[0039] 表 1
[0040]
[0041] 为了降低一体机的整体能耗，同时简化降温，采用低功耗的AtomCPU和低功耗的 32nm内存。一体机采用风冷式降温，通过风扇散热。对于不同的应用环境的要求，可以进行