一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统及方法

摘要

本发明涉及一种云平台隔离方法及系统，属于云存储方法及设备领域，具体涉及一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法及系统。包括：基础云平台层，用于响向应并执行异构云隔离层的调用请求；异构云隔离层，用于将基础云平台层所支持的各类云平台的访问接口抽象为能够统一调用的通用接口，并根据基础云平台层的各云平台节点的计算能力进行均衡调度和分布式计算；服务与计算层，用于利用异构隔离层所提供的通用接口为用户提供云服务。因此，本发明不依赖于特定的云平台和特定的云平台的业务操作流程，具备跨云平台特性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种云平台隔离方法及系统，属于云存储方法及设备领域，具体涉及一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法及系统。

背景技术

云的基本原理是，通过将计算分布在大量的分布式计算机上，使企业数据中心的运行更加类似于使用互联网。从而使企业能够将随时资源切换到需要的应用上，根据需求访问计算机和存储系统。

目前云并没有统一的概念，狭义的云指的是厂商通过分布式计算和虚拟化技术搭建数据中心或超级计算机，以免费或按需租用方式向技术开发者或者企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务，比如亚马逊数据仓库出租生意。广义的云指厂商通过建立网络服务器集群，向各种不同类型客户提供在线软件服务、硬件租借、数据存储、计算分析等不同类型的服务。广义的云包括了更多的厂商和服务类型，例如国内用友、金蝶等管理软件厂商推出的在线财务软件，谷歌发布的Google应用程序套装等。

至今为止，几乎所有的IT行业巨头都将云作为未来发展的主要战略之一，相关商业媒体也将云视为计算机未来发展的主要趋势，其商业前景和应用需求已勿庸置疑，云软件产品也呈现多样化发展的趋势，开源云平台主要有CloudStack,OpenStack,商业化的云平台主要有Amazon EC2,GoogleAppEngine，VMWare VCloud等，由于缺乏统一的云标准，出现了各种类型的云平台API接口，仅举如下几例：

Apache CloudStack API

OpenStack API

VMWare vCloud API

Amazon AWS API

每种云平台为了提供跨平台特性，兼容各种开发语言，降低开发的复杂性，提高系统的可伸缩性。

但是，即使各种云平台在接口设计上采用了相同的架构和风格，由于各个云平台的架构和业务逻辑上的不同，内部资源定义的差异性依然存在，导致用户将业务系统接入云平台时依然要在接口层处理各个云平台的差异性，无法实现通用化的云接入方案，无法对分散的云资源进行同时管理。这一缺点将导致以下问题：

首先，束缚和绑定了GIS服务计算能力。

随着GIS业务的不断拓展，用户可能逐渐发现自己当初所选择的云服务供应商已经无法继续满足其业务层面的实际要求，此类情况可能体现在各个方面，其中包括使用成本、性能表现以及技术支持能力尤其是GIS的计算能力可能在此云平台上也大受影响。与此同时，他们可能还会发现自己被牢牢地锁定在了当初所选择的云服务供应商上。从技术角度而言，例如用户当初选择的是基于OpenStack的云平台，在当初开发GIS服务计算应用系统时底层都是直接调用的OpenStack API，此时如果用户想将应用系统部署到CloudStack云平台上就必须得重新在底层对CloudStack API进行重新封装调用，同时GIS服务计算的模块的分布式能力、HA能力等都需要重新开发、测试。时间周期长，无法满足业务持续性发展要求。

其次，难以对多云接入，同时进行运维管理。

目前GIS业界的主管单位和部门各地都在大力投入建设云平台，各地的云平台技术选型方案都不太一样，最终给用户提供云服务的平台也就不一样，现实情况中存在一个用户(或机构)拥有多套云平台资源存在的情况，用户应用系统只能单个、依次地接入每个云，并且只能依赖每个云平台对其进行分散操作和维护，无法进行集中、统一化的管理，加之GIS平台还需要在各个云平台中进行互操作，授权、统计分析、分布式计算这些功能引入后，就基本无法工作。不能迎合信息化系统管理集中的发展趋势。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的用户将业务系统接入云平台时需要在接口层处理各个云平台的差异性，无法实现通用化的云接入方案，并且无法对分散的云资源进行同时管理等的技术问题；提供了一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统及方法，该系统及方法不依赖于特定的云平台和特定的云平台的业务操作流程，具备跨云平台特性。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统，包括：

基础云平台层，用于响向应并执行异构云隔离层的调用请求；

异构云隔离层，用于将基础云平台层所支持的各类云平台的访问接口抽象为能够统一调用的通用接口，并根据基础云平台层的各云平台节点的计算能力进行均衡调度和分布式计算；

服务与计算层，用于利用异构隔离层所提供的通用接口为用户提供云服务。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统，所述异构云隔离层包括：

异构云平台协商模块，用于接收服务与计算层的调用请求，并根据调用请求所包含的服务信息判定是否需要进行分布式计算，当需要分布式计算时调用分布计算模块，否则直接将任务发送至负荷均衡代理模块；

分布式计算模块，用于接收异构云平台协商模块的调用请求，根据调用请求中所包括的任务信息将任务分割成多个并行的任务，然后调用负荷均衡代理模块；

负荷均衡代理模块，用于接收其它模块的调用请求，根据基础云平台层的GIS计算服务容器的负载进行任务调度和授权访问。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统，所述异构云隔离层还包括：

服务准备模块，用于调用基础设施云平台隔离层以实现异构基础设施云对计算包的存储、部署投递的调用；

运维管理模块，用于根据服务与计算层的需求对基础云平台层的云平台进行设置，获取并向服务与计算层反馈云平台的监控数据。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统，所述服务与计算层包括：

应用存储模块，针对服务与计算层中所支持的每一个应用单独创建数据记录，并具对各应用进行版本控制；

应用生产模块，基于异构云平台，将用户选择的虚拟化服务器类型、操作系统类型、应用程序等以订单的形式发送至脚本生成器生成自定义脚本，通过推送方式将软件源推送到虚拟机磁盘中进行包装入库。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统，所述云GIS资源生产管理模块进一步包括：

云资源网页生产管理器，用于提供统一进行云GIS生产的Web工具界面；

订单生成器，用于负责收集用户对云中应用的需求，并形成订单；

脚本生成器，依据不同的云中订单自动生成系统安装脚本、应用安装脚本和对应依赖安装脚本；

封装器，一旦脚本生成器生成了指定脚本，将结合订单的要求，自动生成对应的虚拟化镜像，并自动化修改对应配置满足异构基础云平台的要求，并可选将封装好的成果自动纳入对应云平台的二级存储中进行直接调用。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法，包括：

将基础云平台层所支持的各类云平台的访问接口抽象为异构云隔离层的通用接口，

在服务与计算层接收用户的云服务请求，利用异构云隔离层的通用接口将用户的云服务请求转换为基础云平台层所支持的特定云平台节点的调用请求；

根据基础云平台层的各云平台节点的计算能力进行均衡调度和分布式计算。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法，包括：

在异构云隔离层利用异构云平台协商模块接收服务与计算层的调用请求，并根据调用请求所包含的服务信息判定是否需要进行分布式计算，当需要分布式计算时调用分布计算模块，否则直接将任务发送至负荷均衡代理模块；

利用分布式计算模块接收异构云平台协商模块的调用请求，根据调用请求中所包括的任务信息将任务分割成多个并行的任务，然后调用负荷均衡代理模块；

利用负荷均衡代理模块接收其它模块的调用请求，根据基础云平台层的GIS计算服务容器的负载进行任务调度和授权访问。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法，还包括：

利用服务准备模块调用基础设施云平台隔离层以实现异构基础设施云对计算包的存储、部署投递的调用；

利用运维管理模块根据服务与计算层的需求对基础云平台层的云平台进行设置，获取并向服务与计算层反馈云平台的监控数据。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法，包括：

利用应用存储模块对服务与计算层中所支持的每一个应用单独创建数据记录，并具对各应用进行版本控制；

利用应用生产模块并基于异构云平台，将用户选择的虚拟化服务器类型、操作系统类型、应用程序等以订单的形式发送至脚本生成器生成自定义脚本，通过推送方式将软件源推送到虚拟机磁盘中进行包装入库。

优化的，上述的一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离方法，包括：

提供统一进行云GIS生产的Web工具界面；

利用订单生成器负责收集用户对云中应用的需求，并形成订单；

利用脚本生成器依据不同的云中订单自动生成系统安装脚本、应用安装脚本和对应依赖安装脚本；

一旦脚本生成器生成了指定脚本，则利用封装器并结合订单的要求，自动生成对应的虚拟化镜像，自动化修改对应配置满足异构基础云平台的要求，并可选将封装好的成果自动纳入对应云平台的二级存储中进行直接调用。

因此，本发明具有如下优点：

1.本发明不依赖于特定的云平台，具备跨云平台特性，所有的云平台API接口适配器都是以插件的形式存在，可以进行动态管理，这样有利于未来新的云平台适配器功能接入，不影响整个隔离驱动系统的运作。GIS的服务与计算的业务深入其中，进行了深入的结构绑定，使得该体系也能很好的满足目前GIS行业应用中，各个客户云平台不断更新混杂的情况，同时在实际应用中遇到的变种云平台的情况也能很好的得到满足。

2.本发明的资源管理层不依赖于特定的云平台的业务操作流程，所有的GIS计算、GIS存储、网络和GIS计算应用等可管理对象都是以资源对象形式存在的，形成了一套资源分类-资源订阅-资源投递-资源交付的独特管理体系流程，满足了GIS业界对GIS与云深度定制绑定的业务要求。

附图说明

附图1是本发明的系统结构图。

附图2是本发明的异构云隔离层的工作流程。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

如图1所示，一种用于云中GIS服务计算的异构云隔离系统，包括：

基础云平台层，用于响向应并执行异构云隔离层的调用请求；

异构云隔离层，用于将基础云平台层所支持的各类云平台的访问接口抽象为能够统一调用的通用接口，并根据基础云平台层的各云平台节点的计算能力进行均衡调度和分布式计算；

服务与计算层，用于利用异构隔离层所提供的通用接口为用户提供云服务。

异构云隔离层包括：异构云平台协商模块、分布式计算模块、负荷均衡代理模块、服务准备模块、运维管理模块。

其中：服务与计算层的调用请求被发送至异构云平台协商模块，异构云平台协商模块根据调用请求所包含的服务信息判定是否需要进行分布式计算，当需要分布式计算时调用分布计算模块，否则直接将任务发送至负荷均衡代理模块；

分布式计算模块接收异构云平台协商模块的调用请求后，根据调用请求中所包括的任务信息将任务分割成多个并行的任务，然后调用负荷均衡代理模块将并行的任务发送至基础云平台层具体的云平台。

负荷均衡代理模块接收其它模块的调用请求，根据基础云平台层的GIS计算服务容器的负载进行任务调度和授权访问。

服务准备模块调用基础设施云平台隔离层以实现异构基础设施云对计算包的存储、部署投递的调用；

运维管理模块根据服务与计算层的需求对基础云平台层的云平台进行设置，获取并向服务与计算层反馈云平台的监控数据。

采用上述结构后，异构云隔离层采用适配器设计模式为各个不同云平台定义了统一的适配器编程模型，该模型使用映射的方式，避免了每个云平台适配器去处理具体的API请求，每个适配器以服务插件的形式动态加载到隔离层中，为新的云平台API适配器接入留足了扩展空间，整个隔离驱动层可以作为单独的可编程模块加入到GIS应用系统，从底层为GIS应用系统云接入提供跨云平台支撑，以适应多变的GIS业务需求场景。这包括图中明确指明的GIS体系需要和异构基础设施云打交道的各种功能，包括但不限于与后台异构基础设施云平台的自动负载控制、分布式计算资源控制、运维与监控控制、自动伸缩与HA控制，使用了异构GIS云隔离层之后，这些都带有了GIS的逻辑，才使得GIS在异构云中更能够实际运行。这些关键的操作将都通过统一的WebUI来进行控制，使得交互更加简单。

图2是异构云隔离层的主要处理流程，该层的主要工作流程如下：首先一个GIS计算服务资源实体都需要配置一套GIS异构云隔离层的软件。该软件的核心首先以异构云平台GIS协商器1来执行自动化准备GIS服务模块2。在自动化准备GIS服务模块2中会自动调用基础设施云平台隔离驱动中的相关功能，来实现异构基础设施云对计算包的存储、部署投递的调用。实现服务实体的自动化加载。否该GIS实体计算服务还需要支持分布式计算的，在异构云平台分布式计算代理3中会自动进行部署。在首次判断流程之后，会自动化的提供负载均衡代理功能4，负载均衡代理功能4提供了在云平台中所有GIS计算服务的容器的负载均衡代理以及与授权代理访问7的功能一起解决授权的问题。结合这些模块使得，云中的GIS计算服务的实体虚拟机容器被有效隔离的同时，还提供了统一的访问、负载均衡等云GIS服务所必须的功能

本实施例中，服务与计算层包括：应用存储模块，应用生产模块。其中：

应用存储模块适用于云平台上已存在的应用，针对每个应用创建详细的记录数据形成数据库，并具备针对应用的版本控制。而云中的容器一旦自举，将可以通过应用存储模块是基于异构云平台，通过系统脚本实现虚拟磁盘封装工作，并提供统一的Web界面和远程调用接口的服务器端应用程序。

GIS应用生产人员使用浏览器通过Web页面登入服务器，使用WebUI系统选择虚拟化服务器类型、操作系统类型、应用程序；将这些选择以订单的形式发送至脚本生成器生成自定义脚本；由推送器按照脚本指定软件源并通过推送方式将软件源推送到虚拟机磁盘中。最后由封装器对生成的虚拟磁盘统一包装入库。

应用生产模块包含以下组件：

(1)WebUI，即网络接口，用于提供统一的Web工具界面，让用户使用浏览器无差别的使用系统。

(2)订单生成器：负责收集用户对应用的需求，并形成订单。

(3)脚本生成器：负责收集用户生成的自定义脚本地给你单，依据订单生成系统安装脚本、应用安装脚本、依赖安装脚本。

(4)设备管理器：负责管理虚拟化服务器以及虚拟机，远期目标还会将能源系统以及网络设备纳入设备管理器的管理范围。虚拟化服务器方面主要用于管理虚拟化种类的选则和创建空虚拟机；虚拟机方面主要管理虚拟机的配置和运行状态；能源系统方面负责物理服务器及虚拟服务器的电源使用；网络设备方面负责管理物理交换机和OVS设备的使用。

(5)推送器：主要管理设备标识和资产管理。设备标示方面负责管理虚拟机和物理机的MAC地址以及IP地址对应关系，以及主机名与域名的分配管理；资产管理方面负责虚拟机和物理机的具体配置信息管理。

(6)封装器：由系统脚本构成，用于自动化将各种不同虚拟磁盘的最终文件转换成异构GIS隔离平台支持的各种应用格式。包括格式转换、文件压缩、文件加密等功能。

采用上述结构后，GIS应用发布和操作，在管理上以云平台门户系统中的应用商店作为总入口。它通过云商店的Web页面发布已经存在的服务应用信息，以页面的形式展现每个应用的详细情况；提供自定义应用的生产界面以及离线应用的上传入口；提供应用的管理界面。同时将应用以接口调用的形式提供给后台异构云GIS隔离层的运维系统。同时也会给前端所有商店权属资源的目录清单，便于前端用户访问与管理商店资源。

在实际使用时，在云GIS中有多种种类的商品需要进行定制，而云应用商店体系必须有针对性的进行这些商品的开发。云GIS商品包括：

(1)GIS服务类应用

将分布式计算、普通GIS数据应用、GIS分析应用。通过云GIS异构隔离层的标准封装成应用。应用的载体是通过特定整合的软件集合，由压缩包、预配置软件包、虚拟磁盘三种方式共同组成。其中包含操作系统内核、动态依赖库、中间件、GIS应用。应用仅仅是已安装未配置的各种软件集合，不包括初始化及个性化配置。

各种配置信息是通过运维系统中的配置管理模块生成，并由用户根据个性化需求自己设计，在通过应用商店选取应用创建实例前，通过与安装脚本的方式指定实例生成的过程并最终形成实例。

(2)基础架构类应用

将业界使用频率较高的应用软件，通过云GIS异构隔离层的标准封装成应用。应用的载体是虚拟磁盘文件，其中包含操作系统、运行环境、依赖组件。虚拟磁盘内的应用仅仅是已安装未配置的各种软件集合，不包括初始化及个性化配置。

各种配置信息是通过运维系统中的配置管理模块生成，并由用户根据个性化需求自己设计，在通过应用商店选取应用创建实例时才以注入的方式与实例合并。

基础架构应用包括以下类型：数据库类、中间件类、负载均衡器类。

(3)行业服务类应用

将国土、测绘等行业应用，通过云GIS异构隔离层的标准封装成应用。应用的载体是虚拟磁盘文件，其中包含操作系统、运行环境、中间件、行业应用。虚拟磁盘内的应用仅仅是已安装未配置的各种软件集合，不包括初始化及个性化配置。

各种配置信息是通过运维系统中的配置管理模块生成，并由用户根据个性化需求自己设计，在通过应用商店选取应用创建实例时才以注入的方式与实例合并。

通过上述描述，可知，本发明具有以下优点：

1.本发明不依赖于特定的云平台，具备跨云平台特性，所有的云平台API接口适配器都是以插件的形式存在，可以进行动态管理，这样有利于未来新的云平台适配器功能接入，不影响整个隔离驱动系统的运作。。GIS的服务与计算的业务深入其中，进行了深入的结构绑定，使得这样该体系也能很好的满足目前GIS行业应用中，各个客户云时代云平台不断更新混杂的情况，同时以及在实际应用中遇到的变种云平台的情况也能很好的得到满足。

2.本发明的资源管理层不依赖于特定的云平台的业务操作流程，所有的GIS计算、GIS存储、网络和GIS计算应用等可管理对象都是以资源对象形式存在的，形成了一套资源分类-资源订阅-资源投递-资源交付的独特管理体系流程，满足了GIS业界对GIS与云深度定制绑定的业务要求。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。