李 勇 段 毅

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云平臺下地震監(jiān)測臺網(wǎng)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用方案研究1

李 勇 段 毅

（云南省地震局，昆明 650224）

針對數(shù)字化地震臺網(wǎng)JOPENS軟件系統(tǒng)的技術(shù)特點及功能需求，在對當(dāng)前各種主流云計算平臺進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上，基于較為合適的阿里云計算平臺，提出了在云環(huán)境下部署JOPENS系統(tǒng)的應(yīng)用方案。測試結(jié)果表明JOPENS系統(tǒng)部署在云環(huán)境下能夠提升測震臺網(wǎng)中心運行的穩(wěn)定性及可擴(kuò)展性，并節(jié)約運行維護(hù)成本。該研究對于當(dāng)前三網(wǎng)融合新形勢下云南省地震臺網(wǎng)的建設(shè)及運行工作具有借鑒意義。

云計算 JOPENS 地震數(shù)據(jù)

引言

地震監(jiān)測領(lǐng)域作為地球物理學(xué)研究及防震減災(zāi)工作的基礎(chǔ)，是一個典型的數(shù)據(jù)產(chǎn)出領(lǐng)域。地震監(jiān)測領(lǐng)域經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，目前產(chǎn)出的數(shù)據(jù)主要包括測震、強(qiáng)震、地磁、地電、形變、流體、重力等十余種類別?，F(xiàn)有的全部地震監(jiān)測手段，都基于客戶端/服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計，由臺站端儀器設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及數(shù)字化后，通過地震行業(yè)信息網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、衛(wèi)星等多種方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至臺網(wǎng)中心服務(wù)器端并由臺網(wǎng)中心服務(wù)器進(jìn)行后期數(shù)據(jù)處理。

隨著我國地震監(jiān)測事業(yè)的發(fā)展，經(jīng)過國家“十五”至“十三五”期間的大力投入，先后建成并即將興建一大批不同類型的地震監(jiān)測臺站及監(jiān)測點。隨著臺站密度的不斷提高，各種地震監(jiān)測手段所產(chǎn)出的數(shù)據(jù)量也隨之出現(xiàn)爆發(fā)式增長。原有的基于客戶端/服務(wù)器架構(gòu)設(shè)計的數(shù)據(jù)傳輸及處理能力已經(jīng)明顯跟不上地震監(jiān)測產(chǎn)出數(shù)據(jù)量的增長。特別是當(dāng)前云南省的地震臺網(wǎng)建設(shè)面臨三網(wǎng)融合的新形勢，為了進(jìn)一步實現(xiàn)資源優(yōu)化及整合，測震、強(qiáng)震、預(yù)警3個當(dāng)前獨立運行的地震臺網(wǎng)未來將合并為一個大測震臺網(wǎng)運行，臺站數(shù)量將達(dá)到近兩千個，這對整個臺網(wǎng)的運算及數(shù)據(jù)吞吐能力提出了更高的要求。

大數(shù)據(jù)和云計算作為新一代信息技術(shù)，已成為未來信息技術(shù)發(fā)展的推動力和方向之一。美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院（NIST）對于云計算的定義是：一種按使用量進(jìn)行付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，使用可配置的計算資源共享池，共享池的資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用軟件、服務(wù)等。只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互，就可以將這些資源通過云計算平臺快速提供給客戶（郭燕等，2015）。

根據(jù)地震監(jiān)測領(lǐng)域的特點，研究如何將大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)應(yīng)用于地震監(jiān)測技術(shù)，使之能為地震預(yù)報及震害防御工作提供更快更好的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，成為未來一段時間云南數(shù)字地震臺網(wǎng)中心的科技創(chuàng)新點之一。

地震監(jiān)測數(shù)據(jù)是地球科學(xué)，特別是固體地球科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（張晁軍等，2015），是地震監(jiān)測領(lǐng)域最重要的數(shù)據(jù)產(chǎn)出成果之一，測震臺網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理等一系列方法及流程在各種地震監(jiān)測手段中也具有十分典型的代表性。因此本文選取了當(dāng)前測震臺網(wǎng)中應(yīng)用廣泛且最具代表性的JOPENS流服務(wù)系統(tǒng)，研究并探索JOPENS系統(tǒng)在典型云環(huán)境下的應(yīng)用方案。

1 JOPENS系統(tǒng)主要技術(shù)特點

數(shù)字地震臺網(wǎng)中心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)JOPENS（以下簡稱JOPENS系統(tǒng)），由廣東省地震局根據(jù)“‘十五’中國數(shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)項目”測震軟件CZ-01包的相關(guān)任務(wù)研發(fā)。目前JOPENS系統(tǒng)已經(jīng)成功應(yīng)用于全國大部分省級地震臺網(wǎng)中心以及部分地市級地震臺網(wǎng)中心和部分水庫地震監(jiān)測臺網(wǎng)中心（吳永權(quán)等，2010）。

云南測震臺網(wǎng)中心當(dāng)前主要使用JOPENS 4.3及JOPENS 5.2系統(tǒng)，預(yù)計JOPENS 6.0系統(tǒng)也將逐步開始應(yīng)用。在未來相當(dāng)長一段時間內(nèi)將并行使用多個不同版本JOPENS系統(tǒng)，因此必須根據(jù)該系統(tǒng)的技術(shù)特點，選擇兼容性強(qiáng)的云計算平臺，使其能夠兼容各個不同版本的JOPENS系統(tǒng)并穩(wěn)定運行。

JOPENS系統(tǒng)按照較為流行的基于中間件技術(shù)的多層分布式系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計，其主要技術(shù)特點包括以下幾方面：

（1）基于J2EE開發(fā)及運行。J2EE是Java編程語言的一個分支，相比傳統(tǒng)的Java程序，J2EE主要增加了Enterprise Java Beans（EJB）、Java Database Connectivity（JDBC）、Java Naming and Directory Interface（JNDI）、Remote Method Invocation（RMI）、Java Messaging Service（JMS）、Extensible Markup Language（XML）等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范。JOPENS完全按照J(rèn)2EE規(guī)范開發(fā)，因此要求云計算平臺能夠提供對J2EE標(biāo)準(zhǔn)的良好支持。

（2）基于Linux系統(tǒng)?！笆濉敝袊鴶?shù)字地震觀測網(wǎng)絡(luò)項目完成以來，JOPENS系統(tǒng)開始在各省級臺網(wǎng)中心進(jìn)行正式應(yīng)用。截至目前，服務(wù)器端共發(fā)布了3個版本，版本號為JOPENS 4.3、JOPENS 5.2和JOPENS 6.0，其中JOPENS 4.3和JOPENS 5.2可以運行在Suse Linux及FreeBSD操作系統(tǒng)上，而從2017年逐步開始應(yīng)用的JOPENS 6.0則只能運行在FreeBSD操作系統(tǒng)上，因此要求所選用的云平臺支持FreeBSD及Suse Linux的系統(tǒng)鏡像。

（3）模塊化設(shè)計。JOPENS系統(tǒng)主要完成地震數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)匯集和存儲、人機(jī)交互分析、地震報告和目錄產(chǎn)出等地震監(jiān)測臺網(wǎng)功能，并實現(xiàn)各級測震臺網(wǎng)間的數(shù)據(jù)共享與交換。按照功能相近、技術(shù)相近的原則，結(jié)合分布式系統(tǒng)架構(gòu)及分布式云計算的技術(shù)特點，可以將JOPENS的主要功能劃分為數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)顯示、消息交換、系統(tǒng)管理5大功能模塊，如圖1所示。

圖1 JOPENS系統(tǒng)的功能模塊劃分

（4）網(wǎng)絡(luò)私有化。專有網(wǎng)絡(luò)（Virtual Private Cloud），是指基于云平臺構(gòu)建的一個隔離的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，用戶可以自定義IP地址范圍、網(wǎng)段、路由表和網(wǎng)關(guān)等。當(dāng)前國內(nèi)外主要的云計算平臺服務(wù)商主要面向社會公眾提供因特網(wǎng)服務(wù)，而地震數(shù)據(jù)監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)由于數(shù)據(jù)保密等要求，當(dāng)前主要運行在地震行業(yè)信息網(wǎng)內(nèi)，與因特網(wǎng)為物理隔離狀態(tài)。云環(huán)境下的JOPENS系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)及處理結(jié)果需要最終與地震行業(yè)信息網(wǎng)進(jìn)行匯集，才能滿足日常地震監(jiān)測工作的需要。使用運營商提供的公有云資源有數(shù)據(jù)泄露的隱患（高寧等，2015）。為了滿足數(shù)據(jù)保密的需求，防止泄密情況發(fā)生，有的云計算平臺提供了用戶自定義私有網(wǎng)絡(luò)功能，實現(xiàn)同因特網(wǎng)之間的二層邏輯隔離。用戶可以管理和配置自己的專有網(wǎng)絡(luò)，包括選擇自有IP地址范圍、劃分網(wǎng)段、配置路由表和網(wǎng)關(guān)等。用戶可以按照相應(yīng)的規(guī)劃在目標(biāo)地域和可用區(qū)創(chuàng)建指定網(wǎng)段的專有網(wǎng)絡(luò)與交換機(jī)，然后通過在創(chuàng)建云產(chǎn)品實例時指定某個已創(chuàng)建的交換機(jī)把資源部署在相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)位置，并通過ECS安全組、RDS訪問白名單等方式進(jìn)行訪問控制，保證JOPENS系統(tǒng)的安全性及訪問完全可控性。通過專線/VPN/GRE等連接方式實現(xiàn)VPC與地震臺網(wǎng)中心的互聯(lián)，構(gòu)建安全的混合云業(yè)務(wù)。

完全滿足以上幾個技術(shù)特征，才能保證JOPENS系統(tǒng)的安全可靠運行，即所依賴的云計算平臺必須完全支持以上幾個技術(shù)特征，才能進(jìn)行JOPENS系統(tǒng)的部署及應(yīng)用。

2 JOPENS系統(tǒng)在云環(huán)境下的應(yīng)用

云計算是分布式計算、并行計算、網(wǎng)格計算、多核計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等傳統(tǒng)計算機(jī)技術(shù)發(fā)展到一定階段，和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合而成的產(chǎn)物。其目的在于通過互聯(lián)網(wǎng)把無數(shù)個計算節(jié)點整合成一個具有強(qiáng)大計算能力的“巨型機(jī)”系統(tǒng)，并借助IaaS（Infrastructure as a Service，基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)）、PaaS（Platform as a Service，平臺服務(wù)）、SaaS（Software as a Service，軟件服務(wù)）等業(yè)務(wù)模式，把強(qiáng)大的計算及存儲能力提供給終端用戶（蔡寅等，2016）。

JOPENS基于J2EE的跨平臺特征及基于中間件技術(shù)的模塊化設(shè)計，使得其能夠很好地利用云平臺分布式計算、網(wǎng)絡(luò)存儲、虛擬化、負(fù)載均衡等優(yōu)點。相比現(xiàn)有的客戶端/服務(wù)器運行模式，將JOPENS系統(tǒng)運行于云環(huán)境下主要具有以下優(yōu)點：

（1）計算能力強(qiáng)大。云計算平臺一般有著超大的規(guī)模，各個行業(yè)的私有云一般是從數(shù)十臺服務(wù)器起步，直到數(shù)百臺、上千臺。如Amazon、谷歌、微軟、IBM等公司的云平臺至少擁有數(shù)萬臺服務(wù)器并且可以無限制擴(kuò)充，由無數(shù)服務(wù)器組建的云平臺能夠提供強(qiáng)大的計算能力。理論上隨著地震監(jiān)測臺站的數(shù)量及產(chǎn)出數(shù)據(jù)量的持續(xù)增加，云平臺可以為臺網(wǎng)中心提供無限多的計算能力，使地震監(jiān)測臺網(wǎng)的規(guī)模不再受臺網(wǎng)中心服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)性能制約。

（2）可用性高。云平臺普遍采用了數(shù)據(jù)冗余和分布式存儲等技術(shù)來保證服務(wù)和數(shù)據(jù)的可靠性，計算節(jié)點同構(gòu)可互換等措施保證了云平臺的可靠性。任何節(jié)點發(fā)生物理故障，平臺會自動檢測失效節(jié)點，并將失效節(jié)點排除，不會影響整個系統(tǒng)的正常運行。有效避免了以往臺網(wǎng)中心某臺服務(wù)器出現(xiàn)故障而導(dǎo)致整個系統(tǒng)停止運行的狀況。云平臺的高可用性對地震監(jiān)測這種對數(shù)據(jù)連續(xù)率要求極高的領(lǐng)域具有重要的意義。

（3）性價比高。云平臺是一個龐大的資源池，按需使用。節(jié)點規(guī)模可以動態(tài)伸縮，使用戶可以隨時隨地根據(jù)應(yīng)用的需求，動態(tài)地增減所需資源，可以滿足特定時期、特定應(yīng)用及用戶規(guī)模變化的需要。作為JOPENS用戶端的地震臺網(wǎng)中心，僅需關(guān)注程序、系統(tǒng)運行及應(yīng)用的狀況，而無須像以往一樣承擔(dān)高昂的數(shù)據(jù)中心建設(shè)及管理成本，使地震科研人員能夠真正集中精力專注于數(shù)據(jù)的產(chǎn)出及使用，而無須關(guān)注硬件的運行狀況。

2.1 當(dāng)前國內(nèi)各主流云環(huán)境優(yōu)缺點比較

為了滿足測震臺網(wǎng)JOPENS系統(tǒng)的技術(shù)需求，根據(jù)對JOPENS系統(tǒng)功能模塊的劃分及技術(shù)要求，我們對當(dāng)前國內(nèi)外主流的7家云計算服務(wù)商進(jìn)行了比較，各云計算服務(wù)商對JOPENS系統(tǒng)的技術(shù)特征支持情況如表1所示。

表1 各服務(wù)商對JOPENS技術(shù)指標(biāo)支持情況

從表1可看出，當(dāng)前國內(nèi)外各主要的云計算服務(wù)商提供的云平臺對JOPENS早期版本系統(tǒng)部署所需的功能都提供了較好的支持，理論上均可用于部署及運行JOPENS系統(tǒng)。但其中百度、華為和盛大的云計算服務(wù)由于不支持當(dāng)前省級臺網(wǎng)中心中使用較多的freeBSD操作系統(tǒng)導(dǎo)致無法運行JOPENS 6.0系統(tǒng)。亞馬遜的服務(wù)器主要在境外，無法提供和國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)運營商的高速專用連接通道。因此阿里、騰訊和微軟的云計算平臺是部署及應(yīng)用JOPENS系統(tǒng)的較好選擇。

為了檢驗JOPENS系統(tǒng)在云計算環(huán)境下的實際應(yīng)用效果，我們選用了阿里云服務(wù)器平臺來進(jìn)行實際應(yīng)用及測試。

2.2 JOPENS系統(tǒng)在阿里云平臺的應(yīng)用方案

阿里云計算平臺采用彈性云的結(jié)構(gòu)及設(shè)計，所提供的云計算服務(wù)產(chǎn)品十分豐富，包括彈性計算、數(shù)據(jù)庫、存儲與CDN、云通信、管理與監(jiān)控、云盾、移動服務(wù)等數(shù)十個類別的云計算服務(wù)，產(chǎn)品體系完備，基本覆蓋了常規(guī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的各個方面。

按照云計算按需使用、按需付費的模式，為了滿足JOPENS系統(tǒng)的正常運行，僅需要購買部分云計算產(chǎn)品即可實現(xiàn)JOPENS系統(tǒng)在云平臺上的部署及應(yīng)用，并可在以后隨實際應(yīng)用的需要進(jìn)行逐步擴(kuò)充。JOPENS系統(tǒng)在阿里云平臺上的應(yīng)用方案如圖2所示，其中包含以下4種分布式產(chǎn)品：

（1）云服務(wù)器ECS。云服務(wù)器（Elastic Compute Service，簡稱ECS）是一種簡單高效、處理能力可彈性伸縮的計算服務(wù)，云服務(wù)器主要用于部署JOPENS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換、消息交換、系統(tǒng)管理模塊，在實際應(yīng)用中共采用了4臺虛擬的云服務(wù)器，其中流服務(wù)器1主要用于傳輸區(qū)域固定臺站的數(shù)據(jù)，流服務(wù)器2主要用于接收水庫臺站的數(shù)據(jù)，JBOSS服務(wù)器用于所有虛擬服務(wù)器間的消息交換及狀態(tài)監(jiān)控，RTS服務(wù)器用于實時檢測地震事件，實現(xiàn)自動觸發(fā)及報警功能。ECS云服務(wù)器是一種虛擬化的服務(wù)器，其配置也可在創(chuàng)建服務(wù)器時自由指定并按使用量付費，例如其中JBOSS和RTS服務(wù)器因無需與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，僅監(jiān)控內(nèi)部流服務(wù)器的狀態(tài)，即可不選購對外的網(wǎng)絡(luò)帶寬，真正實現(xiàn)了云計算平臺按使用付費的優(yōu)點。各臺虛擬服務(wù)器所使用的配置如表2所示。

（2）云數(shù)據(jù)庫Memcache版。云數(shù)據(jù)庫主要用于部署JOPENS系統(tǒng)的Mysql數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫需要與Memcache配合，主要用于存儲地震編目數(shù)據(jù)、臺站及臺網(wǎng)各類參數(shù)等。

（3）文件存儲服務(wù)。云文件存儲（Network Attached Storage，簡稱NAS）是支持標(biāo)準(zhǔn)文件訪問協(xié)議的分布式文件系統(tǒng)，具備無限容量及性能擴(kuò)展，主要用于部署AWS服務(wù)，存放Mini-seed格式的連續(xù)地震數(shù)據(jù)文件，用戶可以根據(jù)需要隨時擴(kuò)展或減少存儲空間的大小。實際應(yīng)用中我們配置了500GB的SSD存儲。

（4）專有網(wǎng)絡(luò)VPC。VPC接口主要用于云計算平臺與臺站端、臺網(wǎng)中心端及授權(quán)用戶的連接。阿里的專有網(wǎng)絡(luò)支持用戶自定義整個專有網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜虸P地址，通過VPC接口的設(shè)置，可以實現(xiàn)云平臺與地震行業(yè)信息網(wǎng)的連接，同時也支持訪問列表控制，僅允許通過認(rèn)證的用戶及數(shù)據(jù)采集設(shè)備接入云平臺，其他用戶無法訪問或進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

表2 云服務(wù)器ECS所選用配置

圖2 基于阿里云的JOPENS系統(tǒng)應(yīng)用方案

服務(wù)器端在云環(huán)境下部署完成之后，用戶主要通過JOPENS系統(tǒng)中的MSDP、IPPLOT、Monitor這3個模塊來完成實時波形及臺站監(jiān)控、觸發(fā)報警、地震分析速報及波形歸檔等日常工作。3個模塊均采用xml文件進(jìn)行系統(tǒng)配置，用戶只需在相應(yīng)的xml配置文件中，將服務(wù)器IP修改為云端服務(wù)器的公網(wǎng)接口地址或VPC網(wǎng)絡(luò)接口地址，客戶端模塊即可與云端服務(wù)器進(jìn)行通訊，實現(xiàn)地震臺網(wǎng)的各種日常功能。

3 測試應(yīng)用結(jié)果及改進(jìn)

完成JOPENS系統(tǒng)在阿里云平臺上的部署及配置后，我們選取了57個水庫地震監(jiān)測臺及10個區(qū)域固定臺站的數(shù)據(jù)分別接入云平臺流服務(wù)器，并進(jìn)行了為期12個月的連續(xù)記錄運行，對測震臺網(wǎng)日常各項主要工作進(jìn)行了測試，主要包括實時波形監(jiān)控、地震觸發(fā)報警、地震分析處理（含編目）、波形歸檔及數(shù)據(jù)產(chǎn)出4大功能。

測試期間所有云服務(wù)器工作正常，地震分析、地震編目、數(shù)據(jù)產(chǎn)出等地震監(jiān)測臺網(wǎng)中心各項工作均能正常完成。12個月共產(chǎn)出地震監(jiān)測數(shù)據(jù)72GB。為期12個月的試運行共花費計算費及網(wǎng)絡(luò)使用費共計5.6萬元。測試期間系統(tǒng)記錄到的最大地震為2017年3月27日云南漾濞5.1級地震。

通過比較測試發(fā)現(xiàn)，JOPENS系統(tǒng)部署在云端之后，最大的優(yōu)勢是數(shù)據(jù)庫存取及計算速度快，云端服務(wù)器的Mysql數(shù)據(jù)庫及AWS波形庫全部采用了SSD存儲設(shè)備，支持高并發(fā)應(yīng)用訪問，能夠極大地縮短波形處理的時間。以2017年3月27日云南漾濞5.1級地震為例，震后在現(xiàn)有服務(wù)器上進(jìn)行57個臺的震源機(jī)制解計算，波形處理及計算共耗時8分32秒，而將程序部署在云端，通過自己編寫的AWS多線程數(shù)據(jù)歸檔及處理腳本，完成同樣57個臺的波形導(dǎo)出歸檔并轉(zhuǎn)換為SAC文件，僅耗時10秒，完成震源機(jī)制解計算，僅用時2分15秒，如圖3所示。

在現(xiàn)有JOPENS運行框架下，MSDP客戶端與云端的網(wǎng)絡(luò)連接速度成為制約云計算在地震行業(yè)應(yīng)用的主要瓶頸。以云南省地震局為例，全局公網(wǎng)出口帶寬僅10Mbps，且為全局共用，與云計算平臺建立連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾瘦^低，在具體工作中則表現(xiàn)為使用MSDP打開波形和數(shù)據(jù)歸檔較慢，以2017年3月27日云南漾濞5.1級地震分析為例，在用MSDP客戶端讀取本地30分鐘地震波形僅需5秒，而同樣用MSDP客戶端讀取云端30分鐘的地震波形則耗時1分15秒。

產(chǎn)生該問題的原因主要是JOPENS系統(tǒng)為經(jīng)典的客戶端/服務(wù)器架構(gòu)，所有數(shù)據(jù)均存儲在服務(wù)器端，客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)處理均需要先從服務(wù)器端將波形數(shù)據(jù)下載至本地，完成分析處理之后再將處理結(jié)果返回至服務(wù)器，這一過程中對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理的所有計算，如地震定位等仍然是通過客戶端計算機(jī)來完成的，服務(wù)器端僅負(fù)責(zé)存儲處理結(jié)果。在云環(huán)境下，當(dāng)數(shù)據(jù)量很大時，受網(wǎng)速限制，從服務(wù)器端將實時波形數(shù)據(jù)下載至本地客戶端需要耗費較多時間，同時地震定位等計算仍然在本地客戶端完成，并沒有使用到云服務(wù)器強(qiáng)大的計算能力。這就要求后續(xù)在云環(huán)境下對JOPENS系統(tǒng)現(xiàn)有架構(gòu)做出調(diào)整，盡可能在服務(wù)器端完成涉及讀取波形及數(shù)據(jù)計算的環(huán)節(jié)，這樣既可以避開本地客戶端與云服務(wù)器端網(wǎng)絡(luò)連接的瓶頸，又可以充分利用云端強(qiáng)大的計算能力，真正發(fā)揮云環(huán)境的優(yōu)勢。

在現(xiàn)有條件下，因暫時無法對JOPENS系統(tǒng)做出修改，為了提高大震期間的數(shù)據(jù)分析處理速度，我們對方案進(jìn)行了改進(jìn)，將MSDP客戶端及震源機(jī)制解計算程序也放到云端運行，在云環(huán)境下增加一個或多個虛擬客戶端，本地機(jī)房通過VNC或Windows遠(yuǎn)程桌面與虛擬客戶端進(jìn)行連接，通過控制運行在云端的MSDP客戶端軟件進(jìn)行地震分析、波形歸檔、震源機(jī)制解計算等，這樣客戶端與服務(wù)器端均在同一個云端專有網(wǎng)絡(luò)中運行，可以大大提高現(xiàn)有程序的運行效率。

4 結(jié)論

實際應(yīng)用結(jié)果表明，通過選擇合適的服務(wù)器軟硬件及網(wǎng)絡(luò)配置，現(xiàn)有的地震監(jiān)測系統(tǒng)軟件JOPENS能夠在云計算平臺上正常運行，運行狀態(tài)穩(wěn)定，易于擴(kuò)展，可充分利用云計算平臺按需使用、按量付費的使用模式，能夠節(jié)約系統(tǒng)資源，極大降低用戶的硬件采購及維護(hù)成本，并使地震科技工作者能夠?qū)Ｗ⒂诘卣饠?shù)據(jù)的獲取及使用，而無須花費大量精力來維護(hù)硬件系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。這一模式在各種地震監(jiān)測數(shù)據(jù)產(chǎn)出領(lǐng)域都具有推廣和借鑒的意義，是未來地震臺網(wǎng)中心發(fā)展的方向之一。

云計算平臺可無限擴(kuò)充計算能力及網(wǎng)絡(luò)帶寬，理論上能夠支持無窮多的地震監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸及產(chǎn)出。但是由于地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的使用者仍然在云平臺之外，而地震監(jiān)測數(shù)據(jù)的產(chǎn)出量極大，因此目前數(shù)據(jù)用戶與云計算平臺間的連接速度就成為制約云計算在地震行業(yè)應(yīng)用的主要瓶頸。在現(xiàn)階段可以通過將客戶端應(yīng)用程序也部署在云端運行來提高數(shù)據(jù)分析處理速度。在當(dāng)前三網(wǎng)融合的新形勢下，面對未來包含上千臺站的地震監(jiān)測臺網(wǎng)，則要求程序開發(fā)者轉(zhuǎn)變思維，將客戶端中涉及波形讀取、數(shù)據(jù)計算及數(shù)據(jù)庫存取的環(huán)節(jié)盡可能放在服務(wù)器端完成，客戶端僅負(fù)責(zé)計算結(jié)果的展示及管理，方能最大限度發(fā)揮云環(huán)境的優(yōu)勢，使之在地震監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮更大的作用。

圖3 通過云服務(wù)器計算的漾濞5.1級地震震源機(jī)制解

蔡寅，李紅，趙銀剛，2016．基于私有云計算技術(shù)的強(qiáng)震預(yù)警系統(tǒng)應(yīng)用研究．計算機(jī)應(yīng)用與軟件，33（5）：1—3，27．

郭燕，陳思穎，石硯斌，2015．基于可信云服務(wù)的地震信息共享平臺設(shè)計．防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報，17（3）：78—83．

高寧，葉放，張曉普等，2015．基于云計算的地震背景噪聲數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)．2015中國地球科學(xué)聯(lián)合學(xué)術(shù)年會論文集，22：18—20．

吳永權(quán)，黃文輝，2010．?dāng)?shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件JOPENS的架構(gòu)設(shè)計與實現(xiàn)．地震地磁觀測與研究，31（6）：59—63．

張晁軍，陳會忠，李衛(wèi)東等，2015．大數(shù)據(jù)時代對地震監(jiān)測預(yù)報問題的思考．地球物理學(xué)進(jìn)展，30（4）：1561—1568．

Application of Seismic Network System under the Cloud Platform

Li Yong and Duan Yi

(Yunnan Earthquake Agency, Kunming 650224, China)

After a comparison of 7 popular cloud platforms, we chose the Ali Cloud computing platform, which can fully meet the technical requirement of JOPENS (Seismic Network System). In this paper we proposed that the JOPENS system is developed under the Ali cloud computing platform. The result of evaluation indicates that the JOPENS system works smoothlyy in the Cloud environment, which can also reduce the purchasing and maintenance cost for the hardware of the seismic network center. Our study is important for the integration of three seismic networks of Yunnan Province.

Cloud computing；JOPENS；Seismic data

李勇，段毅，2018．云平臺下地震監(jiān)測臺網(wǎng)軟件系統(tǒng)的應(yīng)用方案研究．震災(zāi)防御技術(shù)，13（1）：245—253．

10.11899/zzfy20180123

云南省地震局傳幫帶項目（201409）資助

2017-03-13

李勇，男，生于1980年。碩士，工程師。主要從事地震數(shù)據(jù)處理及地震監(jiān)測技術(shù)研究。E-mail：yneq@qq.com