地理信息系统功能的数据处理与存储管理

Posted 2023-05-03

参考技术A

对数据的存储管理是建立地理信息系统数据库的关键步骤，涉及对空间数据和属性数据的组织。 GIS中的数据分为栅格数据（X、Y）和矢量数据（经、纬度）两大类，如何在计算机中有效存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析功能。在地理数据组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与属性数据融合为一体。
大多数GIS中采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分成若干层（如道路层、水系层、公共设施层等），整张地图是所有层叠加的结果。在与用户的交互过程中只处理涉及的层，而不是整幅地图，因而能够对用户的要求做出快速反应。
GIS的主要功能之一是管理大量的专业地图，按专题分类将各部门所需的地图合理地组织为空间数据库。几十乃至上百张图按地图网格拼装为一个图层，而每张图层上包括的对象在取舍上有严格的分类标准。按专业含义由粗到细划分为层次状专题分类，每一图层上的空间对象归属于某一专题类，因此常称为专题图层。这些图层与各行业的更为专业的图层相叠置（透明叠放在一起），并进行空间关系分析，可以得出有用的决策信息。
数据库技术是数据存储和管理的支撑技术。在GIS中，数据库具有数据量大、空间数据和属性数据联系紧密，以及空间数据之间具有显著的拓扑结构等特点，因此GIS数据库管理功能，除了与属性数据有关的DBMS功能之外，还需要具备对空间数据的管理。对空间数据的管理主要包括：空间数据库的定义、数据访问和提取、空间检索、数据更新和维护等。

Linux系统启动与内核管理（下）

从上一篇介绍了系统启动流程可以得知，在BIOS读取相关信息之后，接下来就是去找第一个可以启动的设备当中的MBR中读取Boot Loader信息，Boot Loader提供具有惨淡功能，直接加载内核信息，以及相关的控制权转交功能。启动系统必须有Boot Loader，然后才能去加载内核,Boot Loader存储于MBR当中，MBR只有512字节，其中前446字节存储Boot Loader，区区只有446自己不可能容纳较多的功能，Linux将Boot Loader的程序运行与配置项加载分成三个阶段来运行

stage1：运行Boot Loader主程序，这个程序必须安装在启动分区中，即MBR，因为MBR的空间有限，因此在MBR当中进安装Boot Loader的最小主程序，没有安装Boot Loader相关的配置文件

stage1_5：在MBR随后的扇区存放的是文件系统所需要的驱动程序

stage2：通过Boot Loader加载所有配置文件及相关的环境参数信息，这些配置文件及相关的环境都存放在磁盘分区的/boot目录下

在此大家一起回忆下系统的启动流程

POST(加电自检)-->Boot Sequence（BIOS）Boot Loadter-->kernel(ramdisk)rootfs

-->switchroot/sbin/init-->(/etc/inittab,/etc/init/*.conf)设定默认运行级别系统初始化脚本rc.sysinità关闭或启动对应级别的服务启动终端

 

grub：Grand Unified Bootloader

grub 0.X（版本号） grub legacy（之前教老的系统用的事0.9的版本）

grub 1.x:grub2

 

grub legacy

stage1：mbr

stage1_5：mbr之后的扇区，让stage1中的boot loader能识别stage2所在分区上的文件系统

stage2：磁盘分区（/boot/grub/）

配置文件/etc/grub/grub.confà/etc/grub.conf  此文件是个链接文件，真正的文件指向/boot/grub/grub.conf

stage2及内核通常放在一个单独的磁盘分区

 

grub的功能

    1、提供启动菜单、并提供交互接口

    a：编辑内核参数

    e：编辑模式，用于编辑菜单

    c：命令模式，交互式接口

    2、加载用户选择的内核或操作系统

 允许传递参数给内核如max_loop=100，给系统100个loop设备

 可隐藏启动菜单

    3、为菜单提供了保护机制

 为编辑启动菜单进程认证（给grub设置密码，当用户进入grub编辑界面需要输入密码）

 为启用内核或操作系统进程认证（用户想进入某个系统需要输入密码）

 

   grub的命令行接口

      help：获取帮助列表

help keyword：详细帮助信息

find（hd#,#）/path/to/somefile

root (hd#,#)

kernel /path/to/kernel_file:设定本次启动用到的内核文件；额外还可以添加许多内核支持使用的cmdline参数，内核的所有参数文件至/usr/share/doc/kernel-doc-2.6.32/Documentation

如：max_loop=100   selinux=0(关闭selinux) init=/bin/bash启动的程序

initrd  /pah/to/initramfs.img：设定为选定内核提供额外文件的ramdisk

boot：引导启动选定的内核

这一段过程也是当grub.conf文件损坏或丢失的修复过程

 

识别硬盘设备：

    hd（hd#，#）

    hd#：磁盘编号，用数字表示，从0开始编号代表的第一块硬盘

    #：分区标号，用数字表示，从0开始编号代表第一个分区

 （hd0,0）第一块硬盘的第一个分区

 

手动在命令行接口启动系统

    grub>root （hd#，#）

    grub>kernel  /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64 ro  root=/dev/device(此分区是“/”文件系统所在分区)

    grub>initrd  / initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img

    grub>boot

 

grub.conf配置文件

# grub.conf generated by anaconda

#

# Note that you do not have to rerun grub after making changes to this file

# NOTICE:  You have a /boot partition.  This means that

#          all kernel and initrd paths are relative to /boot/, eg.

#          root (hd0,0)

#          kernel /vmlinuz-version ro root=/dev/mapper/vg0-LogVol00

#          initrd /initrd-[generic-]version.img

#boot=/dev/sda      //告诉boot所在的磁盘位置

default=0     //设定默认启动的titile的编号，从0开始

timeout=5        //等待用户选择的超时市场，单位是秒

splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz  //grub的背景图片

hiddenmenu  //隐藏菜单

password –md5  加密后的密码   //设定grub密码

title CentOS (2.6.32-431.el6.x86_64)  //内核标题或操作系统名称，字符串，可自由修改

         root (hd0,0)    //内核文件所在的设备对grub而言所有类型硬盘一律为hd;hd#，#表示第n个磁盘，最后的0表示对应磁盘的分区，格式为(hd#,#)

         kernel /vmlinuz-2.6.32-431.el6.x86_64 ro root=/dev/mapper/vg0-LogVol00 rd_NO_LUKS.UTF-8 rd_LVM_LV=vg0/LogVol00 rd_NO_MD SYSFONT=latarcyrheb-sun16 crashkernel=auto  KEYBOARDTYPE=pc KEYTABLE=us rd_NO_DM rhgb quiet //内核文件路径，及传递给内核的参数

      initrd /initramfs-2.6.32-431.el6.x86_64.img   //ramdisk文件路径

password –md5  密码串   //启动内核输入密码

 

 

grub加密

grub-md5-crypt命令（此命令是个交互式，输入明文密码，输出加密密码）

或

openssl paswwd –salt  “abc”    -l   abc指的是盐指定任意字符即可

 

 

 

破解root口令（5,6版本的系统）

启动系统，设置其运行级别为1，也就是所谓的单用户模式（当然grub没有设置密码，如果你不行其他人通过此方式修改root密码，可以为grub加个密码）

 

进入单用户模式：

    1、编辑grub菜单（选定要编辑的title，之后使用e命令）

    2、在选定的kernel后附加  1  |  s  |S   |single  都可以进入单用户模式

    3、在kernel所在行，键入b命令，启动系统进入单用户模式

 

grub的安装

安装grub的第一种方式

    grub-install

 安装grub stage1和stage1_5到/dev/sda1磁盘行（硬盘的第一个分区，通常为boot目录），并赋值grub相关文件到/boot/目录下

    grub-install  --root-directory=dir（通常为boot目录的父目录） /dev/sda  (boot所在的磁盘)

 

安装grub的第二种方式

 在命令下执行grub命令，会打开一个交互式的界面等待用户输入命令

    grub>root (hd#,#)   //指定内核所在分区安装grub

    grub>setup (hd#)

 

 

系统裁剪（自制linux）

1、分区并创建文件系统

fdisk  /dev/sdb  分两个必要的区，一个挂载boot，一个挂载sysroot，将分区格式化ext4格式的文件系统

 

2、挂载

mkdir /mnt/{boot,sysroot}

mount  /dev/sdb1  /mnt/boot  

mount /dev/sdb2   /mnt/sysroot

 

3、安装grub

grub-install  --root-directory=/mnt   /dev/sdb

 

4、复制内核和intramfs文件

cp /boot/vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64  /boot/initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img   /mnt/boot/

 

5、创建grub.conf文件

vim  /mnt/boot/grub/grub.conf

default=0

timeout=3

title  my linux

           root (hd0,0)

            kernel /vmlinuz-2.6.32-642.el6.x86_64  root=/dev/mapper/vg0-root  root=/dev/sda2  selinux=0  init=/bin/bash

            initrd /initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img

 

6、创建根下面所需要的目录

mkdir –-pv/mnt/sysroot/{etc,lib,lib64,bin,sbin,boot,home,var

    /log,usr/{bin,sbin},root,tmp,var,usr,proc,sys,dev,mnt,media}

 

7、复制bash和相关库文件

这里使用脚本完成，脚本内容如下：

#!/bin/bash

#

target=/mnt/sysroot

 

clearCmd() {

  if which $cmd &> /dev/null; then

        cmdPath=`which --skip-alias $cmd`

  else

        echo "No such command"

        return 5

  fi

}

 

cmdCopy() {

        cmdDir=`dirname $1`

        [ -d ${target}${cmdDir} ] || mkdir -p ${target}${cmdDir}

        [ -f ${target}${1} ] || cp $1 ${target}${cmdDir}

}

 

libCopy() {

        for lib in `ldd $1 | grep -o "/[^[:space:]]\{1,\}"`; do

                libDir=`dirname $lib`

                [ -d ${target}${libDir} ] || mkdir -p ${target}${libDir}

                [ -f ${target}${lib} ] || cp $lib ${target}${libDir}

        done

}

 

while true; do

  read -p "Enter a command: " cmd

  if [ "$cmd" == ‘quit‘ ] ;then

        echo "quit"

        exit 0

  fi

  clearCmd $cmd

  [ $? -eq 5 ] && continue

 

  cmdCopy $cmdPath

  libCopy $cmdPath

done

 

执行脚本移植需要用到的命令如mount,umount,ifconfig,ls,pwd,route,ip,vim等等

 

系统配置文件丢失修复

系统在引导期间，很重要的一个而过程就是init进程读取其配置文件/etc/inittab，启动系统基本服务程序及默认运行级别的服务程序完成引导，如果/etc/inittab误删除或修改错误，Linux将无法正常启动，此时，至于通过救援模式才可以解决此类问题，分两种情况

有备份文件的恢复方法：

进入救援模式，切到根下去(chroot  /mnt/sysimage) ,直接将备份文件拷贝到原目录下即可，如：cp /etc/inittab.bak  /etc/inittab

 

没有备份文件的恢复方法：

如果一些配置文件丢失或软件误删除，且无备份，可以通过重新安装软件包来恢复，首先查找到/etc/inittab属于哪一个rpm包

chroot  /mnt/sysimage

rpm –qf /etc/inittab

initscripts-9.03.53-1.el6.centos.x86_64

之后挂载光盘，然后在安装initscripts-9.03.53-1.el6.centos.x86_64包

rpm –ivh –replacepgks  /media/Packages/initscripts-9.03.53-1.el6.centos.x86_64

如果只提取/etc/inittab文件进行恢复，可以在挂载光盘后执行命令

rpm2cpio /media/Packages/initscripts-9.03.53-1.el6.centos.x86_64 |cpio –id

cp  ./etc/inittab   /etc/inittab

 

注意：此命令执行时不能将文件直接恢复至/etc/目录，只能提取到当前目录下，且恢复的文件名称所在路径要写完整的路径，提取文件成功后，将其复制到根分区所在的/mnt/sysimage目录下相应位置即可

 

 

内核版本

uname命令

命令格式：uname [OPTION]..

选项

-n：显示节点名称（主机名）

-r：显示内核版本号

-a：显示所有信息

-s：显示内核名称

-m：显示硬件平台

 

 

内核模块命令

 

lsmod ：显示由核心已经装载的内核模块

显示的内容来自于/proc/modules文件

 

modinfo显示模块的详细描述信息

命令格式：modinfo [ -0 ]  [ -F field ]  [ -k kernel ]  [ modulename|filename... ]

选项

-n：只显示模块文件的路径

-p：显示模块参数

-a：author作业

-d：description描述

-l：license

示例：

modinfo ext4

 

modprobe装载或卸载内核模块

modprobe [ -r ]  [ -v ]  [ -n ]  [ -i ]  [ modulename... ]

选项

-r：卸载模块 modprobe  -r   mod_name

 

rmmod

rmmod modulesname

示例：

rmmod ext4

 

insmod 指定模块文件，不能自动解决依赖模块，必须指定绝对路径

insmod [ filename ]  [ module options... ]

insmod  `modinfo –n ext3`

 

 

/proc目录

刚刚提过/proc/modules来查看内核装载的模块，/proc目录我们最初的文件系统结构当中也讲过，该目录是系统与内核交互的一个伪文件系统接口,/proc下的每个文件名都是内核参数，目录名为内核参数节点信息

 

/proc/sys

sysctl命令用于查看或设定此目录中诸多参数

sysct         l –a  查看当前运行中的内核所有参数及值

sysctl –w path.to.parameter=value

sysctl –w kernel.hostname=xiao.com 修改内核参数，立即生效但不能永久生效要想永久生效必须将参数写到配置文件/etc/sysctl.conf中

echo “value”> /proc/sys/path/to/parameter

ehco “xiao” > /proc/sys/kernel/hostname

 

sysctl –p 通过读取配置文件设置参数

 

 

常用的几个参数

net.ipv4.ip_forward   路由转发

kernel.hostname    主机名

vm.drop_caches     缓存    0为不清理缓存，1为清理缓存

net.ipvr.icmp_echo_ignore_all  0开启ping功能，1禁止ping功能

 

 

/sys目录

sysfs:为用户使用的为文件系统，输出识别出硬件设备的相关属性信息，也有内核对硬件特性的设定信息，有些参数是可以修改的，用于调整硬件工作特性

udev通过此路径下输出的信息动态为各设备创建所需需设备文件，udev是运行用户空间程序

 

专用工具udevadmin,hotplug

 

udev为设备创建设备文件时，会读取其实现定义好的规则文件，一般在/etc/udev/rules.d及、usr/lib/udev/rules.d目录下

 

ramdisk制作

ramdisk是一个虚拟的根文件系统，这个虚拟的根文件系统在/boot目录下以init开头的文件，他的特点是能够通过Boot Loader程序将其将在到内存当中，然后解压缩并在内存模拟一个根文件系统，这个根文件系统能够提供一个可以运行的程序，通过该程序可以加载在启动过程当中所需要的模块如（RAID、LVM、SCSI），加载完成，会协助内核启动/sbin/init程序来执行后续的启动，那么如何去制作一个ramdisk呢

在CentOS5之上，是通过mkinitrd命令来进行制作，在Centos6之后用dracut命令来制作ramdisk，具体如下：

    1、为当前正在使用的内核重新制作ramdisk文件

mkinitrd命令

mkinitrd  /boot/iniramfs-$(uname –r).img  $(uname –r)

dracut命令

    2、制作好之后通过file命令查看initramfs文件，得知是一个gizp的要文件，使用zcat initramfs通过过管道送过cpio进行接压缩查看里面的内容，展开之后发现其实就是一些类似根文件系统目录结构

zcat initramfs-2.6.32-642.el6.x86_64.img | cpio -id  解开

find . | cpio  -o –H newc  --quiet > gzip -9 /boot/myramdisk.img  归档

 

 

 

内核编译

首先想到的是为什么要编译内核，我们知道内核里包含了可以让硬件设备与软件发挥功能的信息，如果内核里面没有这些设备等信息，系统不会完整的工作的，那我们是不是可以一次性的将所有功能模块编译到内核中去，这样就可以保持目前所有的硬件设备了，如此一来，内核文件大小也变大了不少，而且有些根本不需要的东西也编译进来了，适得其反，所以我们是有选择性的进行编译，对需要的东西就行编译。

需要编译内核的情况有一下几种

    1、有新的功能需求，如支持虚拟化

    2、原来的内核非常臃肿，想对内核进行简化

    3、升级模块修复bug用来提高稳定性

    4、定制系统

    5、纯属个人学习内核编译使用

 

在编译内核之前需要充分熟知硬件设备信息，系统平台的相关信息，准备好软件开发环境及内核源代码

1. 获取硬件设备信息

     cpu

     cat /proc/cpuinfo

     lscpu

     x86info –a

     lspci

     lsusb

     lsblk

1.  开发环境准备

    安装开发包组

    Devlopment Tools  Server Platform Development

 

• 获取源代码

    ftp上获取内核源代码

 

• 内核功能的选择

    make  menuconfig 

    [ ]不启动此功能

    [M]编译成模块

    [*] 编译成核心

    注意：要保存退出，所有选定的设置会保存在.config隐藏文件中

 

1. 编译内核步骤

   首先下载所需要的内核源代码

 通过ftp上资源进行下载或者通过网络下载www.kernel.org

 

• 解压缩源代码文件到指定目录

    tar xf linux-3.18.41.tar.xz  -C /usr/src/

 

• 将解压缩后生成的目录新建一个链接

    cd /usr/src

    ln -sv linux-3.18.41/ linux

 

• 复制系统的内核配置模版文件到新内核目录下（文件在/boot目录下有一个config开头的文件）

    cp /boot/config-2.6.32-642.el6.x86_64  .

 

• 选定配置

    make  help  获取make命令的帮助信息

    make config  遍历每个选项

    make menuconfig  打开文本串口，配置内核选项（这里需要注意的是，有些小伙伴喜欢用远程工具如xshell这时就需要注意了窗口最好最大化，其他使用screen命令打开一个新串口，以免编译到一遍是远程桌面断开）

 

    make allnoconfig 所有选择均不选择，执行结果将会保存在配置文件.config中

 

• 编译

    make  -j   #  #表示数字，指多线程编译

 

• 安装模块

     make  modules_install

 

• 安装内核

make  install

 

至此内核编译的过程就完成了，只需要重新启动系统，选择自己所编译的内核进入系统即可

 

编译内核扩展

make clean ：保留.config配置文件，删除其他编译生成的所有文件

make mrproper :删除编译生成的所有文件，包括.config文件

make distclean：相当于mrproper  以及删除编译器备份及补丁文件

make gconfig  Gnome桌面环境使用，需要安装图形开发库

make xconfig   KDE桌面环境使用，需要安装图形开发库

make defconfig  基于内核为目标平台提供的默认配置进行配置

make allyesconfig   所有选项均回答为yes

make allnoconfig    所有选项均回答为no

 

1、只编译其中部分代码

只编译某个子目录下的相关代码

make  dir/ make driver/net/

 

2、只编译部分模块

make m=driver/net/

 

3、只编译某一个模块

make driver/net/pcnet32.ko

 

4、将编译完成的结果放置于指定的目录中

make o=/tmp/kernel

 

5、交叉编译

make  ARCH=arch_name

 

获取特定目标平台的使用帮助

make ARCH=arch_name help

make  ARCH=arm  help

 

 

本文出自 “运维生涯” 博客，请务必保留此出处http://fszxxxks.blog.51cto.com/10122713/1852907