CN102866424A - 一种基于云计算的地震资料远程处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于云计算的地震资料远程处理系统，包括：分布在不同地域的多个远程终端、数据传输服务器组、云计算服务器组以及多个远程数据存储磁盘阵列，其中，所述的远程终端，用于输入、输出采集的地震资料和进行人机交互操作；所述的数据传输服务器组具体包括：管理服务器、负载监控服务器、数据传输服务器；所述的云计算服务器组具体包括：任务分发与回收服务器、并行集群以及串行计算服务器；所述的数据传输服务器，还用于根据所述的权限将所述的处理后的地震资料传输至对应的远程终端。云计算服务器组根据服务需求及负载监控信息分配计算节点和存储位置，从而实现地震资料远程协同处理的应用。
Description
技术领域
本发明关于地震勘探技术领域，特别是关于石油及矿产勘探中的地震资料的并行处理领域，具体的讲是一种基于云计算的地震资料远程处理系统。
背景技术
石油及矿产勘探中野外采集的地震数据需要经过室内处理才能用于后续的构造解释和储层预测。随着地震数据的采集技术的不断提高，野外采集到的地震数据量成倍增长，构造解释与储层预测对地震资料的处理要求也越来越高。
现有技术中由于地震资料的处理数据量较大，因而需要大规模并行计算和海量数据的磁盘存储，面临疑难问题时需要多方科研机构协同解决。当前主流石油公司大多建有内部专用网络，不同的油田有内部局域网，油田之间通过内部服务器相连接，数据传输速度快，但多是利用内部网络传输数据和连接互联网，并没有充分发挥内部网络计算和存储资源丰富、连接速度快和安全性高的优势。当前进行地震资料处理的部门硬件架构通常是独立的计算集群和相应的磁盘阵列，当地震资料处理任务较多时计算集群与磁盘空间不能满足任务要求，而地震资料处理任务较少时部分计算集群会闲置无法充分发挥集群的计算能力，遇到复杂问题需要多方协同分析处理时往往通过屏幕抓图、共享流程或者会议交流的形式进行，皆无法进行同一工区同一任务的实时协同处理，对构造解释与储层预测造成了不便。
发明内容
为了克服现有技术存在的上述问题，本发明提供一种基于云计算的地震资料远程处理系统，该系统通过数据传输服务器组负责管理网络终端与计算节点之间数据和相关信息的传输与共享，并管理地震资料处理计算负荷。云计算服务器组根据服务需求及负载监控信息分配计算节点和存储位置，从而实现地震资料远程协同处理的应用。
本发明的目的是，提供一种基于云计算的地震资料远程处理系统，所述的系统包括：分布在不同地域的多个远程终端、数据传输服务器组、云计算服务器组以及多个远程数据存储磁盘阵列，其中，所述的远程终端，用于输入、输出采集的地震资料和进行人机交互操作；
所述的数据传输服务器组具体包括：管理服务器、负载监控服务器、数据传输服务器，
管理服务器，用于向所述的多个远程终端分配相应的权限，并将所述的权限进行存储；
负载监控服务器，用于根据所述的权限为所述的多个远程终端分配对应的专用端口、建立网络连接，并根据所述的远程终端的实时网络情况生成监控信息；
数据传输服务器，用于根据所述的权限将所述的地震资料传输至所述的远程数据存储磁盘阵列；
所述的管理服务器，还用于根据所述的地震资料以及所述的监控信息生成任务参数卡；
所述的云计算服务器组具体包括：任务分发与回收服务器、并行集群以及串行计算服务器，
所述的任务分发与回收服务器，用于存储所述的并行集群以及所述的串行计算服务器的网络地址，从所述的远程数据存储磁盘阵列获取所述的地震数据，从所述的数据传输服务器组获取任务参数卡，根据所述的地震数据、所述的任务参数卡以及所述的网络地址分别向所述的并行集群以及所述的串行计算服务器发送任务包；
所述的并行集群，由多个计算节点组成，用于对所述的任务包进行并行处理；
所述的串行计算服务器，用于对所述的任务包进行串行处理；
所述的任务分发与回收服务器，还用于将处理后的地震数据传输至所述的远程数据存储磁盘阵列；
所述的数据传输服务器，还用于根据所述的权限将所述的处理后的地震资料传输至对应的远程终端。
可选的，所述的系统还包括Web信息共享服务器。
可选的，所述的数据传输服务器组还包括：软件更新服务器，用于发布和更新所述的数据传输服务器组、所述的云计算服务器组上的软件。
可选的，所述的云计算服务器组还包括：数据同步服务器，用于将所述的并行集群、所述的串行计算服务器上的任务包进行信息同步。
本发明的有益效果在于，解决了现有技术中的方案皆无法进行同一工区同一任务的实时协同处理，对构造解释与储层预测造成了不便的问题，通过数据传输服务器组负责管理网络终端与计算节点之间数据和相关信息的传输与共享，并管理地震资料处理计算负荷。云计算服务器组根据服务需求及负载监控信息分配计算节点和存储位置，从而实现地震资料远程协同处理的应用。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式一的结构框图；
图2为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式二的结构框图；
图3为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式三的结构框图；
图4为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式四的结构框图；
图5为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统中各个服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式一的结构框图，由图1可知，所述的系统具体包括：
分布在不同地域的多个远程终端100、数据传输服务器组300、云计算服务器组400以及多个远程数据存储磁盘阵列200，上述共同组成一个基于云计算的远程地震资料协同处理网络，该网络通过数据传输服务器组负责管理网络终端与计算节点之间数据和相关信息的传输与共享，并实时监控各计算节点及磁盘阵列负荷信息，通过并行云计算服务器组分发任务并回收计算结果，从而实现地震资料远程协同处理的应用。
其中，所述的远程终端200，用于输入、输出采集的地震资料和进行人机交互操作。在具体的实施方式中，远程终端包括参与地震资料远程协同处理的授权用户所使用的终端节点，远程终端主要用于采集地震资料。
所述的数据传输服务器组300具体包括：管理服务器301、负载监控服务器302、数据传输服务器303，
管理服务器301，用于向所述的多个远程终端分配相应的权限，并将所述的权限进行存储。远程终端由经过授权并分布在不同地域的远程终端组成，远程终端的权限由管理服务器301进行管理，确保地震资料的使用安全。管理服务器存储远程终端的权限信息，本发明中远程终端的特定权限分为创建用户工区权限、读写工区目录权限、应用软件模块权限、发布软件模块权限、web发布模块参数权限、检索web内容权限。每个远程终端对应的用户账号由管理员账户分配相应的权限，用户操作受到权限限制保证数据和系统的安全。
负载监控服务器302，用于根据所述的权限为所述的多个远程终端分配对应的专用端口、建立网络连接，并根据所述的远程终端的实时网络情况生成监控信息。本发明远程终端登录目标服务器的网络连接端口由负载监控服务器进行分配，以保证远程终端与目标服务器网络连接正常。负载监控服务器特征如下：负载监控服务器读取管理服务器中的权限后，为远程终端分配专用端口保证网络连接速度，并根据远程终端的实时网络情况生成监控信息，即负责监控远程终端与登录服务器的实时网络通讯速度，如连接速度低于某一特定值后由负载监控服务器检查闲置和无效连接，当用户一定时间没有进一步操作时断开连接以保证其他用户连接顺畅。
数据传输服务器303，用于根据所述的权限将所述的地震资料传输至所述的远程数据存储磁盘阵列。本发明远程终端与目标服务器之间的数据传输经由数据传输服务器进行，数据传输服务器通过管理服务器获得权限后判断远程终端用户是否具有传输数据权限以保证数据安全。数据传输服务器特征如下：数据传输服务器负责远程终端与磁盘阵列之间的数据传输，数据传输服务器由管理服务器取得用户权限后允许有权限的用户访问磁盘阵列，保证数据安全，数据传输服务器支持ftp、rcp和TCP/IP协议。
所述的管理服务器301，还用于根据所述的地震资料以及所述的监控信息生成任务参数卡。管理服务器生成任务参数卡，用户在远程终端发送地震资料处理应用需求到管理服务器，管理服务器根据地震资料处理应用需求及负载监控信息生成任务参数卡，任务参数卡包括了用户应用需求信息、参与计算的计算机节点列表、参与存储的磁盘列表信息、以及任务优先级信息。
所述的云计算服务器组400具体包括：任务分发与回收服务器401、并行集群402以及串行计算服务器403，
所述的任务分发与回收服务器401，用于存储所述的并行集群以及所述的串行计算服务器的网络地址，从所述的远程数据存储磁盘阵列获取所述的地震数据，从所述的数据传输服务器组获取任务参数卡，根据所述的地震数据、所述的任务参数卡以及所述的网络地址分别向所述的并行集群以及所述的串行计算服务器发送任务包。任务分发和回收服务器保存有分布式网络中的高性能计算服务器和并行集群的网络地址，根据系统管理服务器发送的任务参数卡信息发送作业和回收作业。
所述的并行集群402，由多个计算节点组成，用于对所述的任务包进行并行处理。并行集群402与磁盘存储阵列由分布在网络中的空闲集群与磁盘阵列组成，由任务分发与回收服务器将任务包中的数据发送至相应的磁盘阵列并发送计算任务至集群中的各个节点，计算完成后回收数据，通过数据同步服务器完成各个集群及服务器上的数据库信息同步。
所述的串行计算服务器403，用于对所述的任务包进行串行处理。本发明远程终端登录到串行计算服务器并返回地震处理软件图形界面，远程用户可以通过图形界面实现地震资料处理过程中的数据显示、模块选择和参数调试。所登录的串行计算服务器地址由管理服务器根据负载监控信息进行分配，保证计算服务器登录用户数保持平衡。
所述的任务分发与回收服务器401，还用于将处理后的地震数据传输至所述的远程数据存储磁盘阵列；
所述的数据传输服务器300，还用于根据所述的权限将所述的处理后的地震资料传输至对应的远程终端。
图2为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式二的结构框图，由图2可知，所述的系统还包括Web信息共享服务器500。本发明的终端用户发布的软件模块由管理服务器审核用户是否有发布权限，由web信息共享服务器发布新软件模块的使用方法和参数说明。本发明利用web信息共享服务器发布和共享项目相关数据类型、流程和模块参数，可浏览检索以往项目所用流程与模块参数。本发明发布信息通过管理服务器进行用户权限审核，信息检索与发布通过数据传输服务器组协调调度远程终端与web信息共享服务器的连接。Web信息共享服务器特征如下：
Web信息共享服务器负责存储以往和现有地震资料处理任务中远程用户所遇到的问题、解决思路、选用的参数和流程及针对性处理方法的说明及图示。Web信息共享服务器通过系统管理服务器判断用户是否具有发布信息的权限。
图3为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式三的结构框图，由图3可知，所述的数据传输服务器组还包括：软件更新服务器304，用于发布和更新所述的数据传输服务器组、所述的云计算服务器组上的软件。本发明用户自行开发的软件模块利用软件更新服务器发送至参与计算的各个集群和服务器。软件更新服务器特征如下：软件更新服务器负责在整个网络中发布和更新用户软件，更新用户软件可以由软件研发人员发布也可以由具有软件发布权限的用户根据地震资料处理过程中遇到的具体问题研发针对性模块，通过软件更新服务器发布给其他远程用户进行协同处理。
图4为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统的实施方式四的结构框图，由图4可知，所述的云计算服务器组还包括：数据同步服务器404，用于将所述的并行集群、所述的串行计算服务器上的任务包进行信息同步。本发明并行集群与磁盘存储阵列由分布在网络中的空闲集群与磁盘阵列组成，由任务分发和回收服务器将数据发送至相应的磁盘阵列并发送计算任务至集群中的各个节点，计算完成后回收数据，通过数据同步服务器完成各个集群及服务器上的数据库信息同步。
图5为本发明实施例提供的一种基于云计算的地震资料远程处理系统中各个服务器的结构示意图。由图5可知，硬件设备是结构最底层，硬件的驱动程序嵌入在硬件设备层之上作为驱动层；操作系统为目前主流的Linux和Windows操作系统，建立在硬件设备驱动层之上，Linux和Windows操作系统可以支持多线程和软件进程的生成和中止及网络通讯协议等，在操作系统之上是应用模块接口层，包括图形交互接口、处理算法接口、用户发布接口、权限控制接口和数据传输接口，上述接口用于在接口层之上插入应用模块，用户可以利用上述接口发布自己的应用模块。应用模块接口层之上是应用管理层，在应用管理层中包括图形交互界面、处理算法模块、用户算法模块、作业发送与回收模块、web检索与发布模块。应用管理层的功能还包括云计算作业分发与回收、云计算远程服务器分配、软件的更新和模块之间的通讯。
下面结合具体的实施例，详细介绍本发明的一种基于云计算的地震资料远程处理系统。在具体的实现方式中，包括如下操作流程：
1.首先根据任务要求选择网络中参与此次任务的计算设备，按照云计算地震资料远程协同处理系统的连接方式进行连接组成面向任务的专用网络架构，如图1所示。
2.由管理服务器配置用户权限，用户特定权限分为创建用户工区权限、读写工区目录权限、应用软件模块权限、发布软件模块权限、web发布模块参数权限、检索web内容权限。每个用户账号由管理员账户分配相应的权限，用户操作受到权限限制保证数据和系统的安全。
3.远程终端通过数据传输服务器组将野外采集原始数据传输至远程磁盘阵列；
4.负载监控服务器读取管理服务器中的用户权限后，为远程终端分配专用端口保证网络连接速度，监控远程终端与登录服务器网络通讯速度，如连接速度低于某一特定值后由负载监控服务器检查闲置和无效连接，当用户一定时间没有进一步操作时断开连接以保证其他用户连接顺畅。
5.远程终端登录到串行计算服务器经由返回的图形界面实现地震资料处理过程中的数据显示、模块选择和参数调试。所登录的串行计算服务器地址由管理服务器根据负载监控信息进行分配，保证计算服务器登录用户数保持平衡。
6.用户通过云计算服务器组进行处理流程和参数的设置，最终由管理服务器生成任务参数卡发送到任务分发和回收服务器，任务分发和回收服务器负责根据任务参数卡信息将作业发送到指定的计算节点上，并回收作业执行结果。
7.任务实施过程中用户根据实际需求发布针对性模块至软件更新服务器，软件更新服务器负责在整个网络中发布和更新用户软件，更新用户软件可以由软件研发人员发布也可以由具有软件发布权限的用户根据地震资料处理过程中遇到的具体问题研发针对性模块，通过软件更新服务器发布给其他远程用户进行协同处理。
8.任务实施过程中用户利用web信息共享服务器发布和共享项目相关数据类型、流程和模块参数，可浏览检索以往项目所用流程与模块参数。Web信息共享服务器负责存储以往和现有地震资料处理任务中远程用户所遇到的问题、解决思路、选用的参数和流程及针对性处理方法的说明及图示。Web信息共享服务器通过用户权限服务器判断用户是否具有发布信息的权限。
综上所述，本发明的有益成果是：提供一种基于云计算的地震资料远程处理系统，解决了现有技术中的方案皆无法进行同一工区同一任务的实时协同处理，对构造解释与储层预测造成了不便的问题，该系统通过数据传输服务器组负责管理网络终端与计算节点之间数据和相关信息的传输与共享，并管理地震资料处理计算负荷。云计算服务器组根据服务需求及负载监控信息分配计算节点和存储位置，从而实现地震资料远程协同处理的应用。
本发明中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (4)
1.一种基于云计算的地震资料远程处理系统，其特征是，所述的系统包括：分布在不同地域的多个远程终端、数据传输服务器组、云计算服务器组以及多个远程数据存储磁盘阵列，
其中，所述的远程终端，用于输入、输出采集的地震资料和进行人机交互操作；
所述的数据传输服务器组具体包括：管理服务器、负载监控服务器、数据传输服务器，
管理服务器，用于向所述的多个远程终端分配相应的权限，并将所述的权限进行存储；
负载监控服务器，用于根据所述的权限为所述的多个远程终端分配对应的专用端口、建立网络连接，并根据所述的远程终端的实时网络情况生成监控信息；
数据传输服务器，用于根据所述的权限将所述的地震资料传输至所述的远程数据存储磁盘阵列；
所述的管理服务器，还用于根据所述的地震资料以及所述的监控信息生成任务参数卡；
所述的云计算服务器组具体包括：任务分发与回收服务器、并行集群以及串行计算服务器，
所述的任务分发与回收服务器，用于存储所述的并行集群以及所述的串行计算服务器的网络地址，从所述的远程数据存储磁盘阵列获取所述的地震数据，从所述的数据传输服务器组获取任务参数卡，根据所述的地震数据、所述的任务参数卡以及所述的网络地址分别向所述的并行集群以及所述的串行计算服务器发送任务包；
所述的并行集群，由多个计算节点组成，用于对所述的任务包进行并行处理；
所述的串行计算服务器，用于对所述的任务包进行串行处理；
所述的任务分发与回收服务器，还用于将处理后的地震数据传输至所述的远程数据存储磁盘阵列；
所述的数据传输服务器，还用于根据所述的权限将所述的处理后的地震资料传输至对应的远程终端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的系统还包括Web信息共享服务器。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的数据传输服务器组还包括：
软件更新服务器，用于发布和更新所述的数据传输服务器组、所述的云计算服务器组上的软件。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的云计算服务器组还包括：
数据同步服务器，用于将所述的并行集群、所述的串行计算服务器上的任务包进行信息同步。
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130109 |