近年來，高精度服務用戶增長迅猛，目前，千尋位置累計服務全球超11億人，覆蓋智能手機、汽車、無人機、共享單車等智能設備，是全球用戶規(guī)模最大的時空智能服務提供商。海量的用戶服務離不開堅實的技術(shù)底座。如何通過“有限”的地基增強站，實現(xiàn)“無限”的服務接入，這背后是千尋位置高并發(fā)能力的建設。

編者的話：“科技自立自強是國家強盛之基、安全之要。”2020 年 7 月 31 日，北斗三號衛(wèi)星導航系統(tǒng)完成全球組網(wǎng)，意味著時空信息重大基礎設施已經(jīng)完全掌握在自己的手里。兩年過去，北斗系統(tǒng)的應用構(gòu)建了一條成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，同樣，唯有自主創(chuàng)新，才能把科技命脈掌握在自己的手中。

日前，千尋位置“六脈神劍”六大底層技術(shù)系列浮出水面，今天我們聚焦千尋位置如何保障北斗高精度服務海量用戶的穩(wěn)定播發(fā)，實現(xiàn)日處理數(shù)據(jù)量達PB級。所謂PB，即較高級的數(shù)據(jù)存儲容量單位，1PB等于1024TB，相當于1百萬部高清電影。據(jù)了解，千尋位置已經(jīng)達到了堪比互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)前列的每秒百萬級，遠超同行業(yè)平均水平。

分布式計算，從容應對“大客流”

什么是高并發(fā)？就像電商大促、春節(jié)搶票時，當遇到大量用戶快速接入時，如果不具備良好的高并發(fā)處理能力，會引發(fā)服務中斷，給用戶造成不好的體驗。而對于作業(yè)中的無人機、自動駕駛汽車等設備而言，服務中斷甚至會產(chǎn)生安全隱患。

“用戶每次訪問涉及到的數(shù)據(jù)計算和相關環(huán)節(jié)，遠比電商平臺的訂單系統(tǒng)要復雜很多。從天上的衛(wèi)星到基準站，再到數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)播發(fā)，最終將高精度定位服務提供給全球用戶，整個鏈路中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都將導致服務的不可用?！鼻の恢酶呒塉AVA開發(fā)專家謝志軍介紹說。

針對這樣的情況，千尋位置以分布式服務架構(gòu)設計思路，實現(xiàn)水平可擴展。簡單理解，就像突然迎來一大波顧客的咖啡廳，為了避免顧客排隊，可以通過增加服務窗口來減輕單線排隊的壓力一樣。

千尋位置分布式架構(gòu)模型分為四個層次，分別解決了分布式計算、快速拓展、集中處理、負載均衡四個問題，讓系統(tǒng)擁有“將一個復雜的大問題變成許多簡單小問題”的能力。目前，千尋位置播發(fā)平臺的計算機集群數(shù)量超千臺，數(shù)據(jù)處理量達到PB級，遠超行業(yè)水平。

千尋位置分布式服務架構(gòu)模型

其中，SpaceX是千尋位置自主研發(fā)的高性能分布式應用框架，是千尋位置業(yè)務、產(chǎn)品后端服務的基礎組件，解決了傳統(tǒng)的測繪行業(yè)站點接入有限、服務穩(wěn)定性不足、播發(fā)實時性不足等問題。

SpaceX就好比“店長”，協(xié)調(diào)著各項任務。系統(tǒng)集成SpaceX技術(shù)框架后，可以將一個龐大的計算任務劃分為若干個小任務，并分配給每臺計算機。計算機集群通過并行處理提高了效率，在統(tǒng)一管理控制下，完成大規(guī)模信息處理任務。國家北斗地基增強系統(tǒng)“一張網(wǎng)”的解算，就是通過SpaceX框架，分成幾千個小網(wǎng)任務，分布在上百臺機器同時進行解算，最終產(chǎn)生全國幾十萬的網(wǎng)格數(shù)據(jù)。

SpaceX技術(shù)框架通過任務調(diào)度及任務管理、計算機健康狀態(tài)檢查及秒級切換、負載均衡、路由選擇、灰度升級等功能，在應用系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)了高吞吐量、低延時、高可用的分布式處理系統(tǒng)集群架構(gòu)。

目前，SpaceX仍在不斷演進，實現(xiàn)適配更多數(shù)據(jù)協(xié)議接入，更多解算單元數(shù)據(jù)播發(fā)，保障播發(fā)鏈路的高效穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

運維與演練，保障服務不間斷

如果說分布式架構(gòu)解決了如何支撐起數(shù)以億計的用戶服務的問題，那么接下來要解決的問題，就是如何保證服務的高可用，即7*24小時不間斷的服務。

數(shù)年來，千尋位置持續(xù)穩(wěn)定地服務了數(shù)萬臺無人機、十萬臺測量和各類工程設備、百萬臺智能汽車、數(shù)億臺手機和IoT設備，這背后是7*24小時不間斷的在線運維監(jiān)控，以及有效的故障演練。千尋位置播發(fā)平臺已經(jīng)經(jīng)過了容災故障演練，通過不斷積累在各種極端場景下的測試經(jīng)驗，反復進行自動化測試，保障了整個鏈路的高可用。

即便是出現(xiàn)地域性的重大災害，千尋位置播發(fā)平臺也可以通過網(wǎng)絡冗余性設計和切換機制，當設備或者線路出現(xiàn)問題，系統(tǒng)會自動完成切換，保障服務運行不間斷。

當產(chǎn)業(yè)迎來新的增長階段時，技術(shù)是其背后重要的推動力量。千尋位置還在進一步開展自主可控技術(shù)攻關，為北斗高精度服務走向更大規(guī)模的大眾應用提供堅實的技術(shù)底座。