[发明专利]一种对地观测空间云服务数据组织管理系统

说明书

本发明提供一种对地观测空间云服务数据组织管理系统，该系统基于空间云分布式文件存储系统，包括地面客户端和星上服务端，地面客户端主要负责接收用户的请求，之后结合星上的实际情况规划任务后将指令转发到服务端，星上服务端负责处理执行客户端发送的指令；进行数据存储和数据读取。本发明方法具备去中心化特性，面向文件存储，是基于集群的并行文件存储系统。

技术领域

本发明属于数据组织管理领域，尤其涉及一种对地观测空间云服务数据组织管理系统。

背景技术

分布式文件存储系统，是解决在单机存储空间与读写能力有限的条件下处理海量数据存储问题的最成熟、最成功的系统解决方案。其本质是通过网络将多个具有独立的存储与操作系统的机器连接在一起，用分布式文件存储系统统一管理，从而形成具有更大存储能力、可拓展的存储系统。

空间云分布式文件存储系统，是部署在卫星上的分布式文件系统。该系统中的每个结点都是一颗具有存储能力和一定计算能力的卫星，卫星与卫星之间、卫星与地面之间可以在有限的时间段内进行通信。由于卫星的空间、功率限制，卫星作为结点，其存储能力和计算能力都非常有限。

空间云分布式文件存储系统的应用场景，与常见的应用场景的主要不同在于星间通信的不稳定性、通信带宽资源有限、连接性受时空限制和单星存储空间有限。因此，现有技术方案均无法完全满足空间云分布式文件存储的需求，主要体现在：

1.受卫星资源限制和卫星连接性的动态时空特性限制，无法实现一个中心元数据服务器，来满足管理系统命名空间的需求；

2.由于卫星间通信的动态特性，没有稳定的可访问的卫星能够作为服务器，因此传统的C/S架构无法实现；

3.由于卫星间通信时长和带宽资源有限，出于分布式文件存储系统的可用性要求，数据需要冗余处理。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明提供一种基于空间云分布式文件存储系统的对地观测空间云服务数据组织管理系统。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种对地观测空间云服务数据组织管理系统，包括地面客户端和星上服务端，地面客户端负责接收用户的请求，结合星上的规划任务后将指令转发到服务端，星上服务端负责处理执行客户端发送的指令；

所述地面客户端包括星历计算模块、通信测试模块、容量管理模块、任务调度模块和可靠性保障模块，所述星上服务端包括数据存入模块和数据读取模块；

星历计算模块用于根据星历计算出星座的拓扑，以获取每颗卫星相对于任务提交方的位置、速度信息；

通信测试模块用于收集整个星座拓扑间相互访问的带宽及延迟；

容量管理模块用于管理星上存储资源的使用情况；

任务调度模块用于将任务调度到星上执行；

可靠性保障模块用于数据的冗余存储以及星上容量不足时的数据落地备份的管理，数据读取时优先访问冗余副本；

数据存入模块用于根据指定的任务将数据存储到本地，并返回特定编码；

数据读取模块用于将数据读取出来并发送到任务指定的服务器。

进一步地，数据存储时，执行如下步骤：

步骤101，用户从地面客户端提交任务；

步骤102，任务调度模块根据星历计算模块传来的信息判断在约定时间内是否有可用卫星接收任务，如果没有则任务中断，如果有则将保存可用卫星列表；

步骤103，任务调度模块通过通信测试模块判断卫星间网络是否可用，如果全部不可用则任务中断，否则将不可用的卫星从可用卫星列表中去除；