近日,中国卫星导航定位协会发布《2022中国卫星导航与位置服务产业发展白皮书》。白皮书显示,2021年我国卫星导航与位置服务产业总体产值达到4690亿元,同比增长超16%.
记者从国家北斗地基增强系统建设与运营方千寻位置了解到,近年来,高精度服务用户增长迅猛,目前,千寻位置累计服务全球超11亿人,覆盖智能手机、汽车、无人机、共享单车等智能设备。如何通过"有限"的地基增强站,实现"无限"的服务接入能力?这背后是千寻位置高并发能力的建设。
分布式计算,从容应对"大客流"
什么是高并发?就像电商大促、春节抢票时,当遇到大量用户快速接入时,如果不具备良好的高并发处理能力,会引发服务中断,给用户造成不好的体验。而对于作业中的无人机、自动驾驶汽车等设备而言,服务中断甚至会产生安全隐患。
"用户每次访问涉及到的数据计算和相关环节,远比电商平台的订单系统要复杂很多。从天上的卫星到基准站,再到数据处理、数据播发,最终将高精度定位服务提供给全球用户,整个链路中任何一个环节出现问题,都将导致服务的不可用。"千寻位置高级JAVA开发专家谢志军介绍说。
针对这样的情况,千寻位置以分布式服务架构设计思路,实现水平可扩展。简单理解,就像突然迎来一大波顾客的咖啡厅,为了避免顾客排队,可以通过增加服务窗口来减轻单线排队的压力一样。
千寻位置分布式架构模型分为四个层次,分别解决了分布式计算、快速拓展、集中处理、负载均衡四个问题,让系统拥有"将一个复杂的大问题变成许多简单小问题"的能力。目前,千寻位置播发平台的计算机集群数量超千台,数据处理量达到PB级,远超行业水平。
千寻位置分布式服务架构模型
其中,SpaceX是千寻位置自主研发的高性能分布式应用框架,是千寻位置业务、产品后端服务的基础组件,解决了传统的测绘行业站点接入有限、服务稳定性不足、播发实时性不足等问题。
SpaceX就好比"店长",协调着各项任务。系统集成SpaceX技术框架后,可以将一个庞大的计算任务划分为若干个小任务,并分配给每台计算机。计算机集群通过并行处理提高了效率,在统一管理控制下,完成大规模信息处理任务。国家北斗地基增强系统"一张网"的解算,就是通过SpaceX框架,分成几千个小网任务,分布在上百台机器同时进行解算,最终产生全国几十万的网格数据。
SpaceX技术框架通过任务调度及任务管理、计算机健康状态检查及秒级切换、负载均衡、路由选择、灰度升级等功能,在应用系统中,快速实现了高吞吐量、低延时、高可用的分布式处理系统集群架构。
目前,SpaceX仍在不断演进,实现适配更多数据协议接入,更多解算单元数据播发,保障播发链路的高效稳定运转。
运维与演练,保障服务不间断
如果说分布式架构解决了如何支撑起数以亿计的用户服务的问题,那么接下来要解决的问题,就是如何保证服务的高可用,即7*24小时不间断的服务。
数年来,千寻位置持续稳定地服务了数万台无人机、十万台测量和各类工程设备、百万台智能汽车、数亿台手机和IoT设备,这背后是7*24小时不间断的在线运维监控,以及有效的故障演练。千寻位置播发平台已经经过了容灾故障演练,通过不断积累在各种极端场景下的测试经验,反复进行自动化测试,保障了整个链路的高可用。
即便是出现地域性的重大灾害,千寻位置播发平台也可以通过网络冗余性设计和切换机制,当设备或者线路出现问题,系统会自动完成切换,保障服务运行不间断。
当产业迎来新的增长阶段时,技术是其背后重要的推动力量。目前,千寻位置高并发能力达到了每秒百万级,这个数字远超同行业,即便是在互联网行业中也名列前茅。千寻位置将继续开展自主可控技术攻关,为北斗高精度服务走向更大规模的大众应用提供坚实的技术底座。