從云上來到“云”上去 衛(wèi)星圖像處理新模式開啟
摘要
依托浪潮云計算技術(shù),環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應用中心打造了一套支撐高分環(huán)境應用系統(tǒng)的新平臺,為衛(wèi)星圖像處理開啟了全新的模式。依托浪潮云計算技術(shù),環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應用中心打造了一套支撐高分環(huán)境應用系統(tǒng)的新平臺,為衛(wèi)星圖像處理開啟了全新的模式。
背景介紹
2015年,中國平均每10天就有一枚火箭將一顆衛(wèi)星送上天。截至2015年底,中國在軌運行的衛(wèi)星數(shù)量超過140顆,位居世界前列。而且,隨著國際合作的深入,中國衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)已經(jīng)“走出去”,可以說成為了中國的一張名片。
要說見證衛(wèi)星產(chǎn)業(yè)騰飛的,不得不說國內(nèi)的一家IT企業(yè),那就是浪潮集團。早在1970年,中國第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”采用了浪潮研制生產(chǎn)的晶體管作為電子原件發(fā)射升空,奠定了中國的航空航天水平。
此次,衛(wèi)星環(huán)境應用中心建設的云平臺將承載環(huán)境一號衛(wèi)星應用的技術(shù)平臺—高分環(huán)境應用系統(tǒng),可謂與衛(wèi)星有著密不可分的關(guān)系。
解決方案介紹
高分環(huán)境應用系統(tǒng)是環(huán)境一號衛(wèi)星應用的技術(shù)平臺,也是發(fā)揮環(huán)境一號衛(wèi)星應用作用和效益的關(guān)鍵所在。其應用目標是以環(huán)境一號衛(wèi)星為主要數(shù)據(jù)源,結(jié)合多源遙感數(shù)據(jù)的應用,實現(xiàn)地表水、環(huán)境空氣、宏觀生態(tài)的大范圍、全天候、全天時的遙感動態(tài)監(jiān)測,為環(huán)境管理提供多層次、全方位的環(huán)境遙感信息和技術(shù)服務,提高國家對生態(tài)環(huán)境和重大環(huán)境污染事故的監(jiān)控能力。
環(huán)境應用系統(tǒng)由業(yè)務運行管理分系統(tǒng)、數(shù)據(jù)管理與用戶服務分系統(tǒng)、圖像處理分系統(tǒng)、環(huán)境空氣遙感應用分系統(tǒng)、地表水環(huán)境遙感應用分系統(tǒng)、生態(tài)環(huán)境遙感應用分系統(tǒng)、地面數(shù)據(jù)采集分系統(tǒng)等七個業(yè)務系統(tǒng)和一個計算機支撐平臺組成。
為滿足未來幾年對農(nóng)業(yè)監(jiān)測(作物面積監(jiān)測、災害監(jiān)測、土壤監(jiān)測等),環(huán)境監(jiān)測(水體環(huán)境、區(qū)域環(huán)境空氣、重大環(huán)境污染等),減災救災監(jiān)測、政務監(jiān)測等這些方面的需求,浪潮與環(huán)保部衛(wèi)星環(huán)境應用中心再度合作,在原有高分環(huán)境應用系統(tǒng)的基礎上實現(xiàn)升級,共同打造云計算平臺,為客戶的高分環(huán)境應用系統(tǒng)提供了云計算全新的支撐架構(gòu)。
到云上去第一步:新舊硬件結(jié)合
高分環(huán)境應用系統(tǒng)主要是通過高分的衛(wèi)星遙感圖片進行處理,借助于環(huán)境背景數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測數(shù)據(jù)等,對環(huán)境空氣、地表水及生態(tài)環(huán)境監(jiān)測等指標進行信息提取,并依據(jù)提取的環(huán)境指標信息進行分析與評價。
高分環(huán)境應用系統(tǒng)固然好,可越來越高的高分辨率圖像的需求使得現(xiàn)有的老舊設備系統(tǒng)在實際處理應用的過程中感到“力不從心”:隨著衛(wèi)星環(huán)境數(shù)據(jù)的激增,目前整個業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)量接近2PB,整個高分環(huán)境應用系統(tǒng)的計算支撐平臺的負荷激增。此外,傳統(tǒng)的物理部署模式,設備的利用率參差不齊,平均在15%左右,缺乏按需動態(tài)彈性的調(diào)整能力,對用戶信息化資源造成浪費。
如何提升資源利用率、低成本的舊設備升級替換,成為衛(wèi)星環(huán)境應用中心在新的信息化規(guī)劃中遇到的問題;為此,浪潮提出“利舊存儲,新建計算資源池”的硬件設備更新方案。在利舊客戶原有的存儲設備,為云計算平臺提供存儲資源,保護客戶前期投資,降低TCO的前提下,采用浪潮高端四路服務器NF8460M3為客戶打造基礎計算平臺,為整個云平臺打下穩(wěn)定可靠高效的計算基礎。
基于新的云計算平臺,客戶將原有的高分環(huán)境應用系統(tǒng)中系統(tǒng)數(shù)據(jù)逐步實現(xiàn)向新平臺的遷移。
到云上去第二步:部署云海OS
在舊設備升級替換后,就要解決如何提高資源動態(tài)調(diào)整能力、簡化管理運維、實現(xiàn)對虛擬資源的統(tǒng)一管理。在此問題上,客戶與浪潮的觀點出奇地一致:借助虛擬化、云計算等信息化建設的新技術(shù),為系統(tǒng)運行支撐開辟新的途徑,來解決目前的上述問題,也為將來IT架構(gòu)的轉(zhuǎn)型做好鋪墊。而浪潮云海OS能夠?qū)崿F(xiàn)對新構(gòu)建虛擬資源的統(tǒng)一管理調(diào)配,提高了IT資源按需動態(tài)彈性擴展的能力。
以前的建設模式,資源的利用率嚴重不均衡?;跇I(yè)務壓力,環(huán)境遙感應用系統(tǒng)需要至少2臺物理的四路服務器才能夠正常運行,在這種情況下,計算資源的使用以及分配很難做到始終如一,業(yè)務壓力大的時候,資源不夠用,但是在業(yè)務壓力小的時候,又存在資源閑置的情況。用戶管理資源時,必須分別管理多臺機器,管理復雜,造成極大的時間浪費。在新的模式下,通過虛擬化技術(shù),將計算資源池化后,對于資源的管理,通過浪潮云海OS管理系統(tǒng),便可以得心應手地進行資源的調(diào)度及分配,還可以根據(jù)業(yè)務壓力,靈活分配資源,避免資源浪費,并且管理方式更加靈活,管理運維時間比傳統(tǒng)模式提升近10倍,管理效率大大提升,符合用戶對信息化建設的要求。
客戶收益
“天上看、地上查、網(wǎng)上管”這樣的監(jiān)管體系已經(jīng)隨高分環(huán)境應用系統(tǒng)構(gòu)建了出來,衛(wèi)星環(huán)境應用中心通過與浪潮合作,新系統(tǒng)的優(yōu)勢也越發(fā)明顯。
按照浪潮四路服務器1:10的虛擬化整合比,一臺NF8460M3虛擬10臺虛擬機以替代原有的10臺雙路服務器,硬件成本上達到了60-80%的降幅,隨之帶來的是能耗接近70%的降低。同時,升級后的平臺性能提高2倍以上,系統(tǒng)響應時間由原來的約2秒提升到1秒之內(nèi)。
客戶相關(guān)負責人表示:“云平臺不僅帶來了讓成本的降低和性能的提升,業(yè)務連續(xù)性也得到的保障。我們對系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求很高,因為一旦宕機,我們就失去了圖像來源,這將導致我們對災害發(fā)生、氣候變化、公共安全等方面的資料失去控制力,都是致命性的。采用了新系統(tǒng)之后,即使真的出現(xiàn)故障,虛擬機也會自動遷移,保證了監(jiān)測圖像的不丟失?!?/p>