CN104539681B - 分布式gis加速系统和gis服务的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式GIS加速系统和GIS服务的处理方法。该分布式GIS加速系统设置于客户端与云GIS中心之间，包括至少一个管理节点服务器和多个工作节点服务器，管理节点服务器用于管理和调度工作节点服务器，工作节点服务器用于接收客户端发送的GIS请求，并在GIS请求的服务在服务代理加速模块的本地有对应的瓦片数据时，直接返回对应的瓦片数据至客户端，如果在服务代理加速模块的本地没有对应的瓦片数据时，向云GIS中心转发GIS请求。通过本发明，能够缓解云GIS中心的带宽压力，提升终端用户的访问性能。

Description

分布式GIS加速系统和GIS服务的处理方法

技术领域

本发明涉及GIS技术领域，具体而言，特别涉及一种分布式GIS加速系统和GIS服务的处理方法。

背景技术

在传统的行业地理信息系统（Geographic Information System，GIS）服务应用模式中，从部委级行业应用到省级、地市级甚至各区县的每一级行业应用，都需要部署一个GIS服务器；在云时代，利用云GIS平台产品构建云GIS中心，使这些不同级别的行业应用集中在一个中心，提高了业务灵活性和资源利用率，这是GIS发展的趋势。

但这种部署方式也有瓶颈，在访问高峰期，云GIS中心压力过大，受限于云GIS中心的出口带宽，无法保障各下级单位的GIS服务访问质量。例如，在跨部门、跨区域的组织机构中，GIS业务数据通常都部署在总部的云GIS中心，下属各分支机构或其它业务部门需要访问云GIS中心的服务器中的服务。在这种网络架构中，云GIS中心的服务器的网络压力一般都较大，加上GIS服务本身海量数据的特点，终端用户的访问效率都较为低下，即使云GIS中心增加再多的服务器，也无济于事。

此外，由于运营商之间（例如南北电信网通之间）互联互通存在的问题，使得用户跨运营商访问云GIS中心的服务器时，访问速度很慢。例如，处于不同地域、通过不同运营商接入的终端用户在访问云GIS中心的服务器时，访问的数据往往会跨越多个运营商的网络，从而难免造成响应延迟而导致访问速度慢，访问质量下降。而当各种突发情况造成访问量突然增大时，这种响应延迟会更加明显，为解决这样的问题，即使改善云GIS中心的服务器接入情况、同时增大用户接入带宽，也只能提高两端的访问数据流量，仍然无法从根本上改善网络延迟的情况。

针对现有技术中终端用户访问云GIS中心的访问效率低的问题，目前尚未提出有效的解决方法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种分布式GIS加速系统和GIS服务的处理方法，以解决现有技术中终端用户访问云GIS中心的访问效率低的问题。

依据本发明的一个方面，提供了一种分布式GIS加速系统。

根据本发明的分布式GIS加速系统设置于客户端与云GIS中心之间，该加速系统包括至少一个管理节点服务器和多个工作节点服务器，其中，管理节点服务器包括：节点管理模块，用于在加速系统中添加或删除工作节点服务器，还用于修改工作节点服务器代理的GIS服务；第一瓦片数据管理模块，用于向工作节点服务器发送瓦片数据更新指令。

工作节点服务器包括：第二瓦片数据管理模块，用于根据管理节点服务器的瓦片数据更新指令更新本地的瓦片数据；服务代理加速模块，用于接收客户端发送的GIS请求，并在GIS请求的服务在服务代理加速模块的本地有对应的瓦片数据时，直接返回对应的瓦片数据至客户端，如果在服务代理加速模块的本地没有对应的瓦片数据时，向云GIS中心转发GIS请求。

进一步地，节点管理模块包括：注册请求接收单元，用于接收添加工作节点服务器的注册请求，其中，注册请求包括待添加的工作节点服务器的网络连接地址和待添加的工作节点服务器所服务的客户端的IP网段；工作节点配置单元，用于根据注册请求中的网络连接地址向待添加的工作节点服务器发送连接请求，并在接收到待添加的工作节点服务器返回的连接响应后，向待添加的工作节点服务器下发代理方案，其中，代理方案包括待添加的工作节点服务器所服务的客户端的IP网段、待添加的工作节点服务器所代理的GIS服务，所代理的GIS服务的服务地址、服务类型和瓦片数据的下载地址。

进一步地，第一瓦片数据管理模块包括：数据请求接收单元，用于接收更新瓦片数据的数据请求；工作节点获取单元，用于获取需要更新瓦片数据的工作节点服务器；更新指令发送单元，用于向需要更新瓦片数据的工作节点服务器发送瓦片数据更新指令。

进一步地，第二瓦片数据管理模块包括：更新指令接收单元，用于接收瓦片数据更新指令；更新指令解析单元，用于对瓦片数据更新指令进行解析；目录新建单元，用于当解析到瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令时，在本地新建一个存储目录，以得到第一存储目录，其中，第一存储目录的名称为瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称；下载任务生成单元，用于当解析到瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令或修改瓦片数据的指令时，根据瓦片数据的元信息将瓦片数据拆分成多个单元数据包，并生成一个下载任务列表，下载任务列表中包括多个下载任务，其中，每个下载任务对应下载一个单元数据包；下载任务执行单元，用于从下载任务列表中获取并执行一个下载任务，并当解析到瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令时，将执行下载任务时接收到的单元数据包解压后存储至第一存储目录下，当解析到瓦片数据更新指令是修改瓦片数据的指令时，根据瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称定位本地的存储目录，以得到第二存储目录，并将执行下载任务时接收到的单元数据包解压后存储至第二存储目录下；以及瓦片数据删除单元，用于当解析到瓦片数据更新指令是删除瓦片数据的指令时，根据瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称定位本地的存储目录，以得到第三存储目录，并删除第三存储目录和第三存储目录下的瓦片数据。

依据本发明的一个方面，提供了一种GIS服务的处理方法。

根据本发明的GIS服务的处理方法应用于本发明提供的任一种的分布式GIS加速系统中，在分布式GIS加速系统的工作节点服务器一端，该方法包括：接收客户端发送的GIS请求；解析GIS请求；判断GIS请求的服务在工作节点服务器本地是否有对应的瓦片数据；若GIS请求的服务在工作节点服务器本地有对应的瓦片数据，则直接返回对应的瓦片数据至客户端；以及若GIS请求的服务在工作节点服务器本地没有对应的瓦片数据，则向分布式GIS 加速系统的云GIS中心转发GIS请求。

进一步地，在向分布式GIS加速系统的云GIS中心转发GIS请求之前，方法还包括：判断GIS请求是否适合进行缓存；若GIS请求不适合进行缓存，则执行向分布式GIS加速系统的云GIS中心转发GIS请求的步骤，若GIS请求适合进行缓存，则方法还包括：在预设的请求缓存池中查找与GIS请求相对应的请求缓存；若查找到与GIS请求相对应的请求缓存，则读取请求缓存的内容；将读取到的请求缓存的内容发送至客户端，若未查找到与GIS请求相对应的请求缓存，则执行向分布式GIS加速系统的云GIS中心转发GIS请求的步骤，若GIS请求适合进行缓存，并且方法执行了向分布式GIS加速系统的云GIS中心转发GIS请求的步骤，则方法还包括：接收云GIS中心响应GIS请求后返回的响应内容；将响应内容和GIS请求、以及响应内容和GIS请求的对应关系写入预设的请求缓存池。

进一步地，判断GIS请求的服务在工作节点服务器本地是否有对应的瓦片数据包括：判断GIS请求的服务是否是地图服务、数据服务、三维服务或分析服务；若GIS请求的服务是地图服务、数据服务、三维服务或分析服务，则判断GIS请求的请求类型是否属于预设的请求类型范围中的请求；若是，则根据GIS请求中的参数计算对应的瓦片数据的路径；若工作节点服务器中或工作节点服务器的外部存储系统中包含路径的文件，则认为GIS请求的服务在工作节点服务器本地有对应的瓦片数据。

进一步地，判断GIS请求是否适合进行缓存包括：判断解析得到的GIS请求的请求方法是否为GET方法或 HEAD方法。

其中，若请求方法为GET方法或 HEAD方法，则GIS请求适合进行缓存。

进一步地，在预设的请求缓存池中查找与GIS请求相对应的请求缓存包括：根据解析得到的GIS请求的URL和请求方法计算GIS请求对应的键值；在请求缓存池中查找与键值相对应的请求缓存。

将响应内容和GIS请求、以及响应内容和GIS请求的对应关系写入请求缓存池包括：将响应内容和键值写入请求缓存池。

通过本发明，提出了一种分布式GIS加速系统，该加速系统设置于客户端与云GIS中心之间，包括至少一个管理节点服务器和多个工作节点服务器，其中，管理节点服务器用于管理和调度各个工作节点服务器，具体包括：节点管理模块，用于在加速系统中添加或删除工作节点服务器，还用于修改工作节点服务器代理的GIS服务；第一瓦片数据管理模块，用于向工作节点服务器发送瓦片数据更新指令。工作节点服务器用于对GIS服务进行加速代理，具体包括：第二瓦片数据管理模块，用于根据管理节点服务器的瓦片数据更新指令更新本地的瓦片数据；服务代理加速模块，用于接收客户端发送的GIS请求，并在GIS请求的服务在服务代理加速模块的本地有对应的瓦片数据时，直接返回对应的瓦片数据至客户端，如果在服务代理加速模块的本地没有对应的瓦片数据时，向云GIS中心转发GIS请求，通过靠近用户部署工作节点服务器，利用工作节点服务器代理云GIS中心的GIS服务，有效缓解云GIS中心的带宽压力，提升终端用户的访问性能。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1是根据本发明实施例一的分布式GIS加速系统的工作示意图；

图2是根据本发明实施例一的分布式GIS加速系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例一的管理节点服务器的框图；

图4是根据本发明实施例一的工作节点服务器的框图；

图5是根据本发明实施例二的GIS服务的处理方法的流程图；

图6是根据本发明实施例三的GIS服务的处理方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。需要指出的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

该实施例提供了一种分布式GIS加速系统（GeoCDN系统），设置于客户端与云GIS中心之间的位置，如图1所示，该GeoCDN系统接收来自客户端的用户的GIS请求，若GeoCDN系统能够对接收到的GIS请求进行处理，则GeoCDN系统完成对GIS请求的处理，若GeoCDN系统不能对接收到的GIS请求进行处理，再转发至云GIS中心。

如图2所示，GeoCDN系统由一个或多个主节点(又名Master节点或管理节点服务器)和多个子节点(又名Worker节点或工作节点服务器)组成。其中，Master节点用于管理和调度Worker节点，向Worker节点分发瓦片并接收Worker节点的心跳报告，向瓦片存储系统推送瓦片等。为保障Master节点的数据安全性，系统中还设置Master节点的备份节点，其中，Master节点向其备份节点发送状态同步信息，并对备份节点进行心跳检测。Worker节点是响应GIS请求，代理GIS服务，以对GIS服务进行加速的节点，Worker节点能够从瓦片存储系统进行瓦片下载。

其中，本发明实施例中涉及的瓦片（或瓦片数据）是基于格网的数据分块，包括对二、三维地图中所有数据按照地理格网划分后的存储。具体类型有：

1)对二维地图生成的栅格格式的地图瓦片、矢量瓦片、属性瓦片；

2)对三维场景中的数据生成的三维影像瓦片、三维地形瓦片、三维模型瓦片；

3)地图或三维场景中作为属性信息的其他多媒体数据，如照片、视频等，可包含在属性瓦片中。

进一步地，GeoCDN系统中的Master节点和Worker节点的工作原理具体说明如下。

如图3所示，Master节点包括节点管理模块12、第一瓦片数据管理模块14和第一状态同步模块16。

其中，节点管理模块12负责Worker节点的管理，具体用于在加速系统中添加或删除Worker节点，还用于修改Worker节点代理的GIS服务，通过这一模块可以添加、删除、修改Worker节点。第一瓦片数据管理模块14负责瓦片数据的管理及分发，具体用于向Worker节点发送瓦片数据更新指令，通过这一模块可以添加、删除、修改瓦片数据以及将瓦片数据分发到各Worker节点。第一状态同步模块16负责多个Master节点之间进行状态同步。

如图4所示，Worker节点包括：第二瓦片数据管理模块22、服务代理加速模块24和第二状态同步模块26。

其中，第二瓦片数据管理模块22负责瓦片数据的管理，用于根据Master节点的瓦片数据更新指令更新本地的瓦片数据，通过该模块可以接收来自Master 节点推送过来的各种瓦片数据，包括地图瓦片，矢量瓦片，属性瓦片，三维模型瓦片，三维地形瓦片等（具体如上文所述），也可以根据Master节点的瓦片数据更新指令将本地的瓦片数据删除和修改。服务代理加速模块24，负责GIS服务的代理和加速，具体用于接收客户端发送的GIS请求，并在服务代理加速模块的本地，也即该Worker节点本地有对应的瓦片数据时，直接返回对应的瓦片数据至客户端，如果在服务代理加速模块的本地没有对应的瓦片数据时，向云GIS中心转发GIS请求。通过这一服务代理加速模块24可以代理各种GIS服务(包括地图服务，数据服务，三维服务和分析服务)进行代理和加速。第二状态同步模块26用于Worker节点将自身的状态定时同步到Master节点。

对于服务代理加速模块24可代理的GIS服务，具体说明如下：

可以代理的GIS服务中的地图服务包括系统中服务器提供的地图服务，还包括互联网地图服务和其他公开在线访问的地图服务，例如遵循OGC标准的地图服务（WMTS、WMS）、超图云服务、Bing Maps、OpenStreetMap、百度地图、天地图服务等。

可以代理的GIS服务中的数据服务包括ArcGIS for Server服务、遵循OGC标准的地名地址服务（WFS-G）、数据存取服务（WFS、WCS）、数据处理服务（WPS）等。

可以代理的GIS服务中的分析服务包括空间分析、交通网络分析、交通换乘分析、三维网络分析、三维空间分析等服务。

需要说明的是，本发明中Worker节点可代理的GIS服务包括且不限于上述列举出的服务。

进一步地，Master节点的节点管理模块12包括注册请求接收单元和工作节点配置单元，通过该注册请求接收单元和工作节点配置单元完成在GeoCDN系统中添加一个Worker节点。

其中，注册请求接收单元用于接收添加Worker节点的注册请求，该注册请求一般由GeoCDN系统管理员发出，具体地，当GeoCDN系统中需要添加一个Worker节点时，GeoCDN系统管理员首先在系统的边缘，靠近用户一侧部署一个Worker节点，然后在Master节点中输入注册请求，完成Worker节点的注册。该注册请求包括待添加的Worker节点的网络连接地址和待添加的Worker节点所服务的客户端的IP网段。在注册请求接收单元接收到一个注册请求后，工作节点配置单元根据该注册请求中的网络连接地址向待添加的Worker节点发送连接请求，该待添加的Worker节点对连接请求进行响应，将连接响应返回至Master节点，工作节点配置单元在接收到待添加的Worker节点返回的连接响应后，向待添加的Worker节点下发代理方案，其中，代理方案包括待添加的Worker节点所服务的客户端的IP网段、待添加的Worker节点所代理的GIS服务，所代理的GIS服务的服务地址、服务类型和瓦片数据的下载地址。

相应地，在待添加的Worker节点一侧，Worker节点根据接收到的代理方案开始实施该方案，具体包括开始代理GIS 服务，并按需下载瓦片数据。

具体地，GeoCDN系统中添加节点的工作流程描述如下：

步骤1：GeoCDN系统管理员在系统的边缘，靠近用户一侧部署一个Worker节点。

步骤2：GeoCDN系统管理员通过Master 节点的“节点管理模块12”注册一个Worker节点。 注册节点时，需要填写该Worker节点的网络连接地址(比如URL)以及该Worker节点适合为哪些ip网段的用户服务。

步骤3：Master节点向自己维护的一个Worker列表中添加一个元素。

步骤4：Master节点向Worker 节点发出请求，判断该节点是否存在，是否可通达。

步骤5：Worker节点接收到该请求，并回应。

步骤6：如果在规定的时间内Worker节点没有回应Master 节点的请求，认为该Worker节点不可通达。将该Worker节点的状态设置为“不可连接”,一定时间后继续步骤4 。如果Master节点接收到Worker节点的回应，那么将该Worker节点的状态设置成“准备中”,并继续步骤7。

步骤7：Master节点规划新加入的Worker 节点的代理加速方案。并向Worker 节点下达代理方案。代理加速方案包括: 该Worker节点适合为那个ip网段的客户端进行服务，还有该Worker节点需要代理哪些GIS服务，GIS服务服务的地址，类型，是否有瓦片数据，瓦片数据的下载地址等。

步骤8：Worker节点接收到代理加速方案后，根据方案的描述开始实施该方案，具体包括开始代理GIS 服务，并按需下载瓦片数据。

步骤9：Worker 节点在代理加速方案实施完毕后，向Master 节点发送请求，报告方案实施完毕。

步骤10：Master将该Worker 节点的状态修改成“就绪状态”。只有就绪状态的Worker节点才可以用于响应客户端的GIS需求，代理加速GIS 服务。

进一步地，Master节点的第一瓦片数据管理模块14包括：数据请求接收单元、工作节点获取单元和更新指令发送单元，通过该数据请求接收单元、工作节点获取单元和更新指令发送单元完成向Worker节点发送瓦片数据更新指令。

其中，数据请求接收单元用于接收更新瓦片数据的数据请求，该注册请求一般由GeoCDN系统管理员发出，具体地，当GIS平台产生新增的瓦片数据时，或者某些瓦片数据需要修改时，或者某Worker节点种的瓦片数据需要删除时，GeoCDN系统管理员向Master节点发送更新瓦片数据的数据请求，完成相应Worker节点中瓦片数据的更新。其中，若数据请求为添加瓦片数据的数据请求时，数据请求包括待添加的，瓦片数据的名称、下载地址和元信息；若数据请求为修改瓦片数据的数据请求时，数据请求包括待修改的瓦片数据的名称、下载地址和元信息；若数据请求为删除瓦片数据的数据请求时，数据请求包括待删除的瓦片数据的名称和元信息。

在数据请求接收单元接收到一个更新瓦片数据的数据请求之后，工作节点获取单元根据待更新的瓦片数据的元信息，获取需要更新瓦片数据的Worker节点，然后由更新指令发送单元向需要更新瓦片数据的Worker节点发送瓦片数据更新指令。其中，若瓦片数据更新指令为添加瓦片数据的指令时，瓦片数据更新指令包括待添加的瓦片数据的名称和下载地址，若瓦片数据更新指令为修改瓦片数据的指令时，瓦片数据更新指令包括待修改的瓦片数据的名称和下载地址，若瓦片数据更新指令为删除瓦片数据的指令时，瓦片数据更新指令包括待删除的瓦片数据的名称。

相应地， Worker 节点的第二瓦片数据管理模块22包括：更新指令接收单元、更新指令解析单元、目录新建单元、下载任务生成单元、下载任务执行单元和瓦片数据删除单元，通过这些单元完成Worker节点中瓦片数据的添加、删除和修改。

其中，更新指令接收单元用于接收瓦片数据更新指令，该瓦片数据更新指令由Master节点中的第一瓦片数据管理模块14的更新指令发送单元发送。在更新指令接收单元接收到瓦片数据更新指令后，更新指令解析单元对瓦片数据更新指令进行解析。

若解析到瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令时，目录新建单元在Worker节点的本地新建一个存储目录，以得到第一存储目录，其中，第一存储目录的名称为瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称，也即待添加瓦片数据的名称。下载任务生成单元用于根据瓦片数据更新指令中的下载地址下载待添加瓦片数据的元信息，并根据待添加瓦片数据的元信息生成一个下载任务列表，该下载任务列表中包括多个下载任务，其中，每个下载任务对应下载一个单元数据包。然后下载任务执行单元用于从下载任务列表中获取并执行一个下载任务，将执行下载任务时接收到的单元数据包解压后存储至第一存储目录下。

具体地，GeoCDN系统添加瓦片数据的工作流程描述如下：

步骤1： GeoCDN系统管理员向瓦片存储系统推送新增的瓦片数据，该瓦片数据包括数据内容和元信息。

步骤2： GeoCDN系统管理员向Master节点“第一瓦片数据管理模块14”发送更新瓦片数据的数据请求，以添加瓦片数据。数据请求内容包括待添加瓦片数据的名称、类型以及在瓦片存储系统中的下载地址。请求内容可采用JSON编码。

步骤3： Master节点接收到该请求后，向自己维护的瓦片数据列表中添加一个元素。

步骤4： Master节点根据待添加瓦片数据的元信息判断哪些Worker节点需要下载该待添加瓦片数据，得到一个Worker 节点列表。

步骤5： Master节点向所有被选中的Worker节点下达瓦片数据更新指令，以使Worker节点下载瓦片数据。

步骤6： Worker节点接收到瓦片数据更新指令后，在本地新建一个瓦片数据存储目录，目录名可以用待添加瓦片数据名来标识。

步骤7： Worker 节点从瓦片存储系统下载该数据的元信息。根据元信息，将瓦片数据拆分成一个个粒度合适的单元数据包(大小控制在10M以内)，并生成下载任务列表，每个下载任务对应一个单元数据包。

步骤8： Worker从下载任务列表中得到一个下载任务，根据任务描述向瓦片存储系统请求单元数据包。

步骤9： 瓦片存储系统返回单元数据包的二进制内容，并且在相应元信息中包括数据包的MD5校验码以及解压缩的密码。

步骤10： Worker节点根据MD5校验码校验数据包的完整性，如果校验失败,重复步骤8。如果校验成功，进行步骤11。

步骤11： Worker节点根据步骤9得到的解压缩的密码对数据包进行解压缩，将瓦片数据解压缩到步骤6建立的目录中。修改下载任务列表中当前下载任务的状态为“已完成”。

步骤12：重复步骤8，直到下载任务列表为空。

若解析到瓦片数据更新指令是修改瓦片数据的指令时，下载任务生成单元用于根据瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称读取存储在本地的瓦片数据的元信息，并根据读取到的元信息生成一个下载任务列表，下载任务列表中包括多个下载任务，其中，每个下载任务对应下载一个单元数据包。然后下载任务执行单元用于从下载任务列表中获取并执行一个下载任务，根据瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称定位本地的存储目录，以得到第二存储目录，并将执行下载任务时接收到的单元数据包解压后存储至第二存储目录下。

具体地，GeoCDN系统修改瓦片数据的工作流程描述如下：

步骤1：GeoCDN系统管理员向瓦片存储系统推送更新的瓦片数据，并修改原瓦片数据的元信息。

步骤2：GeoCDN系统管理员向Master节点“第一瓦片数据管理模块14”发送更新瓦片数据的数据请求，以修改瓦片数据。请求内容包括待修改瓦片数据的名称、更新的范围。请求内容采用JSON编码。

步骤3：Master节点接收到该请求后，从瓦片数据列表找到表示当前待修改数据的元素，并修改之。

步骤4：Master节点根据瓦片数据的元信息判断哪些Worker节点需要更新该瓦片数据，得到一个Worker列表

步骤5：Master向所有被选中的Worker节点下达瓦片数据更新指令，以使Worker节点下载瓦片数据，以修改本地的瓦片数据。

步骤6：Worker节点接收到瓦片数据更新指令后，找到待修改瓦片数据在本地的存储目录。并读取存储在本地的瓦片数据元信息，根据读取到的瓦片数据的元信息以及更新范围，将待更新瓦片数据拆分成一个个粒度合适的单元数据包(大小控制在10M以内)，并生成瓦片下载任务列表，每个下载任务对应一个单元数据包。

步骤7：Worker从瓦片下载任务列表中得到一个下载任务。根据任务描述向瓦片存储系统请求单元数据包。

步骤8：瓦片存储系统返回单元数据包的二进制内容，并且在相应元信息中包括数据包的MD5校验码和解压缩的密码。

步骤9：Worker节点根据MD5校验码校验数据包的完整性，如果校验失败,重复步骤8。如果校验成功，进行步骤10。

步骤10：Worker节点根据步骤8得到的解压缩密码对数据包进行解压缩。将瓦片数据解压缩到步骤6得到的目录中。修改下载任务列表中当前下载任务的状态为“已完成”。

步骤11：重复步骤7，直到下载任务列表为空。

若解析到瓦片数据更新指令是删除瓦片数据的指令时，瓦片数据删除单元根据瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称定位本地的存储目录，以得到第三存储目录，并删除第三存储目录和第三存储目录下的瓦片数据。

采用该实施例提供的GeoCDN系统，在云GIS中心和客户端中间提供一种加速装置，解决了在出口带宽有限、超高并发访问量的情况下，云GIS中心响应慢的问题，通过GeoCDN系统中Worker节点的部署，有效缓解云GIS中心的带宽压力，提升终端用户的访问性能；通过GeoCDN系统中Master节点的部署，实现对Worker节点的管理，以及对Worker节点中瓦片数据的管理，从而使得GeoCDN系统在云GIS中心的服务器中的数据发生变化后，能够及时更新Worker节点中数据。

实施例二

该实施例提供了一种GIS服务的处理方法，该方法应用于上述实施例一的分布式GIS加速系统中，其中，如图5所示，该方法的执行主体为分布式GIS加速系统的Worker节点具体包括如下的步骤S102至步骤S110。

步骤S102:接收客户端发送的GIS请求。

用户需要请求云GIS中心的GIS服务时，在客户端发送一个GIS请求，位于客户端与云GIS中心之间的Worker节点接收到该GIS请求。

步骤S104:解析GIS请求。

Worker节点根据请求的URL解析出该GIS请求的服务。

例如该请求是否是获取地图瓦片的请求、获取三维影像瓦片的请求、获取三维地形瓦片的请求或者获取三维模型瓦片的请求，或者该请求是否是SQL查询请求，或者该请求是否是Bounds查询请求等。还可进一步解析出该GIS请求所请求的数据的名称以及请求中的其他参数。

步骤S106:判断GIS请求的服务在Worker节点本地是否有对应的瓦片数据，若是，则执行步骤S108。否则GIS请求的服务在Worker节点本地没有对应的瓦片数据，此时执行步骤S110。

在该步骤中，首先判断GIS请求所请求的GIS服务是否属于地图服务、数据服务、三维服务或分析服务，若是，则进一步判断GIS请求的请求类型属于预设的请求类型范围中的请求。

当GIS请求的请求类型属于预设的请求类型范围中的请求，则根据GIS请求中的参数计算对应的瓦片数据的路径，并且若工作节点服务器中或工作节点服务器的外部存储系统中包含该路径的文件，则认为GIS请求的服务在工作节点服务器本地有对应的瓦片数据。

具体地，可判断GIS请求的请求类型是否是以下请求类型之一:

地图服务的地图瓦片、矢量瓦片或数据属性瓦片请求；

三维服务的模型瓦片、地形瓦片、影像瓦片、矢量瓦片请求；

数据服务和分析服务中可以拆分成瓦片的请求，

在根据GIS请求中的参数计算对应的瓦片数据的路径时，获取GIS请求的服务对应的瓦片数据的数据名称、级别、行号和列号，并根据获取到的数据名称、级别、行号和列号生成瓦片数据的路径。

步骤S108:若GIS请求的服务在Worker节点本地有对应的瓦片数据，则直接返回对应的瓦片数据至客户端。

具体地，在找到上述路径的文件后，读取瓦片内容并返回给客户端。

步骤S110: 若GIS请求的服务在Worker节点本地没有对应的瓦片数据，则向分布式GIS 加速系统的云GIS中心转发GIS请求。

采用该实施例提供的GIS服务的处理方法，GeoCDN系统中的Worker节点对用户从客户端发送的GIS请求进行响应，如果Worker节点本地有GIS请求的服务对应的瓦片数据，则直接返回对应的瓦片数据至所述客户端，否则才会转发至云GIS中心服务器进行处理，减轻了云GIS中心的压力，解决了在出口带宽有限、超高并发访问量的情况下，云GIS中心响应慢的问题。

实施例三

该实施例提供了一种GIS服务的处理方法，该方法应是在上述实施例二的基础上进一步优选的实施例，如图5所示，该实施例包括以下的步骤S202至步骤S218。

步骤S202：接收客户端发送的GIS请求。

用户需要请求云GIS中心的GIS服务时，在客户端发送一个GIS请求，位于客户端与云GIS中心之间的Worker节点接收到该GIS请求。

步骤S204:解析GIS请求。

Worker节点根据请求的URL解析出该GIS请求的服务是否是地图服务、数据服务、三维服务或分析服务，进一步，可解析上该请求的类型是否是地图服务的地图瓦片、矢量瓦片或数据属性瓦片请求，三维服务的模型瓦片、地形瓦片、影像瓦片、矢量瓦片请求，数据服务和分析服务中可以拆分成瓦片的请求等。还可进一步解析出该GIS请求所请求的瓦片数据的名称以及请求中的其他参数，包括瓦片数据的级别、行号和列号等参数。

步骤S206: 判断GIS请求的服务在Worker节点本地是否有对应的瓦片数据。

在该步骤中，也即根据解析到的请求类型判断该GIS请求是否可以使用本地瓦片数据进行响应，若请求类型是上述任意一种请求，则根据GIS请求的服务对应的瓦片数据的数据名称、级别、行号和列号生成瓦片数据的路径，判断Worker节点中或该Worker节点的外部存储系统中是否包含该路径的文件，若包含，则认为GIS请求的服务在Worker节点本地有对应的瓦片数据，此时执行步骤S208。若请求的服务不是地图服务、数据服务、三维服务或分析服务，或者请求类型不是上述任意的一种请求，再或者Worker节点中或该Worker节点的外部存储系统中均不包含计算出的路径的文件，则GIS请求的服务在Worker节点本地没有对应的瓦片数据，此时执行步骤S210。

步骤S208：若GIS请求的服务在Worker节点本地有对应的瓦片数据，则直接返回对应的瓦片数据至客户端。

步骤S210：若GIS请求的服务在Worker节点本地没有对应的瓦片数据，判断GIS请求是否适合进行缓存。

在该步骤S210中，当GIS请求的服务在Worker节点本地没有对应的瓦片数据，并不直接将GIS请求转发给云GIS中心进行处理，而是进行缓存判断。

具体地，在步骤S204中，解析GIS请求得到的请求方法包括GET请求、POST请求、PUT请求、DELETE请求、HEAD请求或OPTAIONS请求。在该步骤S210中，根据请求方法判断GIS请求是否适合进行缓存，具体地，如果请求方法是POST请求、PUT请求、DELETE请求、OPTAIONS请求之一，那么当前请求不适合做请求缓存，执行步骤S212，如果请求方法是GET请求或HEAD请求时，当前请求适合做请求缓存,执行步骤S214。

步骤S212：向分布式GIS加速系统的云GIS中心转发GIS请求。

步骤S214：在预设的请求缓存池中查找与GIS请求相对应的请求缓存。

其中，如果步骤S210进行缓存判断的结果是GIS请求适合进行缓存，则首先在预设的请求缓存池中查找GIS请求的响应内容。其中，预设的请求缓存池用于存储适合做缓存的GIS请求及与GIS请求相对应的请求缓存，也即GIS请求的响应内容。

具体地，若某GIS请求适合做缓存，则将该GIS请求的URL和请求方法计算出一个Key，将该GIS请求的响应内容作为请求缓存，并与该Key相对应存储在请求缓存池中。

相应地，在预设的请求缓存池中查找与GIS请求相对应的请求缓存时，根据该GIS请求的URL和请求方法计算出一个Key值，在请求缓存池中寻找是否有该Key对应的请求缓存。

步骤S216：若查找到与GIS请求相对应的请求缓存，则读取请求缓存的内容，并将读取到的请求缓存的内容发送至客户端。

虽然GIS请求的服务在Worker节点本地没有对应的瓦片数据，但是如果能够在预设的请求缓存池中查找到与该GIS请求相对应的请求缓存，也即找到该GIS请求的响应内容，那么也不需要云GIS中心处理该GIS请求，从而减轻了云GIS中心的压力。

步骤S218：若未查找到与GIS请求相对应的请求缓存，则向分布式GIS加速系统的云GIS中心转发GIS请求，并接收云GIS中心执行GIS请求后返回的响应内容，将响应内容和GIS请求、以及响应内容和GIS请求的对应关系写入预设的请求缓存池。

具体地，将云GIS中心执行GIS请求后返回的响应内容作为请求缓存，并与根据该GIS请求的URL和请求方法计算出的Key相对应地存储在预设的请求缓存池，以便下次接收到客户端发来的该GIS请求时，能够从预设的请求缓存池中找到该GIS请求的响应内容，而无需云GIS中心处理该GIS请求，以进一步减轻云GIS中心的压力。

从以上各实施例的描述中，可以看出，本发明实施例实现了如下技术效果：通过靠近用户部署工作节点服务器，利用工作节点服务器代理云GIS中心的GIS服务，有效缓解云GIS中心的带宽压力，提升终端用户的访问性能。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种分布式GIS加速系统，其特征在于，所述加速系统设置于客户端与云GIS中心之间，所述加速系统包括至少一个管理节点服务器和多个工作节点服务器，其中，

所述管理节点服务器包括：

节点管理模块，用于在所述加速系统中添加或删除所述工作节点服务器，还用于修改所述工作节点服务器代理的GIS服务；

第一瓦片数据管理模块，用于向所述工作节点服务器发送瓦片数据更新指令，

所述工作节点服务器包括：

第二瓦片数据管理模块，用于根据所述管理节点服务器的瓦片数据更新指令更新本地的瓦片数据；

服务代理加速模块，用于接收所述客户端发送的GIS请求，并在所述GIS请求的服务在所述服务代理加速模块的本地有对应的瓦片数据时，直接返回所述对应的瓦片数据至所述客户端，如果在所述服务代理加速模块的本地没有所述对应的瓦片数据时，向所述云GIS中心转发所述GIS请求；

所述节点管理模块包括：

注册请求接收单元，用于接收添加工作节点服务器的注册请求，其中，所述注册请求包括待添加的工作节点服务器的网络连接地址和所述待添加的工作节点服务器所服务的客户端的IP网段；

工作节点配置单元，用于根据所述注册请求中的网络连接地址向所述待添加的工作节点服务器发送连接请求，并在接收到所述待添加的工作节点服务器返回的连接响应后，向所述待添加的工作节点服务器下发代理方案，其中，所述代理方案包括所述待添加的工作节点服务器所服务的客户端的IP网段、所述待添加的工作节点服务器所代理的GIS服务，所述所代理的GIS服务的服务地址、服务类型和瓦片数据的下载地址。

2.根据权利要求1所述的分布式GIS加速系统，其特征在于，所述第一瓦片数据管理模块包括：

数据请求接收单元，用于接收更新瓦片数据的数据请求；

工作节点获取单元，用于获取需要更新瓦片数据的工作节点服务器；

更新指令发送单元，用于向所述需要更新瓦片数据的工作节点服务器发送瓦片数据更新指令。

3.根据权利要求2所述的分布式GIS加速系统，其特征在于，所述第二瓦片数据管理模块包括：

更新指令接收单元，用于接收所述瓦片数据更新指令；

更新指令解析单元，用于对所述瓦片数据更新指令进行解析；

目录新建单元，用于当解析到所述瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令时，在本地新建一个存储目录，以得到第一存储目录，其中，所述第一存储目录的名称为所述瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称；

下载任务生成单元，用于当解析到所述瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令或修改瓦片数据的指令时，将所述瓦片数据拆分成多个单元数据包，并生成一个下载任务列表，所述下载任务列表中包括多个下载任务，其中，每个所述下载任务对应下载一个单元数据包；

下载任务执行单元，用于从所述下载任务列表中获取并执行一个所述下载任务，并当解析到所述瓦片数据更新指令是添加瓦片数据的指令时，将执行所述下载任务时接收到的所述单元数据包解压后存储至所述第一存储目录下，当解析到所述瓦片数据更新指令是修改瓦片数据的指令时，根据所述瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称定位本地的存储目录，以得到第二存储目录，并将执行所述下载任务时接收到的所述单元数据包解压后存储至所述第二存储目录下；以及

瓦片数据删除单元，用于当解析到所述瓦片数据更新指令是删除瓦片数据的指令时，根据所述瓦片数据更新指令中的瓦片数据的名称定位本地的存储目录，以得到第三存储目录，并删除所述第三存储目录和所述第三存储目录下的瓦片数据。

4.一种GIS服务的处理方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1至3中任一项所述的分布式GIS加速系统，其中，在所述分布式GIS加速系统的工作节点服务器一端，所述GIS服务的处理方法包括：

接收所述客户端发送的GIS请求；

解析所述GIS请求；

判断所述GIS请求的服务在所述工作节点服务器本地是否有对应的瓦片数据；

若所述GIS请求的服务在所述工作节点服务器本地有所述对应的瓦片数据，则直接返回所述对应的瓦片数据至所述客户端； 以及

若所述GIS请求的服务在所述工作节点服务器本地没有所述对应的瓦片数据，则向所述分布式GIS 加速系统的云GIS中心转发所述GIS请求；

在向所述分布式GIS加速系统的云GIS中心转发所述GIS请求之前，所述方法还包括：判断所述GIS请求是否适合进行缓存；若所述GIS请求不适合进行缓存，则执行所述向所述分布式GIS加速系统的云GIS中心转发所述GIS请求的步骤，

若所述GIS请求适合进行缓存，则所述方法还包括：在预设的请求缓存池中查找与所述GIS请求相对应的请求缓存；若查找到与所述GIS请求相对应的请求缓存，则读取所述请求缓存的内容；将读取到的所述请求缓存的内容发送至所述客户端，

若未查找到与所述GIS请求相对应的请求缓存，则执行所述向所述分布式GIS加速系统的云GIS中心转发所述GIS请求的步骤，

若所述GIS请求适合进行缓存，并且所述方法执行了所述向所述分布式GIS加速系统的云GIS中心转发所述GIS请求的步骤，则所述方法还包括：接收所述云GIS中心响应所述GIS请求后返回的响应内容；将所述响应内容和所述GIS请求、以及所述响应内容和所述GIS请求的对应关系写入所述预设的请求缓存池。

5.根据权利要求4所述的GIS服务的处理方法，其特征在于，判断所述GIS请求的服务在所述工作节点服务器本地是否有对应的瓦片数据包括：

判断所述GIS请求的服务是否是地图服务、数据服务、三维服务或分析服务；

若所述GIS请求的服务是地图服务、数据服务、三维服务或分析服务，则判断所述GIS请求的请求类型是否属于预设的请求类型范围中的请求；

若是，则根据所述GIS请求中的参数计算所述对应的瓦片数据的路径；

若所述工作节点服务器中或所述工作节点服务器的外部存储系统中包含所述路径的文件，则认为所述GIS请求的服务在所述工作节点服务器本地有所述对应的瓦片数据。

6.根据权利要求4所述的GIS服务的处理方法，其特征在于，判断所述GIS请求是否适合进行缓存包括：

判断解析得到的所述GIS请求的请求方法是否为GET方法或 HEAD方法，

其中，若所述请求方法为GET方法或 HEAD方法，则所述GIS请求适合进行缓存。

7.根据权利要求5所述的GIS服务的处理方法，其特征在于，在预设的请求缓存池中查找与所述GIS请求相对应的请求缓存包括：

根据解析得到的所述GIS请求的URL和请求方法计算所述GIS请求对应的键值；在所述请求缓存池中查找与所述键值相对应的请求缓存。

8.根据权利要求4所述的GIS服务的处理方法，其特征在于，将所述响应内容和所述GIS请求、以及所述响应内容和所述GIS请求的对应关系写入所述请求缓存池包括：

将所述响应内容和所述GIS请求对应的键值写入所述请求缓存池。