تكوين الخادم وهيكل النظام
تكوين الخادم وهيكل النظام
// ساعات ذكية / أجهزة تحديد المواقع GPS / RFID / أجهزة الإنترنت من الأشياء
نظام مراقبة Traxbean الإلكتروني هو منصة مراقبة للسلامة والصحة مبنية على هيكل SaaS، مصممة خصيصًا لتوفير حلول مراقبة شاملة للأشخاص المعنيين. تعتمد هذه المنصة بشكل رئيسي على الساعات الذكية وأجهزة تحديد المواقع GPS الذكية والبلوتوث وأجهزة الإنترنت من الأشياء، لمراقبة معلومات موقع الأفراد وأنماط سلوكهم ومؤشرات صحتهم في الوقت الحقيقي.تشمل حلولنا:
مراقبة الكفالة الإلكترونية للمجتمع: توجه لمراقبة الأشخاص الذين يقضون عقوبتهم خارج السجن.
مراقبة الأفراد في مواقع البناء والمناجم والمرافق الكبيرة.
مراقبة كبار السن والفئات الخاصة.
يوفر Traxbean خيارات خدمة مرنة، حيث يمكن للعملاء استخدام منصتنا مباشرة لتقديم الخدمات لعملائهم النهائيين، أو اختيار النشر الخاص. سواء كان الاستخدام على خوادم Traxbean السحابية أو النشر الخاص، يمكننا تقديم خدمات مخصصة بشكل كبير، بما في ذلك تخصيص علامة العميل، وواجهة تسجيل الدخول، ولغة البلد، والوظائف وأسلوب الواجهة المحددة. بالإضافة إلى ذلك، لا يقدم Traxbean فقط واجهة تسجيل الدخول عبر الويب، بل طور أيضًا تطبيقات محمولة، ويوفر حلول شاشات LED كبيرة للعملاء الذين ينشرون بشكل خاص، وتستخدم على نطاق واسع في مراكز الاتصال.
يعتمد نظام Traxbean على تصميم موزع متقدم، ويتمتع بمرونة وقابلية للتوسيع قوية، ويدعم الاتصالات المتزامنة بملايين الاتصالات، ويمكنه خدمة آلاف الشركات في نفس الوقت، مما يجعله خيارًا مثاليًا لمنصات المراقبة الإلكترونية الكبيرة. في حالة النشر الخاص، يمكن تثبيت جميع المكونات وقواعد البيانات على خادم واحد، مما يقلل من تكاليف الاستخدام وتعقيد الصيانة.
بالإضافة إلى ذلك، يمكن لـ Traxbean أيضًا توفير واجهة برمجة تطبيقات RESTful API لمنصات الطرف الثالث أو تطبيقات الجوال، لتبسيط عملية تكامل النظام للعملاء، وتسهيل التواصل السلس مع أنظمة أخرى.
منصة تحديد مواقع Traxbean للأفراد الذكية
بناءً على متطلبات حمل مختلفة للساعات الذكية وأجهزة الإنترنت من الأشياء، يمكن نشر نظام مراقبة Traxbean الإلكتروني على خادم واحد في حال كان عدد الأجهزة قليلاً وعدد المستخدمين غير كبير. تتكون هيكلية النظام أساسًا من ثلاثة وحدات أساسية:
1. البوابة: مسؤولة عن التواصل مع الساعات الذكية وأجهزة الإنترنت من الأشياء لضمان نقل البيانات في الوقت الحقيقي.
2. واجهة برمجة التطبيقات (API): تعتبر الطبقة الأساسية لقاعدة البيانات والمنطق التجاري، حيث يتم تفاعل جميع الخدمات من خلال هذه الوحدة.
3. تطبيق (Application): يوفر واجهة إدارة وعمليات تجارية، مما يسهل على المستخدمين القيام بالعمليات والمراقبة.
يتم تطوير النظام بالكامل باستخدام Node.js، ويتم استخدام TypeScript كلغة تطوير. تستخدم قاعدة البيانات الأعمال MySQL، مع إدخال Redis لإدارة الطوابير والتخزين المؤقت لتحسين الأداء. بالإضافة إلى ذلك، يُستخدم MongoDB لتخزين البيانات ذات الصلة بالأجهزة، بما في ذلك بيانات الموقع والحالة والبيانات الصحية وبيانات الإنذار وما إلى ذلك. يُعتبر MongoDB قاعدة بيانات تحظى بأعلى تردد للوصول إليها وأكبر كمية من الاستعلامات، حيث تصمم النظام لتلبية احتياجات الاستعلام الفعال والحفظ المرن والآمن للبيانات على المدى الطويل.
طريقة نشر برنامج البنية الأساسية على خادم واحد
نظام مراقبة Traxbean الإلكتروني هو برنامج مستقل عن المنصة يمكن تشغيله على خوادم Linux و Windows. على سبيل المثال، لحمل 5000 ساعة ذكية (معدل اتصال متزامن 80٪)، يتم توصي بتكوين الخادم التالي:
خادم Windows:
- وحدة المعالجة المركزية: 8 نوى ≥ 2.5 جيجاهرتز، الذاكرة: ≥ 32 جيجابايت، قرص SSD ≥ 500 جيجابايت، IOPS ≥ 5000، نظام التشغيل: Windows Server 2016 أو أحدث.
- البرمجيات: Node.js، PM2، Nginx، MySQL، MongoDB، Redis.
خادم Linux:
- وحدة المعالجة المركزية: 8 نوى ≥ 2.5 جيجاهرتز، الذاكرة: ≥ 32 جيجابايت، قرص SSD ≥ 500 جيجابايت، IOPS ≥ 5000، نظام التشغيل: Ubuntu 20.04 أو أحدث أو CentOS 8.0 أو أحدث.
- البرمجيات: Node.js، PM2، Nginx، MySQL، MongoDB، Redis.
يمكن أن يضمن هذا التكوين تشغيل النظام بكفاءة عالية وتلبية احتياجات البيانات التاريخية لمدة ستة أشهر.
متطلبات المنصة للخادم
نحن نخدم بشكل رئيسي العملاء المحترفين الذين يحتاجون إلى إدارة أجهزة عبر الإنترنت بكميات كبيرة، مثل الساعات الذكية وأجهزة الإنترنت الأخرى. لهذا الغرض، يقوم العملاء عادةً بنشر ثلاثة أو أكثر من الخوادم لتشغيل منصة Traxbean، لضمان عدد أعلى من الاتصالات المتزامنة، مع مراعاة النسخ الاحتياطي للبيانات ومعالجة الكوارث واستعادة الأعطال بسرعة.
على الرغم من أن هذه الهيكلية معقدة نسبيًا ولا يمكن شرحها بالتفصيل في مقالة واحدة، إلا أننا يمكننا تقديم فكرة تقريبية للنشر. نقترح تشغيل قواعد البيانات والبوابة والتطبيق على ثلاثة خوادم مختلفة. يتم تثبيت مكونات واجهة برمجة التطبيقات (API) على الخادم الذي يحتوي على قاعدة البيانات الرئيسية، لزيادة كفاءة الوصول إلى البيانات وتبسيط الصيانة. يتم تثبيت خوادم البوابة MongoDB و Redis معًا، لأن البوابة تحتاج إلى خدمة قوائم الانتظار وبيانات الأجهزة الصاعدة بكميات كبيرة، مما يعزز كفاءة المعالجة.
تكوين هذه الهيكلية الثلاثية للخوادم مشابه لتكوين الخوادم المذكور أعلاه، ويمكنها معالجة عدد أعلى من الاتصالات المتزامنة بمعدل 3-5 مرات الخادم الواحد. إذا كنت بحاجة إلى مزيد من التفاصيل، فلا تتردد في استشارة مهندسينا.
هيكلية الخوادم الموزعة متعددة الخوادم
عند الحاجة إلى إدارة عدد أكبر من الأجهزة المتصلة في نفس الوقت، قد لا تكون هناك الهياكل الخادمة الفردية أو الثلاثة كافية لمعالجة كميات بيانات هائلة. استمرار استخدام هذه الهياكل قد يؤدي إلى انهيار النظام، زيادة تأخير البيانات وانخفاض ملحوظ في سرعة الاستعلام. لذلك، نحن بحاجة إلى البدء من الجانب البوابة لحل هذه المشاكل.
سنقوم بإدخال جهاز توازن الحمل، لتوزيع كميات البيانات الهائلة على عدة خوادم لمعالجتها. إدخال جهاز توازن الحمل يمكننا من توسيع الخوادم بناءً على زيادة عدد الأجهزة المتصلة عبر الإنترنت دون التأثير على تشغيل النظام بشكل طبيعي. تعزز هذه القدرة على التوسيع الديناميكي مرونة النظام وقابليته للتوسع.
لزيادة كفاءة معالجة البيانات بشكل أكبر، سيتم نشر بيانات جهاز التخزين MongoDB على نفس الخادم الذي يتم نشر البوابة عليه. سيتم تكوين MongoDB بشكل Replica Set مع مثيلات MongoDB الأخرى. هذا التكوين ليس فقط يعزز من تكرارية البيانات وتوفرها، ولكنه أيضًا يعزز بشكل كبير كفاءة استعلام البيانات على مستوى التطبيق، مما يضمن قدرة النظام على الاستجابة السريعة حتى في حالات العبء العالي. هذا التصميم المعماري يجمع بين جهاز توازن الحمل وحلول تخزين البيانات الفعالة، ويتكيف مع احتياجات إدارة الأجهزة بمقياس كبير.
طبقة البوابة لتوازن الحمل لدعم قدرة معالجة عالية للتزامن
عندما يواجه منصة Traxbean مشاكل أكثر تعقيدًا، مثل خدمة العملاء العالمية، ومعالجة الأجهزة عبر الإنترنت بكميات كبيرة، والتعامل مع احتياجات العملاء من مختلف البلدان والمناطق، فإن الاعتماد فقط على مجموعة من موازني الحمل لا يمكن أن يلبي هذه المتطلبات. لذلك، نحتاج إلى نشر مراكز بيانات في جميع القارات، لضمان وجود خوادم في كل منطقة، لتحقيق معالجة بيانات فعالة.
استقبال البيانات عبر مراكز البيانات المحلية يمكن أن يعزز بشكل كبير سرعة الاستجابة وكفاءة نقل البيانات. من خلال بناء هيكل تكراري بين مراكز البيانات عبر شبكة النواة، يمكننا تحقيق مزامنة البيانات في الوقت الحقيقي. يضمن هذا الهيكل توقيتية البيانات العالمية، ويمنع فقدان البيانات الناتج عن تأخير الشبكة. على سبيل المثال، عندما يستعلم المستخدم في فرع آسيوي عن بيانات في أوروبا، يمكن لهيكل التكرار تقليل تأخير الاستعلام بشكل فعال، وتحسين أداء النظام بشكل عام.
بالإضافة إلى ذلك، استخدام هذا الهيكل الموزع يعزز قدرة النظام على التحمل والتوسع، ويدعم إضافة الخوادم ديناميكيًا لمواجهة زيادة مستمرة في الأجهزة عبر الإنترنت وطلبات المستخدمين. بالجمع بين الاتصال ذو النطاق العريض بين مراكز البيانات وتكوين موازني الحمل، يمكن للنظام بأكمله التكيف بمرونة مع احتياجات مناطق مختلفة، وضمان فعالية معالجة البيانات واستقرارها. تصميم الهيكل العام كما هو موضح في الرسم البياني.
تصميم بنية تحتية موزعة عبر مراكز بيانات متعددة عبر القارات
في سيناريو إدارة مجموعة كبيرة من الأجهزة عبر الإنترنت، قد يكون المستخدمون موزعين في مناطق ومناطق زمنية مختلفة، ويقومون بالاستعلام عن البيانات بشكل متكرر. لذلك، بالإضافة إلى ضمان أن بوابة استقبال بيانات الجهاز لديها قدرة توازن حمولة فعالة، يجب أن يتضمن تصميمنا أيضًا توازن حمولة على مستوى التطبيق.
على مستوى التطبيق، لا نحتاج فقط إلى موزع حمولة لتوزيع الطلبات بذكاء إلى خوادم مختلفة، بل يجب أيضًا أن نحاول قدر الإمكان توطين معالجة البيانات لتقليل التأخير. بالنسبة للبيانات التي يتم الاستعلام عنها بشكل متكرر، سنستخدم هيكل القراءة/الكتابة المنفصل، حيث تتولى قاعدة البيانات الرئيسية معالجة عمليات الكتابة، بينما تركز قاعدة البيانات الفرعية على طلبات القراءة. يساعد هذا النهج في ضمان توافق البيانات وزيادة كفاءة الاستعلام من خلال تكرار البيانات، مما يضمن استجابة سريعة للنظام في حالات التشغيل المتزامن العالي.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لاحتياج النظام إلى تخزين كميات كبيرة من الصور وملفات الفيديو، يجب علينا تحسين استراتيجية إدارة الملفات. من غير الممكن مزامنة الملفات مباشرة إلى خوادم التطبيق المختلفة وراء موزع الحمولة بسرعة، لذا، سنقوم بإدخال حلول تخزين الكائنات (مثل خدمات AWS S3 أو ما شابه)، حيث يتم تخزين وإدارة الملفات الكبيرة هنا. هذا لا يقلل فقط من عبء خوادم التطبيق، بل يمكن أيضًا زيادة سرعة الوصول إلى الملفات من خلال شبكة توزيع المحتوى (CDN)، مما يضمن للمستخدمين القدرة على تنزيل وعرض محتوى الوسائط بسرعة في أي منطقة.
باختصار، يركز تصميمنا ليس فقط على معالجة البيانات بكفاءة وتوازن الحمولة، ولكنه يأخذ أيضًا في الاعتبار أمور تحسين إدارة وتخزين الملفات، بهدف بناء هيكل نظام فعال ومرن وذي قدرة استجابة عالمية.
هيكل الدمج بين توازن الحمل على مستوى التطبيق وشبكة توزيع المحتوى (CDN)
ThinkRace هي مصنع ساعات ذكية، وعلى الرغم من أننا لسنا شركة برمجيات تقليدية، إلا أننا شاركنا في أكثر من مائة مشروع كبير على مدى أكثر من عقد من الزمان، بما في ذلك أحداث هامة مثل ألعاب الأولمبياد الخاصة العالمية. شركاؤنا منتشرون في جميع أنحاء العالم، ونتعاون عن كثب مع أكثر من 20 شركة اتصالات، وقد تم استخدام منتجاتنا وبرامجنا في أكثر من 50 دولة، بما في ذلك بعض وزارات الصحة والعدل في بعض الدول.
خلال هذه العملية، كنا دائمًا مؤمنين بأن حماية سلامة وصحة العمال هي مهمتنا ومسؤوليتنا. منتجاتنا وبرامجنا تساعد في إدارة مئات المواقع البنائية، مما يضمن الاهتمام بسلامة كل عامل وحمايته. هذا ليس فقط عملنا، بل هو التزامنا تجاه المجتمع. عندما نواجه التحديات، نحن دائمًا نتذكر الهدف الأساسي، ونعمل بجد لتحسين جودة العمل، لأننا ندرك تمامًا أن هذا يتعلق بحياة وصحة كل شخص.
على الرغم من أننا قد لا نكون أفضل شركة برمجيات في الصناعة، وقد لا نكون مثاليين في الوثائق والتصميم، إلا أننا نؤمن بأن هذا الالتزام الشديد تجاه المهمة والمسؤولية الاجتماعية هو ما جعلنا أكثر الفرق اهتمامًا في هذا المجال. سنواصل العمل بجد، ونسعى نحو التميز، لنكون عنصرًا فاعلًا في خلق مستقبل أكثر أمانًا وصحة.
تصميم بنية تحتية موزعة عبر مراكز بيانات متعددة عبر القارات