CN107493338A - 一种适用于水文预报信息系统的并发访问方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于水文预报信息系统的并发访问方法，第一：资源注册，模型服务器集群中每台模型服务器为一个资源，当模型服务器启动后，向调度服务器进行注册，成为可用资源，调度服务器统一管理所有的资源供外部请求；第二：申请资源，当用户在Web服务器上进行水文预报业务操作时，Web服务器向调度服务器发出申请，调度服务器接到申请后，为用户生成一个唯一码；检查Web服务器的水文预报服务属于哪个流域，再检查对应流域的列表中是否有可用资源；第三：调度，当有可用资源时，调度服务器返回模型服务器的IP地址给Web服务器，如没有资源，则返回错误代码告知Web服务器用户需等待；Web服务器获得地址后和模型服务器直接通讯。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于水文预报信息系统的并发访问方法。
背景技术
水文预报模型(以下简称“模型”)：通过水文模型计算得出的水文信息的预报值(例如水位信息、过水面积等等)。
会话：互联网上通用的存储用户信息的技术，用于在用户多次请求网站时保持用户登录状态。
线程：计算机进行计算调度的最小单位。一个程序通常由多个线程组成，例如影视播放器就由视频播放线程、音频播放线程等线程共同组成。
随着计算机在水文预报中的普及，越来越多的水利机构选择使用水文预报模型信息系统来进行洪水预报、工程调度、防洪除涝等计算。但是模型计算非常复杂，需解多个方程及其它多项高等数学计算，使得一个模型服务器在同一时间只能为一位用户进行计算。因此在实际应用中，当有大量用户同时访问模型服务器时，往往因为模型服务器无法同时服务多个用户而使整个系统陷入瘫痪。如何改进模型服务器的架构，使多用户可以同时访问模型服务器成为模型服务器能否大面积推广应用的瓶颈。图1为现有技术中水利单位的信息系统架构图。
目前常见的扩大服务器服务能力的方式是集群。集群技术(图2)即将一组提供相同服务的服务器(下称“应用服务器”)并行排布，通过一个带调度功能的前置服务器(又称“负载均衡服务器”)接收并转发所有的请求给这些应用服务器，从而提高服务能力的技术。如图2所示，为现有技术中集群技术扩大服务能力的结构示意图。
结合集群技术设计的信息系统架构如下(图3是现有技术中集群技术信息系统架构图)。
如图3所示，在Web服务器和模型服务器集群之间加入了调度服务器，将多个用户请求转发到不同的模型服务器上，有效的解决了单个模型服务器计算能力不足的瓶颈。
现有技术方案的缺点：
1、常规集群技术所有的请求和返回结果数据都经过调度服务器。但在水文预报行业，计算结果的数据量非常大，几百兆(M)甚至数吉(G)的数据量都有可能。这么多数据全部通过调度服务器返回给用户会导致调度服务器的计算资源和网络带宽很快被消耗殆尽，从而成为整个系统的瓶颈。
2、在上述集群结构中调度服务器只能为同一流域的模型服务器进行调度，对于多个流域就要部署多套调度服务器，花费的硬件成本高，维护成本高。
发明内容
针对现有技术中常规集群的缺点，本发明提出一种新的数据获取机制，通过一台调度服务器将模型服务器和Web服务器进行匹配，匹配成功后Web服务器和模型服务器直接进行数据通讯，调度服务器只负责跟踪模型服务器和Web服务器(用户)状态。从而避免了上述集群结构产生的系统瓶颈。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种适用于水文预报信息系统的并发访问方法，构建集群结构，由调度服务器根据Web服务器和模型服务器集群的特征为其进行匹配，其特征在于，具体步骤包括：
第一步：资源注册，模型服务器集群中的每台模型服务器都视为一个资源，当模型服务器启动后，向调度服务器进行注册，成为可用资源，调度服务器统一管理所有的资源供外部请求，调度服务器上存有一张资源表，里面包含所有已注册的模型服务器的信息及当前状态；
第二步：申请资源，当用户在Web服务器上进行水文预报业务操作时，Web服务器向调度服务器发出申请，调度服务器接到申请后，为用户生成一个唯一码，用于防止不同Web系统间的用户id出现重复；检查Web服务器的水文预报服务属于哪个流域，再检查对应流域的列表中是否有可用资源；如有可用资源，则将用户及其所分配的服务器记录进“用户-服务器分配表”；
第三步：调度，当有可用资源时，调度服务器返回模型服务器的IP地址给Web服务器，如没有资源，则返回错误代码告知Web服务器用户需等待；Web服务器获得地址后和模型服务器直接通讯，在此阶段调度服务器只负责跟踪模型服务器和Web服务器状态，包括模型服务器是否已经在使用中，用户是否从Web服务器上登出。
有益效果：本发明解决了水文预报行业在应用传统集群技术解决并发访问时出现的调度瓶颈问题，极大的减轻了调度服务器的计算压力和网络开销，从而带给用户更快的响应速度。应用本发明后，调度服务器不再转发计算数据，极大的减轻了调度服务器的计算压力和网络开销。同时，Web服务器也因为和模型服务器直接连通从而能更快的获得数据，给用户更好的用户体验。
附图说明
图1为现有技术中水利单位的信息系统架构图。
图2为现有技术中集群技术扩大服务能力的结构示意图。
图3为现有技术中集群技术信息系统架构图。
图4为本发明实施例的适用于水文预报信息系统的并发访问方法示意总图。
图5为本发明实施例的资源注册步骤流程示意图。
图6为本发明实施例的申请资源步骤流程示意图。
图7为本发明实施例的调度步骤流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本发明的结构总图如图4所示，针对水文预报行业应对大量用户并发访问的信息架构，包括：由调度服务器根据web服务器和模型服务器的特征为其进行匹配，如匹配成功则web服务器和模型服务器直接连通，调度服务器仅进行状态跟踪。
本实施例的一种适用于水文预报信息系统的并发访问方法，具体步骤包括：
第一步：资源注册。本步骤详细过程见下图5：
整个发明的架构包含：
一个调度服务器；数个模型服务器组成的集群；数个Web服务器。
模型服务器集群中的每台模型服务器都可视为一个资源，当模型服务器启动后，向调度服务器进行注册，成为可用资源。调度服务器统一管理所有的资源供外部请求。调度服务器上存有一张资源表，里面包含所有已注册的模型服务器的信息及当前状态。
第二步：申请资源。本步骤详细过程见下图6：
当用户在Web服务器上进行水文预报业务操作时，Web服务器向调度服务器发出申请，调度服务器接到申请后：
为用户生成一个唯一码，用于防止不同Web系统间的用户id出现重复；
检查Web服务器的水文预报服务属于哪个流域，再检查对应流域的列表中是否有可用资源。
如有可用资源，则将用户及其所分配的服务器记录进“用户-服务器分配表”。
第三步：调度。本步骤详细过程见下图7：
接上一步，当有可用资源时，调度服务器返回模型服务器的IP地址(如没有资源，则返回错误代码告知Web服务器用户需等待)给Web服务器。Web服务器获得地址后和模型服务器直接通讯，在此阶段调度服务器只负责跟踪模型服务器和Web服务器(用户)状态，包括模型服务器是否已经在使用中(由图7中步骤“3.通知调度已经连通”获得)，用户是否从Web服务器上登出等。
本实施例的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，通过调度服务器对Web服务器和模型服务器进行匹配而非转发Web服务器的所有请求。
调度服务器通过资源表、用户-服务器分配表来记录资源信息、状态以及用户被分配的情况。
在Web服务器向调度服务器发出请求资源的申请后，调度服务器向Web服务器返回一个用户唯一码，该唯一码作为后续Web服务器、调度服务器和模型服务器通讯时用户的唯一身份标识，避免了多个web服务器上的用户id可能会出现重复，导致后续通讯无法识别用户的问题。
所述集群结构，由调度服务器根据Web服务器和模型服务器的特征为其进行匹配，如匹配成功则Web服务器和模型服务器直接连通，调度服务器仅进行状态跟踪。
在匹配成功后，将用户唯一码记录到用户-服务器分配列表中，并在后续的通讯中使用该唯一码作为用户的身份标识。
本实施例的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，步骤一中，调度服务器统一管理所有的模型服务器供外部请求。
步骤二中，判断Web服务器和模型服务器提供的服务是否属于同一个流域。
步骤三中，判断模型服务器是否空闲。
虽然本发明通过实施例进行了描述，但实施例并非用来限定本发明。本领域技术人员可在本发明的精神的范围内，做出各种变形和改进，如果这种变形后的效果是可预测的，则其同样在本发明的保护范围之内。因此本发明的保护范围应当以本申请的权利要求相同或等同的技术特征所界定的保护范围为准。
Claims (8)
1.一种适用于水文预报信息系统的并发访问方法，构建集群结构，由调度服务器根据Web服务器和模型服务器集群的特征为其进行匹配，其特征在于，具体步骤包括：
第一步：资源注册，模型服务器集群中的每台模型服务器都视为一个资源，当模型服务器启动后，向调度服务器进行注册，成为可用资源，调度服务器统一管理所有的资源供外部请求，调度服务器上存有一张资源表，里面包含所有已注册的模型服务器的信息及当前状态；
第二步：申请资源，当用户在Web服务器上进行水文预报业务操作时，Web服务器向调度服务器发出申请，调度服务器接到申请后，根据Web服务器特征为其寻找可用资源，如有可用资源则将用户及其所分配的服务器记录进“用户-服务器分配表”；同时调度服务器为用户生成一个唯一码，用于防止不同Web服务器系统间的用户id出现重复；
第三步：调度，当有可用资源时，调度服务器返回模型服务器的IP地址给Web服务器，如没有资源，则返回错误代码告知Web服务器用户需等待；Web服务器获得地址后和模型服务器直接通讯，在此阶段调度服务器只负责跟踪模型服务器和Web服务器状态，包括模型服务器是否已经在使用中，用户是否从Web服务器上登出。
2.根据权利要求1所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于：
所述集群结构，由调度服务器根据Web服务器和模型服务器的特征为其进行匹配，如匹配成功则Web服务器和模型服务器直接连通，调度服务器仅进行状态跟踪。
3.根据权利要求1所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于：
调度服务器通过资源表、用户-服务器分配表来记录资源信息、状态以及用户被分配的情况。
4.根据权利要求1所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于：
在Web服务器向调度服务器发出请求资源的申请后，调度服务器向Web服务器返回一个用户唯一码，该唯一码作为后续Web服务器、调度服务器和模型服务器通讯时用户的唯一身份标识，避免了多个web服务器上的用户id可能会出现重复，导致后续通讯无法识别用户的问题。
5.根据权利要求2所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于：
在匹配成功后，将用户唯一码记录到用户-服务器分配列表中，并在后续的通讯中使用该唯一码作为用户的身份标识。
6.根据权利要求1至5之一所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于，步骤一中：
调度服务器统一管理所有的模型服务器供外部请求。
7.根据权利要求1至5之一所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于，步骤二中：
所述Web服务器特征为检查Web服务器的水文预报服务属于哪个流域；
8.根据权利要求7之一所述的适用于水文预报信息系统的并发访问方法，其特征在于，步骤二中：
检查上述流域是否有空闲模型服务器。
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