文章轉載自：戴爾易安信解決方案 微信公眾號
在沒有紙張，也沒有簡牘的時代，古代中國的地圖繪製在哪裡呢？
答案，是鼎上。
《漢書·郊祀志》記載，大禹治水成功後，用九州進貢的金屬，鑄造了九隻大鼎，把九州有代表性的各種奇異之物、山川河流的地形分布鐫刻在其上。據此可知，九鼎是見於文獻記載的、刻繪有九州山川形勢的原始實物地圖。
隨著歷史的發展，地圖的形式也在不斷變化著，先秦到兩漢時期，先後出現了帛、紙質的地圖。
而到了今天，對於我們來說，找到自己的地理位置和方向已經變得更加簡單，因為我們已經有了數字時代的「地圖導航軟體」。
地圖軟體為我們帶來了極大的便利，節約了很多的出行時間，比如避免堵車。可是大家有沒有想過，地圖軟體是如何知道前方擁堵的？是如何知道這段路上有違章監控的，又是如何在眾多線路中選擇最佳路線的呢？
今天，讓我們來揭開
這些地圖軟體強大功能
背後的神秘力量
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小小的地圖軟體
數據從何而來
與銘刻在九鼎上的地圖和帛、紙地圖不同的是，現代地圖軟體擁有更多的功能。比如我們上文所說的對行車線路進行規劃。
要想掌控全局並對線路進行指引，首先要有最基礎的地理信息數據。舉個簡單的例子：一個地區有多少條街道，這些街道的準確位置，每條街道多寬、多長等。有了這些基礎數據，加上軟體的算法，才能實現地圖軟體的功能。所以基礎地理信息數據非常重要，是所有地圖導航軟體的基石，一般來說，主流的數據來源分為四類：
❶ 高空拍攝：使用專業航空器從空中拍照片
❷ 數據共享：從專業領域獲取數據
❸ 實地採集：使用專業測繪儀器
❹ 互相幫助：用戶上報更新環境
其中前兩項是數據的主要來源。由於我國的高空拍攝管控嚴格，地理基礎數據一般不對外，所以很多數據要從專門的測繪機構獲取。
該測繪機構一部分職責是管理全國測繪成果資料和檔案資料，在這裡，我國的山川河流、平原丘陵，各種地形地貌都被電子化和數位化了，為石油勘探、農業牧業、軌道交通等各行各業提供地形保障，是國家非常重要的部門，其所存儲的地理信息之全面，堪稱數字時代的「九鼎圖」。
海量的地理信息
數據如何存儲
前端人員非常辛苦地將數據採集回來，並被電子化之後，這些寶貴的數據存儲在哪裡呢？
01
巨量的數據
電子化之後的地理信息，是通過不同的層次來描述的。對於不同的應用，疊加的圖層也是不同的。簡單的說，僅僅是一條道路，無論是採用矢量模型還是柵格模型進行電子化，數據量都是非常大的。我國幅員遼闊，存儲在測繪機構的數據量規模可想而知，至少要幾十PB，而且歷史數據永遠不能刪除，數據只會越來越多。
02
高並發訪問
高並發在地圖製作和用戶訪問兩個階段都會發生。採集回來的數據要經過清洗、渲染等工序實現數位化。製作完成之後，還會有大量的使用端進行訪問。這兩個階段對存儲系統的讀寫要求都非常高。
03
區分「冷/熱」數據
我國發展迅速，幾年之間一個地區就會發生翻天覆地的變化，基礎地理信息數據也會隨之更新。這些歷史版本的數據不能刪除，而且有時候還會被利用到。新/舊地圖維護在一個存儲體系中，新的經常用，舊的不能丟，還要隨時準備著被訪問，這些複雜的事情都需要存儲系統來處理。
數字時代「九鼎圖」的背後
讓我們回到原點，地圖軟體之所以能規劃最佳線路，是因為地圖軟體裡已經有了地理信息數據，這些數據都已經裝在了軟體伺服器的存儲系統裡，這樣，地圖軟體才能發揮作用。存儲這些數據的容器不是普通的硬碟，而是滿足大數據量、高並發、區分冷熱等要求的存儲體系，是這個存儲體系在背後默默支持著地圖軟體。
我們上文已經提到，地圖軟體的大部分數據來自測繪機構，這裡存儲著堪稱數字時代「九鼎圖」的海量基礎地理信息數據，是我國地理信息的標杆，經過長期的技術積累，已經找到了合適的存儲體系。
下面我們來看看標杆是怎樣做的：
在2012年該測繪機構決定採用「分布式」存儲體系。「分布式」存儲體系的好處是線性擴展，數據增加的時候只需要擴展節點即可，而且上限很高，於是採用了當時最成熟的高性能分布式存儲體系Isilon。
隨著數據量越來越大，歷史數據需要「沉降」，即不經常使用的舊版本數據放到一個區域集中管理，於是在Isilon後端採用了ECS解決方案，大容量而且隨時提取。
由於數據量巨大，每天「沉降」的速度趕不上新增的量，於是提出了高並發的整體解決方案Isilon+ Nginx +ECS，即在Isilon和ECS之間加入負載均衡Nginx，實現數據高速分發，提高「沉降」和「訪問」速度。這樣一套大容量，高並發且「冷熱「分離隨時訪問的存儲體系就建成了，非常適合地理信息這類應用。
地理信息的數據分為矢量數據和索引數據兩大類，矢量數據一般都是大文件，索引數據是小文件。當有讀請求時，會先到索引文件中搜索，所以小文件的隨機讀寫，決定著整體業務系統的性能。
為了加快小文件隨機讀寫，在Isilon解決方案中引入緩存加速功能，將高速的SSD盤變成緩存，使緩存區域變大，大部分熱數據在緩存區即可完成讀請求，大大的提高了效率，解決了小文件隨機讀寫的性能問題。
*戴爾易安信Isilon存儲是業界首屈一指的橫向擴展NAS存儲，其由英特爾®至強®可擴展處理器提供支持，為Isilon提供了卓越的性能和效率，助力用戶輕鬆挑戰不斷增長的非結構化數據環境。
地理信息的數據量非常大，而且要永久保存，所以在實現高性能的同時，這套系統還要實現數據大容量長期存儲的需求。
如何做呢？在Isilon後端接入了雲存儲ECS，使用CloudPools功能，將不經常使用的數據沉降到大容量雲存儲ECS中，整個過程是自動完成的，無需人工幹預。為了實現負載均衡，在Isilon和ECS之間還部署了負載均衡系統Nginx，實現了高並發沉降，滿足業務系統需求。這也是Isilon-Nginx–ECS在國內的首個成功案例，體現了非常好兼容性。
高性能分布式Isilon+負載均衡Nginx+大容量雲存儲ECS支持著前端高並發請求，而且容量和性能都是線性增長，哪裡缺失補哪裡，無需停機，自動負載均衡，保障著國家測繪局地理信息存儲系統的快速、穩定、高效運行。
至此，我們終於揭開了地圖導航軟體背後的神秘力量。
從先秦時代承載華夏九州地形地貌的「九鼎」，到兩漢時期記錄古絲綢之路的「帛和紙地圖」，再到現代支撐起各種地圖軟體的「國家地理信息存儲體系」，地理信息在中國一代又一代人的手中不斷傳承著。戴爾科技始終踐行「在中國，為中國」的理念，為這種傳承不斷助力！