CN112788124A - 一种遥感影像分布式注册服务方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种遥感影像分布式注册服务方法及装置,采用Dubbo和Nacos、Docker的分布式服务注册架构,将遥感影像算法服务和关联算法作为单独服务装入多个对应的Docker容器,并将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册,同时在注册中心实现遥感影像算法服务的注册和消费,当用户访问量增加时,可以增加对应服务的Docker容器,同时Nacos还具有负载均衡能力,以应对访问量增加带来的高并发能力,相比单体架构,维护和扩展能力得到提高。
Description
技术领域
本发明涉及遥感影像的数据服务技术领域,尤其涉及一种遥感影像分布式注册服务方法及装置。
背景技术
随着遥感技术在各个领域有了广泛的应用,如今主流技术也被迅速应用到遥感领域。其中影像算法作为遥感应用的不可缺失环节,将遥感图像经算法处理后,得到二次产品,广泛用于农业、地质、海洋、气象测绘、环境保护、防灾救灾、军事等领域。
常用的影像算法包括遥感数据预处理(去云,辐射校正,合并,切割,大气校正,几何校正)、遥感影像分类(线性,阈值,机器学习,深度学习)等。对于遥感影像相关系统,使模型运算具备异步或者并行计算的能力,才能提高模型批量运算的效率,使系统更加稳定,健壮。
现在互联网应用,尤其是大型互联网公司的应用已经发展为大规模或超大规模的分布式、集群化的应用。而中小规模的分布式应用也已广泛出现在各个领域。未来,随着云计算向社会生活的方方面面去渗透,分布式应用将更加地普及。其中微服务相比分布式服务来说,它的粒度更小,服务之间耦合度更低,由于每个微服务都由独立的小团队负责,因此它敏捷性更高,分布式服务最后也都会向微服务架构演化,这是一种趋势。
传统的单体式系统结构已经不能满足遥感影像算法在多种情形下的使用,随着用户越来越来多,会提高程序承受的并发几率,但是单体系统的并发能力有限。此外需求会越来越复杂,除增加系统的代码量外,代码的可读性、可维护性和可扩展性也会下降。传统单体式系统会将遥感影像算法部署在对用的虚拟机上面,并添加对应算法的运行环境,依赖库等。
随着业务的发展,单体式架构服务集群通过增加负载均衡服务器,例如Nginx,另外根据业务需要,可以增加集群部署的缓存服务器和文件服务器,并将数据库读写分离,以应对用户量的增加而带来的高并发访问量。
对遥感影像算法的调用目前有两种常见方式:对于单体系统架构,因为系统的表现层、业务逻辑层、数据访问层都打在一个压缩包,所以应用只需要一台服务器就能够部署所有的资源,即同时将遥感影像算法部署在同一台机器即可,如图1所示。对于单体系统架构服务集群,用负载均衡服务器分发高并发的网络请求,用户的访问被分派到不同的应用服务器,应用服务器的负载不再成为瓶颈,用户量增加时,添加应用服务器即可,如图2所示。
上述对于单体系统架构的遥感影像算法调用存在以下不足:
1、遥感影像算法调用为单线程,当执行多个算法调用服务时,只能等上一个进程结束再执行下一个进程;
2、业务越复杂,代码的可读性、可维护性和可扩展性下降;
3、单体应用修改业务或许会给其他业务带来影响,导致测试难度增大;
上述对于单体系统架构服务集群遥感影像算法的调用存在以下不足:
1、系统仍然为单体应用,大量的业务必然会有大量的代码,代码的可读性和可维护性依然很差;
2、业务越复杂,代码越多,修改代码和添加代码所需时间越长。
发明内容
基于现有技术的上述情况,本发明的目的在于提供一种采用Dubbo和Nacos、Docker的分布式服务注册架构,将遥感影像算法服务和关联算法作为单独服务,同时在注册中心实现遥感影像算法服务的注册和消费,当用户访问量增加时,可以增加对应服务的Docker容器,同时Nacos还具有负载均衡能力,以应对访问量增加带来的高并发能力,相比单体架构,维护和扩展能力得到提高。
为达到上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种遥感影像分布式注册服务方法,包括步骤:
将多个遥感影像算法服务装入多个对应的Docker容器,将装有算法服务的Docker容器打包为镜像并部署至其他Docker容器中,将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册;
根据用户向注册中心订阅的遥感影像算法服务,向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表;
基于软负载均衡算法,依次从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,同时执行同步锁处理,直到此次调用结束,开始处理下一次请求;
累计存储用户对服务的调用次数和调用时间,并定时发送至监控中心以显示接口暴露、注册情况、以及接口的调用明细和时间。
进一步的,所述向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表,包括:
当发生变更时,基于长连接向用户推送变更数据。
进一步的,从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,包括:
如果一个容器调用失败或者宕机,根据集群容错策略设置失败重试,自动切换到其他服务提供者的服务器进行预定次数重试。
进一步的,所述服务提供者地址列表指示遥感影像算法服务位于Docker容器的位置。
根据本发明的另一个方面,提供了一种遥感影像分布式注册服务装置,包括注册模块、地址提供模块、服务调用模块、以及监控模块;其中,
所述注册模块,将多个遥感影像算法服务装入多个对应的Docker容器,将装有算法服务的Docker容器打包为镜像并部署至其他Docker容器中,将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册;
所述地址提供模块,根据用户向注册中心订阅的遥感影像算法服务,向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表;
所述服务调用模块,依次从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,同时执行同步锁处理,直到此次调用结束,开始处理下一次请求;
所述监控模块,定时接收累计用户对服务的调用次数和调用时间,显示接口暴露、注册情况、以及接口的调用明细和时间。
进一步的,所述地址提供模块向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表,当发生变更时,基于长连接向用户推送变更数据。
进一步的,所述服务调用模块从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,如果一个容器调用失败或者宕机,根据集群容错策略设置失败重试,自动切换到其他服务提供者的服务器进行预定次数重试。
进一步的,所述服务提供者地址列表指示遥感影像算法服务位于Docker容器的位置。
进一步的,所述注册模块包括Dubbo服务器集群。
综上所述,本发明提供了一种遥感影像分布式注册服务方法及装置,采用Dubbo和Nacos、Docker的分布式服务注册架构,将遥感影像算法服务和关联算法作为单独服务装入多个对应的Docker容器,并将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册,同时在注册中心实现遥感影像算法服务的注册和消费,当用户访问量增加时,可以增加对应服务的Docker容器,同时Nacos还具有负载均衡能力,以应对访问量增加带来的高并发能力,相比单体架构,维护和扩展能力得到提高。
附图说明
图1是单体架构遥感影像部署流程图;
图2是单体架构服务集群遥感影像部署示意图;
图3是本发明遥感影像分布式注册服务方法的流程图;
图4是本发明遥感影像分布式注册服务方法的实施流程序列图;
图5是本发明遥感影像分布式注册服务装置的构成框图;
图6是本发明遥感影像分布式注册服务装置的构成示意图;
图7是本发明遥感影像分布式注册服务装置的Dubbo负载均衡策略(轮询策略)流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了,下面结合具体实施方式并参照附图,对本发明进一步详细说明。应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本发明的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本发明的概念。
下面结合附图对本发明的技术方案进行详细说明。根据本发明的一个实施例,提供了一种遥感影像分布式注册服务方法,该方法的流程图如图3所示,该方法为了解决遥感影像算法调用高并发的问题,采用了Dubbo和Nacos的技术组合,Nacos是支持服务注册与发现,配置管理以及微服务管理的组件,Dubbo使得应用可通过高性能的RPC(远程调用)实现服务的输出和输入功能。该方法包括步骤:
当系统启动时,Dubbo集群服务器将多个遥感影像算法服务包含FPAR反演模型调用服务、基于多源数据的高分辨LAI估算模型调用服务、SNIR雪检测模型调用服务、湿地时令水体提取模型调用服务等,装入多个对应的Docker容器,容器启动后将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册。
当需要调用遥感影像算法服务时,用户端会向注册中心订阅自己所需的服务。注册中心如果存在该注册服务,向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表,其中,当发生变更时,基于长连接向用户推送变更数据。所述服务提供者地址列表指示遥感影像算法服务位于Docker容器的位置。
基于dubbo软负载均衡算法中的轮询策略,从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,如果一个容器调用失败或者宕机,因为是远程调用接口进行读写操作,根据集群容错策略设置失败重试,自动切换到其他服务提供者服务器进行重试,重试次数可以设置,例如2次或者更多次数,通过采用上述集群容错策略,从而增强了系统的健壮性。
其中,软负载均衡算法,通常采用随机负载均衡算法,根据某些实施例,也可以选择轮询负载均衡算法,因为算法服务的执行时间并不十分接近,根据算法类型,依赖环境和结果要求,执行时间往往差别很大。采用轮询算法在应对多用户请求时,对时间的均衡比较有利。图7中示出了基于Dubbo负载均衡策略(轮询策略)的流程图,Dubbo服务在调用后会记录调用次数,根据公式“(调用总次数+1)%(实例数)”计算取余的结果来判断元组内下一个被调用实例。
累计用户对服务的调用次数和调用时间,并定时发送至监控中心,例如每分钟发送一次统计数据到监控中心。该方法的实施流程序列图如图4所示。图4中,前端表示遥感影像模型算法应用网站,后端表示网站后端服务,包含了模型算法调用服务。
分布式服务注册的应用很广,但是结合遥感影像算法,因为算法的种类很多,使用的语言也有许多种,所依赖的组件和算法库则有所不同,增加了环境配置的难度。本实施提供的方法使用Docker容器能够对进程进行隔离,被隔离的进程独立于宿主操作系统和其它隔离的进程。使用Docker容器可以不修改应用程序代码,就能够将现有的应用部署到其它机器上,从而实现一次打包,多次部署的目的。Docker中运行的遥感算法服务处在容器之中,将容器打包为镜像,Docker镜像可以理解为一个特殊的文件系统,除了包含容器运行时所需的程序、本地算法模型文件、配置等文件外,还包含了一些为运行时准备的一些配置参数(如数据卷、环境变量、用户等)。镜像不包含任何动态数据,其内容在构建之后不会被改变。可以将镜像部署到其他docker中,并新建容器运行服务,不需要做出修改。
根据本发明的另一个实施例,提供了一种遥感影像分布式注册服务装置,该装置的构成框图如图5所示,包括:注册模块、地址提供模块、服务调用模块、以及监控模块。
注册模块,将多个遥感影像算法服务装入Docker容器,并将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册。所述注册模块可以包括Dubbo服务器集群。
地址提供模块,根据用户向注册中心订阅的遥感影像算法服务,向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表,并当发生变更时,基于长连接向用户推送变更数据。其中,所述服务提供者地址列表指示遥感影像算法服务位于Docker容器的位置。
服务调用模块,基于软负载均衡算法,从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,如果调用失败,选择另一容器进行调用。
监控模块,定时接收累计用户对服务的调用次数和调用时间。
本实施例提供的装置,采用Nacos集群部署,防止单台Nacos的服务出现问题,影响服务的正常访问,服务端在采用Dubbo和Docker对服务进行容器集群部署的操作,同时对服务执行监控,提高系统稳定性,该装置的构成示意图如图6所示。
综上所述,本发明涉及一种遥感影像分布式注册服务方法及装置,采用Dubbo和Nacos、Docker的分布式服务注册架构,将遥感影像算法服务和关联算法作为单独服务装入多个对应的Docker容器,并将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册,同时在注册中心实现遥感影像算法服务的注册和消费,当用户访问量增加时,可以增加对应服务的Docker容器,同时Nacos还具有负载均衡能力,以应对访问量增加带来的高并发能力,相比单体架构,维护和扩展能力得到提高。基于Docker容器进行服务部署,使开发、测试、生产环境一致,提高开发效率。使用Dubbo和Nacos来对服务进行分布式注册能够对遥感影像算法的高并发调用进行优化,提高使用效率和容错率。
应当理解的是,本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理,而不构成对本发明的限制。因此,在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。此外,本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
Claims (9)
1.一种遥感影像分布式注册服务方法,其特征在于,包括步骤:
将多个遥感影像算法服务装入多个对应的Docker容器,将装有算法服务的Docker容器打包为镜像并部署至其他Docker容器中,将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册;
根据用户向注册中心订阅的遥感影像算法服务,向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表;
基于软负载均衡算法,依次从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,同时执行同步锁处理,直到此次调用结束,开始处理下一次请求;
累计存储用户对服务的调用次数和调用时间,并定时发送至监控中心以显示接口暴露、注册情况、以及接口的调用明细和时间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表,包括:
当发生变更时,基于长连接向用户推送变更数据。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,包括:
如果一个容器调用失败或者宕机,根据集群容错策略设置失败重试,自动切换到其他服务提供者的服务器进行预定次数重试。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述服务提供者地址列表指示遥感影像算法服务位于Docker容器的位置。
5.一种遥感影像分布式注册服务装置,其特征在于,包括注册模块、地址提供模块、服务调用模块、以及监控模块;其中,
所述注册模块,将多个遥感影像算法服务装入多个对应的Docker容器,将装有算法服务的Docker容器打包为镜像并部署至其他Docker容器中,将所述遥感影像算法服务在Nacos注册中心进行注册;
所述地址提供模块,根据用户向注册中心订阅的遥感影像算法服务,向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表;
所述服务调用模块,依次从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,同时执行同步锁处理,直到此次调用结束,开始处理下一次请求;
所述监控模块,定时接收累计用户对服务的调用次数和调用时间,显示接口暴露、注册情况、以及接口的调用明细和时间。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述地址提供模块向用户返回对应该遥感影像算法服务的服务提供者地址列表,当发生变更时,基于长连接向用户推送变更数据。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述服务调用模块从所述服务提供者地址列表中选择一个Docker容器中的服务供用户调用,如果一个容器调用失败或者宕机,根据集群容错策略设置失败重试,自动切换到其他服务提供者的服务器进行预定次数重试。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述服务提供者地址列表指示遥感影像算法服务位于Docker容器的位置。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述注册模块包括Dubbo服务器集群。
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