基于網(wǎng)格的地理空間數(shù)據(jù)傳輸策略研究

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1、基于網(wǎng)格的地理空間數(shù)據(jù)傳輸策略研究張立朝打潘貞2,王富強(qiáng)-趙鵬打張世全'（1、信息工程大學(xué)測(cè)繪學(xué)院，河南鄭州450052；2、鄭州高新區(qū)管委會(huì)，河南鄭州450001）摘要：地理空間數(shù)據(jù)傳輸是構(gòu)建網(wǎng)格GTS的基礎(chǔ)。本文從網(wǎng)格GTS服務(wù)的構(gòu)建、地理空間數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議、地理牢間數(shù)據(jù)傳輸格式、地理空間數(shù)據(jù)傳輸安全機(jī)制以及地理牢間數(shù)據(jù)傳輸速度等方面網(wǎng)格在地理牢間數(shù)據(jù)傳輸中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，提出了基于Grid的地理數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸策略。最后通過網(wǎng)絡(luò)評(píng)估和網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡，提出了GridFTP與HTTP協(xié)議相結(jié)合的地理空間數(shù)據(jù)快速傳輸方案。關(guān)鍵詞：網(wǎng)格GIS服務(wù);安全機(jī)制；GridFTP協(xié)議

2、；網(wǎng)絡(luò)評(píng)估;負(fù)載平衡；中圖分類號(hào)：P2O8文獻(xiàn)表示碼：A隨著網(wǎng)聶技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)在GIS行業(yè)中的廣泛應(yīng)用，網(wǎng)格計(jì)算以及基于GIS服務(wù)的計(jì)算和操作將會(huì)涉及大量空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的移動(dòng)、傳輸和復(fù)制，這就需要一種高效的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制的支持，這種傳輸機(jī)制要保證在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境上可靠地傳輸數(shù)據(jù)。木文對(duì)基于網(wǎng)格的地理空間數(shù)據(jù)傳輸模型進(jìn)行了研究。1網(wǎng)格及網(wǎng)格計(jì)算網(wǎng)格技術(shù)的目的不外乎是要利川互聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的計(jì)算機(jī)組織成一臺(tái)“虛擬的超級(jí)計(jì)算機(jī)”，實(shí)現(xiàn)計(jì)算資源、存儲(chǔ)資源、信息資源、軟件資源、通信資源、知識(shí)資源、專家資源等的全面連通與共享。網(wǎng)格提供了包括數(shù)據(jù)在內(nèi)的所有資源的透明訪問

3、，由此對(duì)見基于網(wǎng)格的數(shù)據(jù)傳輸是網(wǎng)格地理信息發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)。網(wǎng)格計(jì)算被視為下一代的因特網(wǎng)，它有助于提高技術(shù)資源的使用率。網(wǎng)格計(jì)算的目的是，通過任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可以提供無(wú)限的計(jì)算能力，可以接入浩如煙海的信息。這種環(huán)境將能夠使各企業(yè)解決以前難以處理的問題，最有效地使用他們的系統(tǒng)，滿足客戶要求并降低他們計(jì)算機(jī)資源的擁有和管理總成木⑴。2基于網(wǎng)格的地理信息服務(wù)系統(tǒng)01GridGIS的按心?原型緒構(gòu)附開放服務(wù)網(wǎng)格服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（0GSA）是以網(wǎng)格計(jì)算和Web服務(wù)（WebService）的概念和技術(shù)為基礎(chǔ)建立的，它在異構(gòu)平臺(tái)上構(gòu)筑了一層通用的、與平臺(tái)無(wú)關(guān)的信息和服務(wù)交換設(shè)施，來(lái)確保異

4、構(gòu)系統(tǒng)間的互操作性,利用網(wǎng)格計(jì)算對(duì)Web服務(wù)進(jìn)行了擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了服務(wù)功能向原始平臺(tái)的映射與應(yīng)川，從而使服務(wù)與資源無(wú)縫地集成⑵役網(wǎng)格地理信息服務(wù)系統(tǒng)（GridGIS）是在有OGSA的基礎(chǔ)上構(gòu)建的，是網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的基礎(chǔ)上通過網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)的普遍資源共享，包括計(jì)算資源、存儲(chǔ)體，都可以獨(dú)立地面向川戶提供各口級(jí)別的服務(wù)?？諉枒?yīng)用與服#網(wǎng)格用作系統(tǒng)與中間件丘燹間-5識(shí)網(wǎng)格空間數(shù)擔(dān)網(wǎng)格控制圧一數(shù)擔(dān)腔懇數(shù)元數(shù)11-基砒底ISO誇Id相沛W謝2AJSS構(gòu)的GridGIS娥構(gòu)垂愈劇資源、信息資源、知識(shí)資源等。右圖1顯示了GridGIS的核心原型結(jié)構(gòu)。從物理邏輯上，將網(wǎng)格GIS分為五層（每層均為分布式

5、的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)）：基礎(chǔ)層、分布式數(shù)據(jù)庫(kù)層、控制層、網(wǎng)格操作系統(tǒng)與中間件層以及應(yīng)用層，每層分別?相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、協(xié)議和規(guī)范相聯(lián)系。如上圖2所示，從功能結(jié)構(gòu)上，將網(wǎng)格GIS分為四亜空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，每至結(jié)構(gòu)分別為網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)格、GIS的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)相聯(lián)系。這里“四重”中的“四”指地理空間網(wǎng)格的種類數(shù)量。“覓”則有三層含義：一是邏輯層與功能網(wǎng)格Z間，并不是整齊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而是相互恢套的；二是功能網(wǎng)格Z間不是層疊關(guān)系而是從下向上的包含關(guān)系；三是每亜網(wǎng)格都是功能實(shí)3基于網(wǎng)格的地理空間數(shù)據(jù)傳輸策略在網(wǎng)格地理信息服務(wù)環(huán)境中，利用Webservices構(gòu)造數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，來(lái)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)的計(jì)算機(jī)軟件和硬件之

6、間的連接。Webservices是封裝成一個(gè)單一實(shí)體并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布給其他程序使川的一系列功能集。它是自包含、自描述、模塊化的應(yīng)用，可以發(fā)布、定位、通過Web調(diào)川。Webservices可以執(zhí)行從簡(jiǎn)單的請(qǐng)求到復(fù)朵商務(wù)處理的任何功能。一旦部署以后，其他Webservices應(yīng)川程序可以發(fā)現(xiàn)并調(diào)川它部署的服務(wù)。因此Webservices是構(gòu)造開發(fā)的分布式系統(tǒng)的皋礎(chǔ)模塊，它具有互操作性、普遍性、易實(shí)現(xiàn)性、廣泛支持性等特點(diǎn)?？梢院推渌腤eb服務(wù)進(jìn)行聯(lián)合使川形成一個(gè)Web服務(wù)鏈。形成如圖4的傳輸服務(wù)結(jié)構(gòu)。其中UDD1(UniversalDescription,Discovery

7、Integration)用于Web服務(wù)注冊(cè)和査找oWSDL(WebServiceDescriptionLanguage)JIJ來(lái)描述Web服務(wù)的接口和功能,SOAP(SimpleObjectAccessProtoco1)用來(lái)?構(gòu)建Web服務(wù)和服務(wù)請(qǐng)求之間的數(shù)據(jù)傳輸。圖4GTtATrTiTTTI亠-燹帕分折:網(wǎng)格CIS通倍粧議I「顯示了網(wǎng)格G1S的數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鞒獭＃夯诘乩砜臻g數(shù)據(jù)傳輸功能要求的考慮，在具?民性數(shù)據(jù)I；體實(shí)現(xiàn)時(shí),采用了Globus系統(tǒng)的GridFTP協(xié)議。:利丿II該協(xié)議可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的髙速、可靠的數(shù)【據(jù)傳輸和實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)川程序基本透明