移动操作和离线数据管理系统 (Kubernetes)

通常使用 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 软件将移动操作和离线数据管理系统模式部署到 Kubernetes。

ArcGIS Enterprise on Kubernetes 采用微服务和容器化技术来提供云原生架构，可运行于组织的 Kubernetes 平台或者云提供商的 Kubernetes 服务上。可使用容器将 GIS 进程分为多个微服务，每个微服务均执行离散的主要功能。每个微服务都将在一个容器中运行，该容器将打包运行某个应用程序所需的一切。一个或多个容器将容纳在一个 Pod 中，该 Pod 包含存储资源、网络身份以及一套待运行容器的规则。 Kubernetes 集群可协调和管理 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 容器。

ArcGIS Enterprise on Kubernetes 适用于已投资 Kubernetes 来协调和管理其容器化应用程序的组织。

基础架构

以下是在 Kubernetes 上部署的移动操作和离线数据管理系统的典型基础架构。

此逻辑示意图不应按原样用作您的系统设计。在设计您的系统时，应综合考虑许多重要因素和设计选项。有关详细信息，请参阅使用系统模式主题。此外，下图仅提供了系统的基础功能；如需提供扩展功能，则可能需要附加系统组件。

移动操作和离线数据管理系统基础架构 (Kubernetes)

上文所示功能反映了截至 2025 年 7 月可用的功能。

此架构的关键组件包括：

ArcGIS Enterprise on Kubernetes 容器到 Kubernetes 集群的基础部署。其中包含四类 Pod，代表不同的系统功能。有关详细信息，请参阅 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 文档。
您需要使用负载均衡器将流量引入每个工作节点。有关详细信息，请参阅 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 系统网络要求。
企业级地理数据库通常用于移动操作和离线数据管理系统中，用于持久化用户托管（可编辑）数据。企业级地理数据库是一种信息模型，用于向关系数据库管理系统 (DBMS) 添加功能。企业级地理数据库支持高级数据模型，以及高级数据编辑和管理功能，例如支持长事务模型。
关系存储可用于持久化 ArcGIS 托管数据，可通过托管要素图层对该数据进行编辑。基础部署还提供托管矢量切片图层和托管（地图）切片图层。可以下载要素、矢量切片和（地图）切片图层以供离线使用。
对象存储将为已上传和保存的内容、托管切片和图像图层缓存以及地理处理输出提供 ArcGIS 托管存储。自 ArcGIS Enterprise 11.2 版本起，可以将对象存储配置为使用来自多个受支持服务提供商的云原生存储。
ArcGIS Online 是 Esri 的 SaaS 基础架构，通常用于为此系统提供底图（例如影像底图）、参考数据（例如地点）以及其他位置服务（其中包括地理编码和搜索）。或者，组织可以托管并管理自己的位置服务，而非使用 Esri 的 SaaS 系统。有关详细信息，请参阅位置服务系统模式。
此模式中通常会使用多种应用程序。基于移动和桌面的原生应用程序将利用本地存储，ArcGIS 将其用于矢量和地图（图像）切片以及在 SQLite 数据库中持久化的移动地理数据库。基于游戏引擎的应用程序也会利用本地存储，用于矢量和地图（图像）切片。 ArcGIS web 应用程序不支持离线数据。了解有关移动操作和离线数据管理系统中使用的应用程序的详细信息。

此架构中包含以下关键交互：

客户端应用程序通过 HTTPS（通常通过无状态 REST API）与企业级数据服务以及位置服务进行通信。此模式将大量使用要素服务进行编辑，但通常也会使用其他多种服务类型。
ArcGIS Enterprise GIS 服务可能会保留与托管企业级地理数据库的数据库管理系统 (DBMS) 的 TCP 连接。 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 中包含数据库客户端软件/驱动程序，适用于所有受支持的数据库管理系统。
对 ArcGIS Online 托管和管理的位置服务（例如，底图）的引用通常需在 ArcGIS Enterprise 中注册后方可使用。安装 ArcGIS Enterprise 时会自动引用某些服务，但是可以手动或自动在这两个系统之间执行内容和服务的其他共享。请参阅配置 ArcGIS Online 实用程序服务和分布式协作。

注:

对于 11.4 版本之前的 ArcGIS Enterprise 部署，可能需要使用 ArcGIS License Manager 来配置和管理 ArcGIS Pro 许可。有关详细信息，请参阅 ArcGIS License Manager 文档。

有关 ArcGIS Enterprise 组件之间交互的其他信息，请参阅 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 产品文档。

功能

Kubernetes 上的移动操作和离线数据管理系统的功能如下所述。有关详细信息，请参阅功能概览和不同部署模式的功能支持比较。

以下未列出在移动操作和离线数据管理系统中使用，但通常由其他系统提供的功能，例如底图、地理编码和位置服务系统提供的其他位置服务。了解有关相关系统模式的详细信息。

基础功能

基础功能表示由移动操作和离线数据管理系统提供的最常见功能，这些功能由以上介绍的基础架构实现。

离线数据和地图允许离线使用数据和地图，并在没有网络连接的情况下使用。 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 支持离线数据、离线 web 地图和移动包。
制图和可视化允许用户创建 2D 地图和 3D 场景并与其进行交互。了解有关地图和可视化的详细信息。
底图是基于 web 的图层，用于为地图和场景提供整体视觉背景。虽然底图服务通常由位置服务系统提供，但本系统需要特别考虑如何实现底图的离线可用性。了解有关底图图层的详细信息。
地理编码是一个将文本转换为地址和位置的过程。虽然地理编码服务通常由位置服务系统提供，但本系统需要特别考虑如何实现地理编码的离线可用性。了解有关地理编码的详细信息。
路径和方向涉及为个人或单车确定从起始点到目的地的最佳路径。虽然路径和方向服务通常由位置服务系统提供，但本系统需要特别考虑如何实现路径和方向的离线可用性。了解有关路径和方向的详细信息。
工作分配和调度可确保适当的工作人员前往适当的地点使用适当的工具进行适当的工作。通过使用 ArcGIS Workforce 进行工作分配和调度，可实现外业团队和内勤部门的协同视图，从而提升移动操作效率。您也可以使用 ArcGIS Survey123 的收件箱功能完成分配和调度工作。
借助位置共享，组织能够记录移动工作人员当前和之前所在位置。位置共享是一种组织范围内的 ArcGIS Enterprise 扩展模块，用于记录用户当前和之前所在位置。启用位置共享将创建一个位置共享图层，组织中的许可用户可以使用 Field Maps、QuickCapture、Survey123 或 Indoors 移动应用程序将其位置上传至该图层。ArcGIS Enterprise on Kubernetes 中的位置共享将利用时空存储。
Kubernetes 部署模式中的数据编辑将由 ArcGIS Enterprise 的基于服务的数据访问和编辑功能提供。其中包括编辑几何和属性。
通过直接针对要素服务或企业级地理数据库的导入和导出工具，可实现批量导入和导出数据。
编辑追踪和审计支持在 ArcGIS Enterprise 中使用编辑者追踪自动记录有关任何数据插入或更新的信息。
短事务管理允许使用在 ArcGIS Enterprise 中托管的要素服务以及在 ArcGIS Data Store 关系数据存储或企业级地理数据库中存储的数据进行无锁定的短事务编辑。
长事务管理允许使用企业级地理数据库的分支版本化功能对数据的多个状态进行并发编辑和管理。分支版本化还支持冲突检测和协调，由此实现多个个人和团队协作处理共享数据集。企业级数据库支持通过版本化实现长事务支持，而在移动设备上离线运行的单个数据库则不支持。
空间和属性规则增强了编辑体验，并使用企业级地理数据库中的属性规则改善了地理空间数据完整性。离线数据中不包含规则；当数据与后台系统同步时，将会应用这些规则。
借助数据分发和复制，可以在两个或多个企业级地理数据库或 GIS 系统之间复制或同步数据。 ArcGIS Enterprise 提供了多种用于分发数据的方法，其中包括复制、要素同步和分布式协作。
数据存档和历史记录支持使用地理数据库存档来捕获、管理和分析随时间变化的数据。

扩展功能

添加扩展功能通常是为了满足特定需求或者支持行业特定的数据模型和解决方案，并且可能需要附加软件组件或架构注意事项。

室内 GIS 扩展了 ArcGIS Enterprise，提供了创建和管理楼层平面图数据、绘制建筑物内部地图以及共享楼层感知型地图和服务的功能。 ArcGIS Indoors Mobile 是适用于 iOS 和 Android 的原生移动应用程序，支持以各种方式查看室内地图并与其进行交互，其中包括浏览、搜索、保存和共享感兴趣点、报告与室内资产相关的事件以及获取基于地标的方向。借助室内定位系统 (IPS)，ArcGIS Indoors Mobile 可用于探索室内空间，您可以在其中查看您在建筑物内部的实时位置。了解有关 ArcGIS Indoors Mobile 的详细信息。
借助室内定位，您可以在建筑物内实时定位自己和其他人。与 GPS 类似，室内定位系统 (IPS) 将在室内地图上放置一个蓝点，并使用定位服务以帮助您导航至任何感兴趣点或目的地。了解有关 ArcGIS IPS 的详细信息。

当使用 Kubernetes 作为独占部署模式时，以下功能不受支持。通过在 Windows 或 Linux 上部署 ArcGIS Enterprise（特别是 ArcGIS Server），并将这些 ArcGIS Server 站点与在基于 Kubernetes 的 ArcGIS Enterprise 部署中运行的 Portal for ArcGIS 组件联合，可以支持这些扩展功能。有关详细信息，请参阅 Windows/Linux 部署模式功能以及联合服务器站点文档。

工作流管理和自动化
公共设施网络
宗地管理
Roads and Highways
Pipeline Referencing
Defense Mapping
Production Mapping
其他行业解决方案允许使用 ArcGIS Solutions 快速部署行业特定的应用程序和 ArcGIS Enterprise 配置。请注意，并非所有行业解决方案都适用于 ArcGIS Enterprise。
通过添加 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 的 Web Adaptor 组件，支持 web 层身份验证，例如集成 Windows 身份验证 (IWA) 和公钥基础设施 (PKI)。

注意事项

以下注意事项将 ArcGIS 优化架构框架的支柱应用于 Kubernetes 上的移动操作和离线数据管理系统模式。此处提供的信息并不详尽，而是强调了设计和/或实施这种特定的系统和部署模式组合的关键注意事项。了解有关 ArcGIS 优化架构框架的架构支柱的详细信息。

可靠性

可靠性可确保您的系统提供业务以及客户和利益相关者所需的相应级别服务。有关详细信息，请参阅可靠性支柱概览。

此类系统通常关注数据完整性和可恢复性。
需要高可用性级别的 SLA 十分常见。
- 架构配置文件是预定义的部署配置文件，可跨 Pod 关联至不同级别的冗余，并在诸如硬件需求、冗余要求和组织使用等多个已知变量间提供灵活适配。
- 当需要跨关键 Pod 增加和扩展冗余时，请考虑增强型可用性架构配置文件。
此外，还支持系统级备份和恢复。
离线使用数据会引入与可靠性相关的重要架构注意事项。这些注意事项在很大程度上与用于下载离线地图的方法有关，特别是提前与按需离线地图选项。按需离线地图非常灵活，因为用户可以请求下载任何区域，但这意味着每个离线地图都必须在请求时生成。除了在下载离线地图之前引入延迟之外，这也可能导致服务器负载压力在一天中的某些时段过大。当针对可靠性进行架构设计时，请考虑用于下载离线地图的用户工作流和方法。

安全性

安全性可保护您的系统和信息。有关详细信息，请参阅安全性支柱概览。

移动操作和离线数据存在独特的安全性注意事项。了解有关 ArcGIS 安全移动实施模式的详细信息。
除了众包式采集方案之外，几乎始终需要身份验证和授权（尽管更常见于使用 SaaS 或 PaaS 来部署这些方案）。
访问控制涉及系统各层，并且已成为常规部署实践。
- 高级、细化的访问控制（例如行级或列级安全性）通常使用服务器对象拦截器和/或合作伙伴解决方案来实现。

了解有关 ArcGIS Enterprise 安全性最佳做法和实施指南的详细信息。

性能和可扩展性

性能和可扩展性旨在优化用户对系统的整体体验，并确保系统能够扩展以满足不断变化的工作负载需求。有关详细信息，请参阅性能和可扩展性支柱概览。

离线使用数据会引入与性能相关的重要架构注意事项。
- 请考虑用于下载离线地图的方法。按需离线地图非常灵活，因为用户可以请求下载任何区域，但这意味着每个离线地图都必须在请求时生成。除了在下载离线地图之前引入延迟之外，这也可能导致服务器负载压力在一天中的某些时段过大。当使用提前离线地图时，web 地图的所有者必须首先定义要打包为离线地图的 web 地图的地理区域。可以快速下载并开始使用提前离线地图，因为这些地图是在需要之前生成的。了解有关提前和按需离线地图选项的详细信息，以及将更新包与提前离线地图配合使用的功能。
- 考虑对离线地图进行其他优化，例如减小离线地图的大小以及生成、下载和稍后同步地图所需的时间。
可以通过调整 Pod 的数量来水平扩展 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 部署，也可以通过调整内存和 CPU 来垂直扩展 ArcGIS Enterprise on Kubernetes 部署。扩展通常具有定向性和/或反应性，因为在大多数情况下，用户群是众所周知的，并且对系统的需求可预测。一个值得注意的例外可能是准备离线地图以供（提前或按需）下载所需的系统负载。当针对性能和可扩展性进行架构设计时，请考虑用于下载离线地图的用户工作流和方法。

自动化

自动化旨在减少在手动部署和运营任务上花费的精力，从而提高运营效率并减少人为引入的系统异常。有关详细信息，请参阅自动化支柱概览。

数据管理通常涉及中度到重度的自动化使用，通常利用 Python 脚本执行可重复的任务或报告企业级地理数据库。有关详细信息，请参阅 ArcGIS API for Python。
大多数离线地图和数据准备通常由 ArcGIS Enterprise 自动进行处理，但提前离线地图包的计划由地图所有者进行配置。了解有关离线地图的详细信息。
工作流自动化十分常见，尤其在与数据编辑和管理系统结合使用时更是如此，适用于涉及大量编辑者协同工作以编辑和维护共享或相关数据集的情况。有关此扩展功能的详细信息，请参阅 ArcGIS Workflow Manager。
系统管理自动化很大程度上由 Kubernetes 处理。
ArcGIS Enterprise on Kubernetes 包含对基于 Helm 的部署和配置的支持。

集成

集成可将此系统与其他系统连接起来，以实现企业级服务交付与组织效能提升。有关详细信息，请参阅集成支柱概览。

与企业级移动应用程序管理系统（包括移动设备管理 (MDM)、移动应用程序管理 (MDM) 和移动内容管理 (MCM) 系统）的集成十分常见。有关详细信息，请参阅 ArcGIS 安全移动实施模式技术文章。
与其他信息系统（如企业资产管理 (EAM)、客户关系管理 (CRM) 和计算机辅助批量评估 (CAMA) 系统）的集成十分常见。
系统之间的数据交换和对齐非常典型。
- ArcGIS API 和 SDK 的使用非常普遍。
- 此外，还提供第三方集成工具和应用程序。

可观测性

可观测性提供了对系统的可见性，由此确保操作人员和其他技术角色能够使系统以健康、稳定的状态运行。有关详细信息，请参阅可观测性支柱概览。

此系统模式的成功运行通常受益于精准掌握数据的外业使用方式和使用者的角色特征。可能包含但不限于离线使用数据的用户、离线使用数据的时间、离线使用的数据以及离线使用方式。
外业编辑方案涉及许多与数据编辑和管理系统相同的可观测性注意事项。
可以通过多种方式来观测 ArcGIS Enterprise on Kubernetes，其中包括通过 ArcGIS Enterprise Manager 进行系统日志和运行状况监控。监控系统可用性、性能和使用情况对于此系统模式最为关键。除了监控 ArcGIS Enterprise 软件之外，还必须监控所有支持组件和基础设施，例如 Kubernetes 环境、数据库和其他数据存储，以及计算、网络、安全和其他基础设施。了解有关监控系统运行状况和可靠性的详细信息。
此系统模式的某些扩展功能（例如使用 ArcGIS Workflow Manager 进行工作流管理和自动化）具有额外的可观测性支持。有关详细信息，请参阅相应的产品文档。
当使用 SAML 和/或 OpenID Connect 登录账户时，可以通过配置的身份提供者对用户登录账户和账户更改进行其他观测。当与企业级移动应用程序管理系统进行集成时，还可以对移动设备、内容和应用程序进行附加观测。

其他

在 Kubernetes 上设计和实施移动操作和离线数据管理系统的其他注意事项包括：

成功的运营需要深入理解 GIS、IT 和数据库概念以及技术。这包括特定于所选数据库管理系统 (DBMS) 以及 Kubernetes 的知识和技能。
对于拥有资源和人力，可在 Kubernetes 上部署和维护企业软件的组织，ArcGIS Enterprise on Kubernetes 部署选项可将 IT 管理和维护与 GIS 管理分开。
当实施此系统模式时，应充分考虑数据治理以及与 IT 策略和角色（例如数据管理员和数据库管理员）的一致性。
对于涉及中型到大型劳动力规模的系统，以及严格的 SLA、安全性和/或其他技术要求，应考虑企业级移动应用程序管理。有关详细信息，请参阅 ArcGIS 安全移动实施模式技术文章。