来源 2022年11月《超图通讯》总第82期
随着云计算技术的蓬勃发展，云原生GIS已成为赋能地理信息业务创新的重要推动力。SuperMap云原生GIS基于微服务架构、容器化部署、自动编排、服务网格以及无服务器计算等关键技术，提供全功能GIS服务发布、空间数据分析存储以及运维管理等能力。
在SuperMap GIS 2022版本中，SuperMap云原生GIS产品技术又有新突破，打造出具有“极致弹性和韧性”的云原生GIS 2.0。一起来了解SuperMap云原生GIS在服务管理与运维能力方面的新进展吧！
弹性与韧性
弹性与韧性是系统保持稳定、高可用的重要能力。弹性是系统能够应对变化和自适应能力，例如：当有100个请求过来时，系统会快速地拉起多个副本并自动伸缩，分担执行这100个请求，则体现其弹性能力。韧性是系统在出现异常时快速恢复为正常状态的能力。弹性和韧性相辅相成，即弹性能力越好，其韧性能力相应越好。
影响弹性的因素主要有两个方面：伸缩机制和应用的大小。伸缩机制一般基于CPU使用率/内存等负载情况，或基于请求量来进行。基于CPU/内存等负载方式，在访问应用时，请求首先会进入应用，运行一段时间应用将产生负载，伸缩器轮询获取负载，通过计算对比才能拉起容器组Pod进行伸缩，这种机制较不灵敏，伸缩缓慢；而基于请求量机制，是在请求刚过来时即可立刻计算出需要伸缩的副本数，较为灵敏，可以实现即时伸缩。应用的大小也会影响弹性，应用本身越小、越单一，它弹起的速度就越快。
SuperMap GIS 2022版本根据上述两种主要因素，将伸缩机制改造为基于请求量的方式，将GIS应用拆分解耦为更小、更细粒度的函数。
细粒度的GIS函数可以基于事件驱动、按需运行，当请求过来时才去拉起执行，并快速弹起多个副本来执行计算任务，分析完成后自动释放所用资源。相较于微服务，GIS函数具备体积更小、更轻量和功能专一、启动更快、占用资源少的优势。
细粒度GIS函数及特点
SuperMap GIS 2022版本支持两种类型的功能以函数方式运行：第一类是异步函数，适用于计算密集、高弹性、执行时间较长的场景，具体体现在将空间分析任务拆解成一个个函数，可独立按需执行，以及将处理自动化任务/模型放到独立的函数里面按需执行；第二类是同步函数，适用于具有流量峰谷、执行时间较短的场景，具体包括几何服务、告警函数、企业微信远程控制函数，可实现实时拉起。
GIS函数及其价值
异步函数方面，空间分析各类操作被拆分为一个个细粒度的函数，每一种请求可使用对应的函数来执行。在GIS空间分析服务上，已实现叠加分析、地形计算、等值线/等值面分析等11个空间分析算子的函数化改造。
GIS空间分析函数
以使用叠加分析函数为例，当发送一个叠加分析buffer操作请求，系统后端将根据该请求拉起一个相应的buffer函数去执行叠加分析任务，执行完成任务后随即将容器自动销毁，释放资源，并且可在产品界面直接查看具体的分析结果。另外还可发送多种不同类型的请求，每种类型也可以发送多个请求，后端会拉起相应若干不同类型的函数或多个副本来执行任务。
这样就实现了后端运行使用GIS微服务到GIS函数的转化。通过函数化改造前后对比，相较于GIS空间分析微服务，空间分析函数镜像大小、容器启动和停止时间，都有了显著提升。对空间分析微服务和函数进行弹性对比测试，结果表明，函数可以根据用户请求量秒级自动扩缩容，并随着用户数增加，通过自动伸缩相应的数量来降低平均响应时间，从而极大提升了空间分析服务的计算和分析效率。
GIS空间分析弹性对比
此外，对处理自动化进行函数化改造，实现了处理自动化服务的每一条任务使用单独的函数来运行。函数相较微服务也具有更强的弹性与韧性。
函数服务带来了以下价值：（1）资源集约，基于事件驱动、按需启动；（2）低成本，按使用量计费；（3）极速弹性，基于流量自动弹性伸缩；（4）极致韧性；（5）互不干扰，各任务在单独的函数容器中运行。
SuperMap GIS 2022产品在使用函数服务时，函数功能可根据实际情况开启和关闭，对环境和数据源也有一定要求。默认根据用户实际环境进行自动检测，异步函数需要Dapr和KEDA环境，同步函数则需要Knative环境，如果具备以上环境，函数功能将自动开启，部署时也可手动关闭；数据源方面，只有数据库型数据源发布的服务，才能使用函数服务。
精细化运维管理
随着微服务和函数数量的不断增多，精细化运维变得愈加重要。SuperMap iManager 11i(2022)版本对监控管理手段进行升级，提供服务度量能力，实现整个GIS站点请求量等情况的实时监测，同时可以查看调用各微服务所消耗的时间，从而全面掌握站点内服务的通信质量。另外还可以精细化单个微服务的通信质量。
服务追踪作为一种监控管理新手段，可将GIS站点内部服务的请求与调用进行收集，以可视化通信链路的方式呈现，在出现问题时可快速定位排查系统异常。
内置Yukon空间数据库
Yukon（禹贡）空间数据库是一种全新开源的二三维一体化空间数据库，SuperMap云GIS产品已实现其全面对接。其中，SuperMap iServer支持发布Yukon数据源为地图服务、数据服务和空间分析服务，SuperMap iManager提供一键创建Yukon空间数据库的能力，具体包含基于openGauss/PostgreSQL两种数据库扩展能力的空间数据库。
综上，SuperMap云原生GIS在服务与管理能力方面都有着不同程度的增强。更多进展和新增功能欢迎您到SuperMap GIS 2022中尽情探索。
撰文：云产品研发中心 周世杰 王泽涛
编辑：王静静
审核：吴晓燕
审签：刘宏恺
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