專利名稱：大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了方便網(wǎng)上用戶輕松完成遠程打印任務(wù)，于是有了網(wǎng)絡(luò)打印。凡用戶能利用網(wǎng)絡(luò)進行共享打印的方式，都可叫網(wǎng)絡(luò)打印，網(wǎng)絡(luò)打印按其技術(shù)特點可分為以下三類第一類原始共享的連接方式。打印機通過普通并行接口，或串行接口連接在網(wǎng)絡(luò)上的一臺工作站、客戶機或服務(wù)器上。連接打印機的工作站或服務(wù)器將所連接的打印機設(shè)置成共享設(shè)備，供網(wǎng)絡(luò)上的其他計算機使用。
第二類也是通過先把打印機和一臺計算機或者工作臺相連接，與原始共享連接方式不同的是，連接打印機的計算機通常安裝了 NPMS (網(wǎng)絡(luò)打印管理系統(tǒng))，專門用作打印服務(wù)器，可以對打印機、打印任務(wù)等進行一定的管理。這種連接方式在邏輯上可以將打印服務(wù)器和打印機看成一個整體，即作為一個連接在網(wǎng)絡(luò)上的獨立設(shè)備。第三類網(wǎng)絡(luò)直接連接方式(亦稱為使用專用打印服務(wù)器方式，采用專用打印服務(wù)器，又稱為獨立打印服務(wù)器，是一種使打印機和局域網(wǎng)直接聯(lián)通的電子裝置，而不是一臺微機，分為內(nèi)置式和外置式兩種?，F(xiàn)在在地質(zhì)勘探領(lǐng)域，對于收集到的地震數(shù)據(jù)大小都是以G甚至以T為單位來衡量的。這些數(shù)據(jù)的處理都是在一個集群系統(tǒng)中，由很多計算機節(jié)點分別并行處理的。在這種環(huán)境中每臺計算機對地震數(shù)據(jù)的頻繁的打印要求不得不依賴于網(wǎng)絡(luò)打印。本發(fā)明涉及的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)是運用在處理大量地震數(shù)據(jù)的企業(yè)中，該企業(yè)在一個局域網(wǎng)中部署了很多計算機和服務(wù)器，而且這些計算機完成的任務(wù)相對單一，故組成了一個私有云環(huán)境。私有云是企業(yè)或組織機構(gòu)根據(jù)自身評估構(gòu)建和使用的內(nèi)部數(shù)據(jù)中心專用云環(huán)境。通常構(gòu)建在企業(yè)內(nèi)部防火墻之內(nèi)，不對外開放，企業(yè)IT人員能夠?qū)ζ鋽?shù)據(jù)、安全性、服務(wù)質(zhì)量進行有效控制。鑒于公有云信任和遺留等方面的不足，私有云受到許多大中型企業(yè)的青睞。目前已建設(shè)成功的私有云案例如采用IBM Blue Cloud技術(shù)的中化云計算中心和采用Cisco UCS技術(shù)的Tutor Perini云計算中心。第一種共享的方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印不能滿足特殊的管理需求，功能單一，不能完成對打印作業(yè)的合理分配和實時的監(jiān)控，也沒有具體的打印日志記錄。針對非網(wǎng)絡(luò)打印機實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印，那么只能選擇第二種方式實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)打印，對于現(xiàn)有的redhat版本的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)有很成熟的CUPSm (Common Unix Printing System, UNIX通用打印系統(tǒng))。是一個類Unix操作系統(tǒng)的組合式印刷系統(tǒng)，允許一臺電腦作為打印服務(wù)器。CUPS接受一個客戶端的電腦進程，并送到相應(yīng)的打印機。但是該打印機加上CUPS系統(tǒng)也不能完全滿足打印管理需求，一是打印的參數(shù)配置相對復(fù)雜，需要對CUPS進行深入的解剖和相應(yīng)的復(fù)雜編程實現(xiàn)，二是已有的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)雖然可以完成打印，但是在處理大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)的私有云環(huán)境中，完全沒有利用到私有云帶來的高效性和易管理性的特點，最后是沒有專門針對處理大數(shù)據(jù)量地震數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，所以只有另外設(shè)計出符合該打印環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)。為便于理解本發(fā)明，在此先介紹與本發(fā)明相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)如下網(wǎng)絡(luò)打印與共享打印最大的不同是它具有管理性，易用性和高可靠性，其中最核心的是可管理性。在一個大企業(yè)打印工作中，員工分散在各個辦公地點，對打印機所處的狀態(tài)并不清楚，也許打印機暫時不能工作，硒鼓或打印紙用盡，而員工卻渾然不知，依然浪費時間進行不可能的打印。對打印機設(shè)置更改只能通過所在服務(wù)器才可以完成，這樣的打印系統(tǒng)根本無法提供網(wǎng)絡(luò)打印的可管理性。因此，就需要通過某一個軟件來實現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)打印管理軟件(Network Printing Management Software,簡稱NPMS)應(yīng)運而生，它也是網(wǎng)絡(luò)打印的核心之一，像一個神經(jīng)系統(tǒng)支配著網(wǎng)絡(luò)打印的運行。第一代的BSD Lro打印系統(tǒng)，BSD打印系統(tǒng)核心的功能僅限于隊列任務(wù)。它由一個后臺程序(Ipd)及一些位于/etc目錄下的配置文件組成，在這些配置文件中有著隊列和屬性的一些定義。在相應(yīng)的目錄下，還有一系列基本的用于提交、刪除和處理任務(wù)使用的命令(lpd、lprm、lpc)。 第二個使用較廣、較有影響力的基于BSD的打印系統(tǒng)是LPRngte](LPR NextGeneration),它保留了 printcap文件的格式,但是它還引入了一些新的屬性以使配置過程更加靈活。過濾器定義可以被獨立出來，并且還可以定義真正的I/O過濾器。用戶也可以通過在本地機主目錄下編寫printcap文件來定義自己的隊列。第三個是CUPS軟件為Unix/Linux用戶提供了以有效而可靠的方式來管理打印的方法。它生來就支持IPP (因特網(wǎng)打印協(xié)議)，IPP協(xié)議的四個主要目的是1、幫助用戶尋找網(wǎng)絡(luò)上可用的打印機。2、傳送打印作業(yè)。3、傳送打印機狀態(tài)信息。4、取消打印作業(yè)。并有LPD> SMB (服務(wù)器消息塊,例如與Microsoft Windows連接的打印機)和JetDirect接口。網(wǎng)絡(luò)打印管理需要提供的服務(wù)有管理者可對不同的使用者權(quán)限和使用量進行管理；需要實現(xiàn)諸如對局域網(wǎng)中的打印機提供全方位的監(jiān)控、管理和計費，記錄所有用戶的打印活動，有保存打印內(nèi)容的功能；提供多種條件的查詢，在多臺打印機下，管理者可以很清楚地知道每臺打印機的使用情形，有效地控制管理打印流量；提供豐富的報表，從費用成本、打印機負荷等方面全面分析打印資源；組級管理，按照網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的特性進行分組管理，組級管理的摹本單元就是設(shè)備組，所謂的設(shè)備組可以由打印機、掃描儀、網(wǎng)絡(luò)存儲或其它網(wǎng)絡(luò)共享設(shè)備組成。在云計算環(huán)境下，云處理計算平臺以底層服務(wù)的方式向用戶提供服務(wù)。針對大數(shù)據(jù)量的地震數(shù)據(jù)處理，參考云計算架構(gòu)，結(jié)合私有云環(huán)境的特點，現(xiàn)有的適應(yīng)私有云環(huán)境的作業(yè)處理集群系統(tǒng)架構(gòu)一般從上到下分為客戶端層、平臺層和架構(gòu)層。最上層為客戶端客戶端采用基于圖形用戶界面的友好用戶模式，用戶可通過用戶界面創(chuàng)建、提交作業(yè)，同時也可以監(jiān)控作業(yè)運行狀態(tài)和查看作業(yè)日志文件。中間層為平臺層主要提供服務(wù)部署、計算節(jié)點資源管理；作業(yè)隊列管理、作業(yè)調(diào)度機制、作業(yè)執(zhí)行控制引擎；統(tǒng)一的進程間通信機制、作業(yè)容錯機制；業(yè)務(wù)模塊開發(fā)工具
坐寸ο最底層為基礎(chǔ)架構(gòu)層主要提供軟硬件資源虛擬化、高速以太網(wǎng)等。私有云的數(shù)據(jù)存儲管理技術(shù)云計算的特點是對分布的、海量的數(shù)據(jù)存儲、讀取后進行大量的處理、分析，向用戶提供高效的服務(wù)，云計算的特點要求云數(shù)據(jù)管理技術(shù)必須能夠高效地管理大數(shù)據(jù)集。鑒于云計算中數(shù)據(jù)的讀操作頻率遠遠大于數(shù)據(jù)的更新頻率特性，云數(shù)據(jù)管理通常采用數(shù)據(jù)庫領(lǐng)域中的列存儲的數(shù)據(jù)管理模式，將表按列進行劃分后存儲?，F(xiàn)行的云數(shù)據(jù)管理技術(shù)最著名的是Google提出的BigTable技術(shù)。但是私有云由于用戶數(shù)量比較少，處理的任務(wù)也單一，沒有必要使用一個大型的分布式管理數(shù)據(jù)庫對用戶和文件進行細分和管理。所以在私有云環(huán)境中管理一個能夠存儲相關(guān)基本信息的數(shù)據(jù)庫就可以了。私有云作業(yè)執(zhí)行控制系統(tǒng)它運行在計算節(jié)點上，主要負責(zé)作業(yè)執(zhí)行程序的啟動、作業(yè)執(zhí)行程序的控制執(zhí)行。同時在執(zhí)行任務(wù)的過程中實時的保持把信息反饋給服務(wù)器、客戶機或者是數(shù)據(jù)庫中。私有云服務(wù)調(diào)度系統(tǒng)主要是解析作業(yè)的相關(guān)信息，獲得作業(yè)的服務(wù)類型，根據(jù)類型查看能夠提供該服務(wù)的私有云環(huán)境中空閑的節(jié)點，使用一定的調(diào)度算法為作業(yè)分配合理的節(jié)點，然后發(fā)送作業(yè)給相關(guān)節(jié)點，并且發(fā)送啟動運行命令給節(jié)點。最后要根據(jù)作業(yè)運行的各個邏輯流程完成各個模塊的協(xié)調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供了一種大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，在現(xiàn)有的企業(yè)內(nèi)部的處理大規(guī)模地震數(shù)據(jù)的私有云環(huán)境下，搭建網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，能夠根據(jù)地震數(shù)據(jù)組織方式和用戶選擇，分剖面生成可被打印機直接打印的數(shù)據(jù)文件；能夠?qū)崿F(xiàn)打印中停止打印，重新打印等實時交互功能；能夠?qū)崿F(xiàn)客戶對打印中作業(yè)信息、日志信息查看和管理的功能；能夠利用消息中間件實現(xiàn)打印進程間通信的功能；能夠在私有云環(huán)境中傳輸打印數(shù)據(jù)文件達到IOM每秒的速度；能夠?qū)Υ蛴∽鳂I(yè)隊列進行優(yōu)先級等管理；能夠?qū)崟r查看打印機狀態(tài)和實現(xiàn)智能調(diào)度打印任務(wù)的功能；能夠提供線程池技術(shù)，解決并行處理客戶打印作業(yè)的請求，提高打印效率的問題；能夠提供數(shù)據(jù)庫存儲作業(yè)信息和其他相關(guān)信息，并可以查看管理的功能。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫和分別與數(shù)據(jù)庫進行通信的打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點，所述數(shù)據(jù)庫用于存儲與打印相關(guān)的信息，包括打印作業(yè)信息，打印日志信息，打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息；打印客戶端節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的生成和對打印作業(yè)的監(jiān)控管理打印作業(yè)的生成是指生成能被打印機識別并打印的光柵文件；對打印作業(yè)的監(jiān)控管理包括打印作業(yè)管理和作業(yè)相關(guān)信息管理，其中打印作業(yè)管理包括暫停正在打印的作業(yè)、繼續(xù)打印已經(jīng)暫停打印的作業(yè)、停止需要打印的作業(yè)、重新打印已經(jīng)停止打印的作業(yè)、取消并刪除打印作業(yè)、啟動并打印作業(yè)；作業(yè)相關(guān)信息管理包括查看和修改打印作業(yè)信息、查看和修改打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息、刪除沒有必要或者陳舊的打印日志信息、導(dǎo)出打印相關(guān)信息以在關(guān)鍵的打印事件中備案；打印服務(wù)器節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的解析和調(diào)度在打印服務(wù)器節(jié)點運行著打印作業(yè) 服務(wù)器和打印作業(yè)調(diào)度器，其中打印作業(yè)服務(wù)器在收到客戶端發(fā)送的作業(yè)請求服務(wù)后，為該作業(yè)分配一個作業(yè)ID號，將該作業(yè)加入到作業(yè)管理隊列中，然后對打印請求進行解析，在解析到打印作業(yè)的各項參數(shù)之后就向打印作業(yè)調(diào)度器發(fā)送調(diào)度請求；打印作業(yè)調(diào)度器負責(zé)查看數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)登記的具有打印功能的打印節(jié)點并反饋給打印作業(yè)服務(wù)器；打印作業(yè)服務(wù)器根據(jù)打印作業(yè)調(diào)度器反饋的信息向打印客戶端節(jié)點反饋，同時向數(shù)據(jù)庫更新打印的狀態(tài)信息；在打印期間，打印作業(yè)服務(wù)器還通過中間的控制功能轉(zhuǎn)發(fā)打印客戶端節(jié)點到打印節(jié)點之間的打印管理命令；打印作業(yè)服務(wù)器還負責(zé)管理打印節(jié)點的節(jié)點隊列；打印節(jié)點執(zhí)行打印打印節(jié)點的守護進程接收來自打印客戶端節(jié)點的打印作業(yè)運行請求消息的時候，解析該請求并做好打印準(zhǔn)備；然后啟動作業(yè)的接收線程對打印數(shù)據(jù)文件進行接收；接收完成之后，根據(jù)解析出的打印參數(shù)設(shè)置好打印機，然后開始打印作業(yè)；同時向打印作業(yè)服務(wù)器反饋打印情況，以供打印作業(yè)服務(wù)器向打印客戶端節(jié)點的及時反饋和向數(shù)據(jù)庫進行更新；其次隨著打印進度的進行，通過心跳包發(fā)送和檢查點文件記錄打印狀態(tài)確保打印的正常進行以及出錯處理；最后等待執(zhí)行與打印客戶端節(jié)點的打印管理命令交互；打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點、打印節(jié)點和數(shù)據(jù)庫之間的通信在打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點上都運行著守護進程，用于底層通信支持、消息創(chuàng)建和解 析及啟動打印作業(yè)執(zhí)行；打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點、打印節(jié)點和數(shù)據(jù)庫之間的通信都是通過底層完成的。所述打印作業(yè)信息存儲了作業(yè)的基本屬性，包括上傳打印作業(yè)的用戶、打印作業(yè)所選擇的打印機、分別在哪些節(jié)點運行打印；所述打印日志信息記錄了作業(yè)在執(zhí)行打印的整個流程中發(fā)生的事情，包括何時開始打印，在整個打印過程中是否選擇了暫停、停止打印命令，何時結(jié)束打印或者打印失敗及失敗原因；所述打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息是通過打印節(jié)點向服務(wù)器節(jié)點登記的時候記錄下來的信息，包括與每個打印節(jié)點連接的各臺打印機的名稱和狀態(tài)。所述光柵文件的生成機制是指以剖面為單位對三維體數(shù)據(jù)進行劃分，根據(jù)地震數(shù)據(jù)組織的特點獲取其剖面號，按剖面號順序重新組成子作業(yè)，然后分別對每一子作業(yè)進行光柵文件的生成。為了實現(xiàn)打印作業(yè)對于優(yōu)先級不同的需求，還可使用具有不同元素的數(shù)組來對應(yīng)不同的優(yōu)先級，數(shù)組中每個元素作為相應(yīng)優(yōu)先級鏈表的鏈表頭。打印作業(yè)服務(wù)器對節(jié)點隊列的管理方式如下采用心跳包探測的方式進行打印節(jié)點的有效性檢測，當(dāng)作業(yè)正常運行的時候，通過心跳包獲取打印節(jié)點的狀態(tài)信息直至打印任務(wù)成功完成；當(dāng)打印節(jié)點出現(xiàn)異常，將該節(jié)點上正在運行的作業(yè)狀態(tài)更改為未完成，同時啟動二次調(diào)度打印作業(yè)服務(wù)器通知打印作業(yè)調(diào)度器，打印作業(yè)調(diào)度器獲取新的可用節(jié)點作為打印節(jié)點，并向新的打印節(jié)點發(fā)送打印請求；打印節(jié)點通過對檢查點文件的解析獲得打印任務(wù)進行打印，同時保持與打印作業(yè)服務(wù)器的心跳包聯(lián)系直至打印成功。所述打印作業(yè)服務(wù)器使用線程池模型當(dāng)收到客戶端某用戶請求消息的時候，啟動線程池管理類，如果有空閑線程則分配一個線程給該用戶，以處理該用戶的請求；如果沒有空閑線程且超過了已經(jīng)創(chuàng)建的線程，則擴大線程池線程的數(shù)量，以供更多用戶請求的響應(yīng)；當(dāng)線程池空閑線程長期過多則啟動銷毀線程功能，讓線程數(shù)量恢復(fù)到與用戶需求相一致的數(shù)量。。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是充分利用了私有云的環(huán)境，使網(wǎng)絡(luò)打印更快捷、高效、易管理。具體表現(xiàn)如下(I)利用私有云中央服務(wù)節(jié)點處理打印任務(wù)，用戶只需要提交打印作業(yè)，服務(wù)器節(jié)點的調(diào)度器通過對打印機狀態(tài)信息的獲取，找到空閑或者是打印隊列少的打印機作為目標(biāo)打印機，可以使得網(wǎng)絡(luò)打印任務(wù)能夠及時被打印機響應(yīng)，使得打印變得方便快捷，同時能夠達到各打印節(jié)點負載均衡的效果。(2)在服務(wù)器節(jié)點使用線程池技術(shù)，可以快速響應(yīng)不同客戶的打印請求，同時能夠把打印任務(wù)分配給多個打印機處理，實現(xiàn)了并行處理，使得打印變得高效。(3)利用私有云的通信和進程間消息傳遞技術(shù)，能夠方便打印節(jié)點獲得、解析和執(zhí)行打印請求指令和能夠在私有云環(huán)境中快 速地傳送大數(shù)據(jù)量的地震數(shù)據(jù)文件，這也體現(xiàn)出高效性。(4)利用數(shù)據(jù)庫技術(shù)，能夠方便對打印作業(yè)的信息日志管理，也方便服務(wù)器對各個打印節(jié)點的實時監(jiān)控以及發(fā)出正確的調(diào)度指令，同時客戶機對作業(yè)的打印管理命令通過服務(wù)器解析后轉(zhuǎn)發(fā)到打印機可以同時操作一個批次的作業(yè)，由此體現(xiàn)了打印任務(wù)的易管理性。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖I為本發(fā)明的系統(tǒng)框架示意圖；圖2為本發(fā)明的數(shù)據(jù)庫搜索流程圖；圖3為作業(yè)正常運行時的調(diào)度策略示意圖；圖4為二次調(diào)度策略示意圖；圖5為線程池工作流程不意圖；圖6為大文件傳送流程示意圖。
具體實施例方式一種大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，如圖I所示包括數(shù)據(jù)庫和分別與數(shù)據(jù)庫進行通信的打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點。在私有云的環(huán)境中，任何一個有打印任務(wù)的節(jié)點均稱為打印客戶端節(jié)點；打印服務(wù)器節(jié)點是指運行著并行打印控制進程的私有云服務(wù)器節(jié)點，包括打印作業(yè)服務(wù)器和打印作業(yè)調(diào)度器；打印節(jié)點是指連接有打印機的節(jié)點，每個打印節(jié)點上可以同時連接有多臺打印機。所涉及內(nèi)容詳細介紹如下一、數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)庫提供存儲打印相關(guān)信息，包括打印作業(yè)信息，打印日志信息，打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息。三種信息支撐了數(shù)據(jù)庫中的三種表。打印作業(yè)信息存儲了作業(yè)的基本屬性，包括上傳打印作業(yè)的用戶，作業(yè)打印所選擇的打印機，分別在哪些節(jié)點運行打印等。打印日志信息記錄了作業(yè)在執(zhí)行打印的整個流程中發(fā)生的事情，包括什么時候開始打印，在整個打印過程中是否選擇了暫停、停止等打印命令，什么時候結(jié)束打印或者是打印失敗及其原因等。打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息是通過打印節(jié)點向服務(wù)器登記的時候記錄下來的。打印節(jié)點需要向服務(wù)器節(jié)點登記自己有哪些打印機，打印機的名稱和狀態(tài)。這樣才能方便服務(wù)器節(jié)點正確選擇和分配任務(wù)給能夠打印的打印節(jié)點。該類信息保存在數(shù)據(jù)庫中是方便客戶查詢并作出相應(yīng)的作業(yè)管理，所以數(shù)據(jù)庫會提供查詢的功能。對于作業(yè)信息的查詢功能包括四個關(guān)鍵字創(chuàng)建時間、所屬用戶、作業(yè)名稱和所分配的打印機名。時間和后面的三個關(guān)鍵字可以形成復(fù)用形式，后面三個關(guān)鍵字只能選擇其一，這樣方便客戶更準(zhǔn)確的進行查詢。數(shù)據(jù)庫搜索流程圖如圖2所示依次判斷每個關(guān)鍵字是否被選擇后做好標(biāo)志，最后送入數(shù)據(jù)庫的查詢語言進行處理，最后把得到的結(jié)果反饋給查詢者。二、打印客戶端節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的生成和對打印作業(yè)的監(jiān)控管理首先創(chuàng)建可以被打印機直接處理的數(shù)據(jù)文件；然后開始請求打印，向打印作業(yè)服務(wù)器提交打印請求；然后根據(jù)打印作業(yè)服務(wù)器反饋的打印節(jié)點信息發(fā)送打印數(shù)據(jù)文件到目的打印節(jié)點進行打印；最后向數(shù)據(jù)庫中登記包括作業(yè)名稱、創(chuàng)建時間、用戶等信息；同時對打印作業(yè)進行監(jiān)控管理。打印客戶端節(jié)點提供打印作業(yè)的生成和監(jiān)控管理功能，主要為用戶提供直觀、易 操作、友好的打印作業(yè)生成界面，以及提供在打印過程中對打印作業(yè)的狀態(tài)信息的查看功能和對打印任務(wù)的管理功能。在私有云環(huán)境中，主要是處理大數(shù)據(jù)量的地震數(shù)據(jù)，一般數(shù)據(jù)量都達到了 G級別，也會常常遇到T級別的大數(shù)據(jù)。要實現(xiàn)這么大數(shù)據(jù)的打印工作，首先就是要實現(xiàn)打印作業(yè)的生成，生成可以直接被打印機識別并打印的光柵文件(以O(shè)和I區(qū)分的黑白位圖)。對于光柵文件的生成還有一個作業(yè)生成機制。地震數(shù)據(jù)的組織方式是以道號存儲的，而且分為二維和三維數(shù)據(jù)，對于比較大的三維體數(shù)據(jù)的打印，會自動征得客戶的意見進行分剖面打印，即會以剖面為單位進行劃分，根據(jù)地震數(shù)據(jù)組織的特點獲取其剖面號，按順序重新組成子作業(yè)，然后分別進行光柵文件的生成。文件生成之后就會發(fā)送打印請求消息給打印作業(yè)服務(wù)器。光柵文件的作業(yè)生成機制所起的作用是為了使一份作業(yè)能夠同時在多臺打印機上面并行地打印，提高打印的效率。打印的紙質(zhì)成果圖也可以輕松的通過作業(yè)編號重新組織成原圖。在企業(yè)的日常管理中，管理員可以從任何一臺網(wǎng)內(nèi)的計算機上遠程管理打印服務(wù)器、打印機、打印作業(yè)文檔和其它相關(guān)信息。網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)的主要監(jiān)控管理任務(wù)包括打印作業(yè)管理和作業(yè)相關(guān)信息管理兩方面，其中打印作業(yè)管理包括暫停正在打印的作業(yè)、繼續(xù)打印已經(jīng)暫停打印的作業(yè)、停止需要打印的作業(yè)(使該作業(yè)狀態(tài)為等待打印)、重新打印已經(jīng)停止打印的作業(yè)、取消并刪除打印作業(yè)、啟動并打印作業(yè)。作業(yè)相關(guān)信息管理包括查看和修改打印作業(yè)信息、查看和修改打印節(jié)點及打印機信息、刪除沒有必要或者陳舊的打印日志信息、導(dǎo)出打印相關(guān)信息以在關(guān)鍵的打印事件中備案。這些監(jiān)控管理都是基于消息通信模塊和數(shù)據(jù)庫模塊完成的。打印作業(yè)的管理是通過發(fā)送命令消息到打印作業(yè)服務(wù)器，打印作業(yè)服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)給打印節(jié)點，打印節(jié)點解析之后控制打印機完成的。作業(yè)相關(guān)信息的管理是通過直接訪問數(shù)據(jù)庫，形式是查看相關(guān)信息并對數(shù)據(jù)庫里的該信息進行查看、刪除等操作。三、打印服務(wù)器節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的解析和調(diào)度在打印服務(wù)器節(jié)點運行著打印作業(yè)服務(wù)器和打印作業(yè)調(diào)度器，其工作流程是打印作業(yè)服務(wù)器接收打印客戶端節(jié)點發(fā)出的打印請求信息，對打印請求進行解析，解析到打印作業(yè)的各項參數(shù)之后就向打印作業(yè)調(diào)度器發(fā)送調(diào)度請求；打印作業(yè)調(diào)度器負責(zé)查看數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)登記的具有打印功能的打印節(jié)點并反饋給打印作業(yè)服務(wù)器，打印作業(yè)服務(wù)器根據(jù)打印作業(yè)調(diào)度器反饋的信息向打印客戶端節(jié)點反饋，同時向數(shù)據(jù)庫更新打印的狀態(tài)信息；在打印期間，打印作業(yè)服務(wù)器還通過中間的控制功能轉(zhuǎn)發(fā)打印客戶端節(jié)點到打印節(jié)點之間的打印管理命令，以實現(xiàn)打印客戶端節(jié)點對打印作業(yè)的管理(包括停止打印、重新打印、取消打印等)。打印作業(yè)服務(wù)器在收到客戶端發(fā)送的作業(yè)請求服務(wù)后，為該作業(yè)分配一個作業(yè)ID號，將該作業(yè)加入到作業(yè)管理隊列中，為了實現(xiàn)對于優(yōu)先級不同的需求，還可使用具有不同元素的數(shù)組來對應(yīng)不同的優(yōu)先級。數(shù)組中每個元素作為相應(yīng)優(yōu)先級鏈表的鏈表頭。然后解析作業(yè)需要執(zhí)行的任務(wù)，如果是啟動打印任務(wù)就把解析到的相應(yīng)參數(shù)發(fā)送給打印作業(yè)調(diào)度器處理，同時記錄作業(yè)的相關(guān)屬性信息到作業(yè)寫入數(shù)據(jù)庫，如作業(yè)ID號、作業(yè)文件名、提交用戶、提交時間等。
打印作業(yè)調(diào)度器獲取命令之后，會查看私有云環(huán)境中空閑可用的打印機，如果打印機都在忙，則優(yōu)化選擇打印作業(yè)隊列較少的打印機，反饋給服務(wù)器。獲取打印機狀態(tài)信息是從數(shù)據(jù)庫中讀取，該信息是打印節(jié)點對打印機狀態(tài)向數(shù)據(jù)庫的實時登記。對于一個三維體數(shù)據(jù)抽其中多個剖面打印的問題和批量打印多份地震數(shù)據(jù)的問題，打印作業(yè)調(diào)度器會通過服務(wù)器向客戶征求打印策略，此時可以調(diào)用多臺打印機同時打印該作業(yè)。打印作業(yè)調(diào)度器選擇好了打印機之后就向服務(wù)器反饋，服務(wù)器通知打印客戶機，打印客戶機就向連結(jié)有打印機的打印節(jié)點發(fā)送打印命令和打印的地震數(shù)據(jù)文件。打印作業(yè)服務(wù)器除了管理作業(yè)的作業(yè)隊列外，還要管理打印節(jié)點的節(jié)點隊列，節(jié)點隊列記錄了當(dāng)前系統(tǒng)中的所有可用節(jié)點列表以及當(dāng)前各節(jié)點狀態(tài)。打印作業(yè)服務(wù)器對打印節(jié)點的有效性檢測采用心跳包探測的方式，當(dāng)探測到節(jié)點故障時，將該節(jié)點上正在運行的作業(yè)狀態(tài)更改為未完成，打印作業(yè)服務(wù)器通知打印作業(yè)調(diào)度器，打印作業(yè)調(diào)度器采用二次調(diào)度的方式調(diào)度到其他正常打印節(jié)點，然后根據(jù)作業(yè)檢查點文件繼續(xù)運行。檢查點文件作用是記錄打印節(jié)點中打印機打印的作業(yè)內(nèi)容，進度和狀態(tài)，以方便另外的打印機重新打印該作業(yè)并設(shè)置對應(yīng)的參數(shù)。作業(yè)正常運行和二次調(diào)度策略分別如圖3、圖4所示。作業(yè)正常運行的時候，通過心跳包獲取打印節(jié)點的狀態(tài)信息直至打印任務(wù)成功完成。如果發(fā)現(xiàn)打印節(jié)點出現(xiàn)異常，則啟動二次調(diào)度。打印作業(yè)調(diào)度器獲取新的可用節(jié)點作為打印節(jié)點，并發(fā)送打印請求。打印節(jié)點通過對檢查點文件的解析獲得打印任務(wù)內(nèi)容進行打印。同時保持與打印作業(yè)服務(wù)器的心跳包聯(lián)系直至打印成功。實現(xiàn)的調(diào)度算法有FCFS (First Come First Serviced,先到先服務(wù))、PriorityScheduling (優(yōu)先級算法)、SJF (Shortest Job First,短作業(yè)優(yōu)先)，HRN (HighestResponse_ration Next,最高響應(yīng)比優(yōu)先)等,在這里我們選擇了優(yōu)先級算法作為第一調(diào)度策略，先到先服務(wù)作為第二調(diào)度策略。為了快速響應(yīng)來自不同客戶端的消息請求，消息響應(yīng)子模塊采用了線程池模型來滿足這一需求。線程池的規(guī)模是動態(tài)變化的。在打印作業(yè)服務(wù)器使用線程池模型，能夠快速響應(yīng)來自客戶端的消息請求，尤其是當(dāng)任務(wù)處理時間較短時，能夠節(jié)約線程新建銷毀的時間，提高了效率。通過對線程池大小的動態(tài)控制，有助于系統(tǒng)資源的利用。當(dāng)一段時間內(nèi)，來自客戶端的服務(wù)請求較多時，則擴大線程池的規(guī)模，增加線程的數(shù)目。當(dāng)來自客戶端的請求較少時，則縮小規(guī)模，減少線程數(shù)目。線程池工作流程如圖5所示當(dāng)收到客戶端請求消息的時候，啟動線程池管理類，如果有空閑線程則分配一個線程給該用戶處理該用戶的請求。如果沒有空閑線程且超過了已經(jīng)創(chuàng)建的線程，就會擴大線程池線程的數(shù)量，以供更多用戶請求的響應(yīng)。當(dāng)線程池空閑線程長期過多就會啟動銷毀線程功能，讓線程數(shù)量恢復(fù)到一個合理的數(shù)量。有了線程池的幫助，與客戶機和打印機的交互過程變得十分的高效和流暢。客戶端對打印作業(yè)的操作通過消息命令傳送給服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)在數(shù)據(jù)庫中獲取該作業(yè)被執(zhí)行打印的打印節(jié)點，然后轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的指令給打印機。之所以要轉(zhuǎn)發(fā)是因為通過打印作業(yè)調(diào)度器分配了多個打印機給某一個作業(yè)或某一批次作業(yè)?？蛻艨梢酝瑫r操作某個作業(yè)或某批次作業(yè)，達到了私有云環(huán)境中對作業(yè)管理的需求。其次打印節(jié)點對作業(yè)的狀態(tài)一方面直接向數(shù)據(jù)庫登記，另一方面反饋給服務(wù)器，服務(wù)器分析以后以客戶機提交的作業(yè)或者查詢的作業(yè)為單位向客戶機反饋作業(yè)的運行情況。這樣也屏蔽了客戶機對單個作業(yè)或者子作業(yè)的瑣碎的操作流程，也體現(xiàn)了私有云環(huán)境的優(yōu)越性。四、打印節(jié)點執(zhí)行打印打印節(jié)點的守護進程接收來自打印客戶端節(jié)點的打印作 業(yè)運行請求消息的時候，解析該請求并做好打印準(zhǔn)備；然后啟動作業(yè)的接收線程對打印數(shù)據(jù)文件進行接收；接收完成之后，根據(jù)解析出的打印參數(shù)設(shè)置好打印機，然后開始打印作業(yè)；同時向打印作業(yè)服務(wù)器反饋打印情況，以供打印作業(yè)服務(wù)器向打印客戶端節(jié)點的及時反饋和向數(shù)據(jù)庫進行更新；其次隨著打印進度的進行，通過心跳包發(fā)送和檢查點文件記錄打印狀態(tài)確保打印的正常進行以及出錯處理。最后就是等待執(zhí)行與打印客戶端節(jié)點的打印管理命令交互。五、打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點、打印節(jié)點和數(shù)據(jù)庫之間的通信在打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點上都運行著守護進程，用于底層通信支持、消息創(chuàng)建和解析及啟動打印作業(yè)執(zhí)行。打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點之間的通信都是通過底層完成的處理大規(guī)模地震數(shù)據(jù)的私有云環(huán)境下，通信平臺面臨兩項主要任務(wù)一是提供方便快捷的進程間的通信方式，二是提供具有良好效率的數(shù)據(jù)傳輸接口。基于消息中間件的通信技術(shù)能夠良好地實現(xiàn)系統(tǒng)各部件之間的解耦合，將通信的細節(jié)最大限度地對上層的使用者隱藏。在整個私有云環(huán)境中，進程間的通信都是以消息的形式通知執(zhí)行者的，所以消息生成和解析的機制顯得十分的重要。面向消息的中間件系統(tǒng)其核心組件是消息隊列機制，根據(jù)不同的目的地址劃分為不同的消息隊列。對JMS (Java消息服務(wù)，是Java Message Service的簡稱)的框架進行整合和精簡,使用點對點的消息來完成。消息結(jié)構(gòu)包含了發(fā)送方和接收方必要的消息結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，消息包括消息頭，消息屬性和消息體。消息體包含了接收方需要完成打印的任務(wù)參數(shù)。消息通信的流程如下I.消息發(fā)送方先創(chuàng)建消息，然后發(fā)送給底層通信平臺。2.底層通信是一個守護進程，它在每一個節(jié)點都是運行的，它維護消息隊列，不同的目的節(jié)點對應(yīng)不同的隊列，通信都是在底層通信平臺間進行的。3.接收方從自己的底層通信平臺中獲取消息，解析得到消息相關(guān)參數(shù)。然后送達到上層打印應(yīng)用程序中，完成相應(yīng)的操作。
由于處理大規(guī)模地震數(shù)據(jù)的私有云環(huán)境下的中心機房往往采用刀片式服務(wù)器作為系統(tǒng)硬件，計算節(jié)點和計算節(jié)點之間是通過高速的以太網(wǎng)進行互聯(lián)。因此其網(wǎng)絡(luò)環(huán)境質(zhì)量比較高，使用TCP/IP傳輸協(xié)議進行傳輸時，數(shù)據(jù)的誤碼率可以降低到一個很低的水平。傳輸數(shù)據(jù)命令需要和消息通信機制相結(jié)合。數(shù)據(jù)傳輸和消息傳輸?shù)恼峡梢詷?gòu)建一個完整的私有云通信系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^消息機制來降低系統(tǒng)的復(fù)雜度和開發(fā)成本，降低各個計算部件之間的耦合度，同時通過數(shù)據(jù)傳輸部分可以大大提高各個組件之間的交互能力，使得并發(fā)處理性能達到最優(yōu)。由于私有云環(huán)境中的通信需求相對簡單，所以采用的是TCP實現(xiàn)P2P的大文件傳輸。大文件傳送流程如圖6所示1、發(fā)送方想要傳送文件時首先發(fā)送請求消息給接收方，接收方打開接收端口然后回饋端口號給發(fā)送方；2、發(fā)送方啟動發(fā)送，發(fā)送成功后刪除本 地生成的光柵文件以節(jié)約空間；3、接收方接收，并且處理一些傳送中的異常；4、接收完成后斷開連接就實現(xiàn)了整個文件的傳送功能。
權(quán)利要求
1.一種大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫和分別與數(shù)據(jù)庫進行通信的打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點，其特征在于所述數(shù)據(jù)庫用于存儲與打印相關(guān)的信息，包括打印作業(yè)信息，打印日志信息，打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息； 打印客戶端節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的生成和對打印作業(yè)的監(jiān)控管理打印作業(yè)的生成是指生成能被打印機識別并打印的光柵文件；對打印作業(yè)的監(jiān)控管理包括打印作業(yè)管理和作業(yè)相關(guān)信息管理，其中打印作業(yè)管理包括暫停正在打印的作業(yè)、繼續(xù)打印已經(jīng)暫停打印的作業(yè)、停止需要打印的作業(yè)、重新打印已經(jīng)停止打印的作業(yè)、取消并刪除打印作業(yè)、啟動并打印作業(yè)；作業(yè)相關(guān)信息管理包括查看和修改打印作業(yè)信息、查看和修改打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息、刪除沒有必要或者陳舊的打印日志信息、導(dǎo)出打印相關(guān)信息以在關(guān)鍵的打印事件中備案； 打印服務(wù)器節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的解析和調(diào)度在打印服務(wù)器節(jié)點運行著打印作業(yè)服務(wù)器和打印作業(yè)調(diào)度器，其中打印作業(yè)服務(wù)器在收到客戶端發(fā)送的作業(yè)請求服務(wù)后，為該作業(yè)分配一個作業(yè)ID號，將該作業(yè)加入到作業(yè)管理隊列中，然后對打印請求進行解析，在解析到打印作業(yè)的各項參數(shù)之后就向打印作業(yè)調(diào)度器發(fā)送調(diào)度請求；打印作業(yè)調(diào)度器負責(zé)查看數(shù)據(jù)庫中已經(jīng)登記的具有打印功能的打印節(jié)點并反饋給打印作業(yè)服務(wù)器；打印作業(yè)服務(wù)器根據(jù)打印作業(yè)調(diào)度器反饋的信息向打印客戶端節(jié)點反饋，同時向數(shù)據(jù)庫更新打印的狀態(tài)信息；在打印期間，打印作業(yè)服務(wù)器還通過中間的控制功能轉(zhuǎn)發(fā)打印客戶端節(jié)點到打印節(jié)點之間的打印管理命令；打印作業(yè)服務(wù)器還負責(zé)管理打印節(jié)點的節(jié)點隊列； 打印節(jié)點執(zhí)行打印打印節(jié)點的守護進程接收來自打印客戶端節(jié)點的打印作業(yè)運行請求消息的時候，解析該請求并做好打印準(zhǔn)備；然后啟動作業(yè)的接收線程對打印數(shù)據(jù)文件進行接收；接收完成之后，根據(jù)解析出的打印參數(shù)設(shè)置好打印機，然后開始打印作業(yè)；同時向打印作業(yè)服務(wù)器反饋打印情況，以供打印作業(yè)服務(wù)器向打印客戶端節(jié)點的及時反饋和向數(shù)據(jù)庫進行更新；其次隨著打印進度的進行，通過心跳包發(fā)送和檢查點文件記錄打印狀態(tài)確保打印的正常進行以及出錯處理；最后等待執(zhí)行與打印客戶端節(jié)點的打印管理命令交互； 打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點、打印節(jié)點和數(shù)據(jù)庫之間的通信在打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點上都運行著守護進程，用于底層通信支持、消息創(chuàng)建和解析及啟動打印作業(yè)執(zhí)行；打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點、打印節(jié)點和數(shù)據(jù)庫之間的通信都是通過底層完成的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，其特征在于所述打印作業(yè)信息存儲了作業(yè)的基本屬性，包括上傳打印作業(yè)的用戶、打印作業(yè)所選擇的打印機、分別在哪些節(jié)點運行打??；所述打印日志信息記錄了作業(yè)在執(zhí)行打印的整個流程中發(fā)生的事情，包括何時開始打印，在整個打印過程中是否選擇了暫停、停止打印命令，何時結(jié)束打印或者打印失敗及失敗原因；所述打印節(jié)點及其打印機的相關(guān)信息是通過打印節(jié)點向服務(wù)器節(jié)點登記的時候記錄下來的信息，包括與每個打印節(jié)點連接的各臺打印機的名稱和狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，其特征在于所述光柵文件的生成機制是指以剖面為單位對三維體數(shù)據(jù)進行劃分，根據(jù)地震數(shù)據(jù)組織的特點獲取其剖面號，按剖面號順序重新組成子作業(yè)，然后分別對每一子作業(yè)進行光柵文件的生成。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，其特征在于為了實現(xiàn)打印作業(yè)對于優(yōu)先級不同的需求，還可使用具有不同元素的數(shù)組來對應(yīng)不同的優(yōu)先級，數(shù)組中每個元素作為相應(yīng)優(yōu)先級鏈表的鏈表頭。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，其特征在于打印作業(yè)服務(wù)器對節(jié)點隊列的管理方式如下采用心跳包探測的方式進行打印節(jié)點的有效性檢測，當(dāng)作業(yè)正常運行的時候，通過心跳包獲取打印節(jié)點的狀態(tài)信息直至打印任務(wù)成功完成；當(dāng)打印節(jié)點出現(xiàn)異常，將該節(jié)點上正在運行的作業(yè)狀態(tài)更改為未完成，同時啟動二次調(diào)度打印作業(yè)服務(wù)器通知打印作業(yè)調(diào)度器，打印作業(yè)調(diào)度器獲取新的可用節(jié)點作為打印節(jié)點，并向新的打印節(jié)點發(fā)送打印請求；打印節(jié)點通過對檢查點文件的解析獲得打印任務(wù)進行打印，同時保持與打印作業(yè)服務(wù)器的心跳包聯(lián)系直至打印成功。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，其特征在于所述打印作業(yè)服務(wù)器使用線程池模型當(dāng)收到客戶端某用戶請求消息的時候，啟動線程池管理類，如果有空閑線程則分配一個線程給該用戶，以處理該用戶的請求；如果沒有空閑線程且超過了已經(jīng)創(chuàng)建的線程，則擴大線程池線程的數(shù)量，以供更多用戶請求的響應(yīng)；當(dāng)線程池空閑線程長期過多則啟動銷毀線程功能，讓線程數(shù)量恢復(fù)到與用戶需求相一致的數(shù)量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大規(guī)模地震數(shù)據(jù)處理私有云環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)打印系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)庫和分別與數(shù)據(jù)庫進行通信的打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點，所述數(shù)據(jù)庫用于存儲與打印相關(guān)的信息；打印客戶端節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的生成和對打印作業(yè)的監(jiān)控管理；打印服務(wù)器節(jié)點實現(xiàn)打印作業(yè)的解析和調(diào)度；打印節(jié)點執(zhí)行打?。辉诖蛴】蛻舳斯?jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點和打印節(jié)點上都運行著守護進程，用于底層通信支持、消息創(chuàng)建和解析及啟動打印作業(yè)執(zhí)行；打印客戶端節(jié)點、打印服務(wù)器節(jié)點、打印節(jié)點和數(shù)據(jù)庫之間的通信都是通過底層完成的。本發(fā)明的積極效果是充分利用了私有云的環(huán)境，使網(wǎng)絡(luò)打印更快捷、高效、易管理。
文檔編號G06F3/12GK102830946SQ20121027702
公開日2012年12月19日 申請日期2012年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月6日
發(fā)明者姚興苗, 蔣昌禮, 胡光岷 申請人:電子科技大學(xué)