Coğrafi bilgi sisteminde istemci sunucu mimarisine yönelik OGC servisleri optimizasyonu

Abstract

Bu çalışmada Open Geospatial Consortium servislerinin yoğun olarak kullanıldığı CBS mimarilerinde, görüntüleme ve sorgulama işlemlerinin etkin ve erişilebilir kullanımı için ölçeklendirilebilir OGC mimarisi önerilmiştir.Oluşturulacak mimari ile eş zamanlı kullanıcılara, OGC servislerinin ortalama cevap süresinin 2 saniye veya altında sonuçlar sunmasını amaçlanmaktadır. Bu amaçla mekansal veri formatı, veri yapısı, OGC servisi ve sunucu işleyiş mekanizmasında performans iyileştirme adımları uygulanmıştır. Verinin OGC servislerine uygun olarak oluşturulması ve sorgulanmasına yönelik pafta ızgara piramidi veri yapısı oluşturulmuştur. Oluşan bu karmaşık verinin etkin kullanımı için mekansal dörtlü anahtar vasıtası ile paftalar arasında hiyerarşi kurulmuştur. Sunulan verinin görüntülenmesi için İnternet Harita Servisi (WMS) ve İnternet Pafta Harita Servisi (WMTS) servisleri kıyaslanmış ve WFS (Web Feature Service) çıktı formatı seçimi yapılmıştır. WMTS servisinin seçimi ile sunucuda tekrarlanan işlemlerin asgari düzeye indirgenmesi için önbellek sunucusu kullanılmış ve otomatik paftalama ile önbellekme oranında %50 oranında iyileşme sağlanmıştır. Ortaya çıkan 3 katmanlı istemci, sunucu ve önbellek sunucusunun ölçeklendirilebilmesi için yük dengeleme, otomatik ölçeklendirme ve uçtan uca iletişim bileşenleri kullanılmış ve önerilen mimari oluşturulmuştur. Yapılan ölçümler sonucunda önerilen mimarinin, sorguların %92'sine hedeflenen 2 saniye altında cevap verdiği ve 24 saat süren yük testlerinde %100 erişilebilir olduğu tespit edilmiştir.

In this study, a client server architecture of Open Geospatial Consortium (OGC) service was proposed for heavy traffic networks in order to provide efficient network usage and high availability concerns. With the proposed architecture, it was aimed to achieve an average response time of less than 2 seconds. For this purpose, performance improvements were made in spatial data format, data structure, OGC service and server mechanism. Grid tile pyramid data structure was implemented for the usage of the data in accordance with OGC services. With usage of spatial quad key, a hierarchy was established between tiles for efficient use of this complex data. WMS (Web Map Service) and WMTS (Web Map Tile Service) services were compared for displaying the desired data and efficient WFS (Web Feature Service) output format were selected. The tile cache server was used to minimize repetitive operations on the server with the selection of WMTS service and 50% improvement in cache ratio with automatic seeding. Load balancing and auto-scaling components were implemented on 3-tier architecure to gain scalability. As a result of the measurements, the proposed architecture responded to 92% of the queries in less than 2 seconds and was 100% accessible in 24-hour stress test.