Configuración del servidor y arquitectura del sistema.

// Relojes inteligentes/Localizadores GPS/RFID/Dispositivos IoT

El sistema de monitoreo electrónico Traxbean es una plataforma de monitoreo de seguridad y salud basada en arquitectura SaaS, diseñada para brindar soluciones integrales de monitoreo de objetos de cuidado. La plataforma se basa principalmente en relojes inteligentes, localizadores GPS inteligentes, balizas Bluetooth y dispositivos IoT para monitorear la información de ubicación, patrones de comportamiento e indicadores de salud de las personas en tiempo real. Nuestras soluciones incluyen:

Monitoreo Electrónico de Correcciones Comunitarias: Monitoreo de reclusos fuera de prisión.

Monitoreo de personal en obras de construcción, minas y grandes espacios.

Seguimiento de personas mayores y poblaciones especiales.

Traxbean ofrece opciones de servicio flexibles, lo que permite a los clientes utilizar directamente nuestra plataforma para atender a sus clientes finales o elegir implementarla de forma privada. Ya sea que utilicemos el servidor en la nube de Traxbean o una implementación privada, podemos brindar servicios altamente personalizados, incluida la personalización del logotipo de la marca del cliente, la interfaz de inicio de sesión, el idioma nacional y funciones y estilos de interfaz específicos. Además, Traxbean no solo proporciona una interfaz de inicio de sesión web, sino que también desarrolla aplicaciones móviles y proporciona soluciones de pantalla LED de gran tamaño para clientes con implementaciones privadas, que se utilizan ampliamente en los centros de llamadas.

El sistema Traxbean adopta un concepto de diseño distribuido avanzado, tiene una gran flexibilidad y escalabilidad, admite millones de conexiones simultáneas y puede atender a miles de empresas al mismo tiempo, lo que lo convierte en una opción ideal para plataformas de monitoreo electrónico a gran escala. En un escenario de implementación privada, todos los componentes y bases de datos se pueden instalar centralmente en un único servidor, lo que reduce los costos de uso y la complejidad del mantenimiento.

Además, Traxbean también puede proporcionar API RESTful para plataformas de terceros o aplicaciones móviles, simplificando el proceso de integración de sistemas de los clientes y facilitando una conexión perfecta con otros sistemas.

Plataforma de posicionamiento inteligente del personal Traxbean

De acuerdo con los requisitos de transporte de diferentes relojes inteligentes y dispositivos IoT, el sistema de monitoreo electrónico Traxbean se puede implementar en un solo servidor cuando la cantidad de dispositivos es pequeña y la cantidad de usuarios no es grande. La arquitectura del sistema consta principalmente de tres módulos principales:

1. Gateway: Responsable de comunicarse con relojes inteligentes y dispositivos IoT para garantizar la transmisión de datos en tiempo real.

2. API: como capa central de la base de datos y la lógica empresarial, todas las interacciones de servicios se llevan a cabo a través de este módulo.

3. Aplicación: Proporciona una interfaz de gestión y procesos comerciales para facilitar la operación y el monitoreo del usuario.

Todo el sistema está desarrollado en base a Node.js y utiliza TypeScript como lenguaje de desarrollo. La base de datos empresarial utiliza MySQL y se introduce Redis para la gestión de colas y caché para optimizar el rendimiento. Además, MongoDB se utiliza para almacenar datos relacionados con el dispositivo, incluidos datos de ubicación, datos de estado, datos de salud, datos de alarmas, etc. MongoDB es la base de datos con mayor frecuencia de acceso a datos y mayor volumen de consultas. El diseño del sistema tiene en cuenta las necesidades de consultas eficientes y almacenamiento flexible y seguro de datos a largo plazo.

Método de implementación de servidor único del software de plataforma

El sistema de monitoreo electrónico Traxbean es un software independiente de la plataforma que puede ejecutarse en servidores Linux y Windows. Tomando como ejemplo 5.000 relojes inteligentes (80% de tasa de conexión simultánea), la configuración del servidor recomendada es la siguiente:

Servidor Windows:

– CPU: 8 núcleos ≥ 2,5 GHz, memoria: ≥ 32 GB, disco duro SSD ≥ 500 GB, IOPS ≥ 5000, sistema operativo: Windows Server 2016 o superior.

– Software: Node.js, PM2, Nginx, MySQL, MongoDB, Redis.

Servidor Linux:

– CPU: 8 núcleos ≥ 2,5 GHz, memoria: ≥ 32 GB, disco duro SSD ≥ 500 GB, IOPS ≥ 5000, sistema operativo: Ubuntu 20.04 o superior o CentOS 8.0 o superior.

– Software: Node.js, PM2, Nginx, MySQL, MongoDB, Redis.

Esta configuración garantiza que el sistema funcione de manera eficiente y cumpla con el requisito de conservar datos históricos durante seis meses.

Requisitos del servidor de plataforma

Atendemos principalmente a clientes profesionales que necesitan administrar una gran cantidad de dispositivos en línea, como relojes inteligentes y otros dispositivos de IoT. Con este fin, los clientes generalmente implementan tres o más servidores para ejecutar la plataforma Traxbean para garantizar una mayor cantidad de conexiones simultáneas y al mismo tiempo tener en cuenta la copia de seguridad de datos, la recuperación ante desastres y la recuperación rápida de fallas.

Aunque esta arquitectura es demasiado compleja para explicarla en detalle en un artículo, podemos proporcionar una idea general de implementación. Recomendamos implementar la base de datos, la puerta de enlace y la aplicación en tres servidores diferentes. El componente API se instala en el servidor donde se encuentra la base de datos principal para mejorar la eficiencia del acceso a los datos y simplificar el mantenimiento. El servidor de puerta de enlace instala MongoDB y Redis porque la puerta de enlace necesita procesar servicios de cola y una gran cantidad de datos ascendentes del dispositivo, lo que puede mejorar la eficiencia del procesamiento.

Esta configuración de arquitectura de tres servidores es similar a la configuración de servidor antes mencionada y puede manejar de 3 a 5 veces la cantidad de conexiones simultáneas que un solo servidor. Para obtener más detalles, no dude en consultar a nuestros ingenieros.

Implementación distribuida de arquitectura de múltiples servidores

Cuando es necesario gestionar un mayor número de dispositivos en línea simultáneos en órdenes de magnitud mayores, es posible que una arquitectura de un solo servidor o de tres servidores no pueda manejar de manera efectiva el enorme rendimiento de datos. Continuar utilizando esta arquitectura puede provocar fallas del sistema, mayor latencia de datos y ralentizaciones significativas en la velocidad de consulta. Por lo tanto, debemos comenzar desde el lado de la puerta de enlace para resolver estos problemas.

Introduciremos un equilibrador de carga para distribuir un rendimiento masivo de datos a múltiples servidores para su procesamiento. La introducción de balanceadores de carga nos permite escalar servidores dinámicamente a medida que aumenta la cantidad de dispositivos en línea sin afectar el funcionamiento normal del sistema. Esta capacidad de expansión dinámica mejora la flexibilidad y escalabilidad del sistema.

Para acelerar aún más la eficiencia del procesamiento de datos, MongoDB, que almacena datos del dispositivo, se implementará en el mismo servidor que la puerta de enlace. MongoDB formará un conjunto de réplicas con otras instancias de MongoDB a través del Conjunto de réplicas. Esta configuración no solo mejora la redundancia y disponibilidad de los datos, sino que también mejora en gran medida la eficiencia de la consulta de datos en la capa de aplicación, lo que garantiza que el sistema aún pueda responder rápidamente bajo una carga elevada. Este diseño arquitectónico combina equilibrio de carga y soluciones eficientes de almacenamiento de datos para satisfacer las necesidades de la gestión de dispositivos a gran escala.

Equilibrio de carga en la capa de puerta de enlace para admitir altas capacidades de procesamiento simultáneo

Cuando la plataforma Traxbean enfrenta problemas más complejos, como atender a clientes globales, manejar dispositivos en línea masivos y responder a las necesidades de los clientes de diferentes países y regiones, estos requisitos no pueden cumplirse confiando únicamente en un conjunto de balanceadores de carga. Para hacer esto, necesitamos implementar centros de datos en cada continente para garantizar que haya servidores en cada región para lograr un procesamiento de datos eficiente.

El uso de un centro de datos local para recibir datos puede mejorar significativamente la velocidad de respuesta y la eficiencia de la transferencia de datos. Al construir una arquitectura de conjunto de réplicas a través de la red troncal entre varios centros de datos, podemos lograr la sincronización de datos en tiempo real. Esta arquitectura garantiza la puntualidad de los datos globales y evita la pérdida de datos debido a retrasos en la red. Por ejemplo, cuando los usuarios de una sucursal asiática consultan datos ubicados en Europa, la arquitectura del conjunto de réplicas puede reducir efectivamente la latencia de la consulta y mejorar el rendimiento general del sistema.

Además, la adopción de esta arquitectura distribuida también mejora la tolerancia a fallas y la escalabilidad del sistema, lo que admite la adición dinámica de servidores para hacer frente al creciente número de dispositivos en línea y solicitudes de usuarios. La combinación de conexiones de gran ancho de banda entre centros de datos y la configuración de equilibradores de carga permite que todo el sistema responda de manera flexible a las necesidades de diferentes regiones y garantice la eficiencia y estabilidad del procesamiento de datos. El diseño arquitectónico general se muestra en la figura.

Diseño de arquitectura distribuida de centro de datos múltiples transcontinental global

En un escenario en el que un grupo administra una gran cantidad de dispositivos en línea, los usuarios pueden estar distribuidos en diferentes regiones y zonas horarias y consultar datos con frecuencia. Por lo tanto, además de garantizar que la puerta de enlace que recibe los datos del dispositivo tenga capacidades de equilibrio de carga eficientes, nuestro diseño también debe incluir el equilibrio de carga en la capa de aplicación.

En la capa de aplicación, no solo necesitamos balanceadores de carga para distribuir de manera inteligente las solicitudes a diferentes servidores, sino que también necesitamos localizar el procesamiento de datos tanto como sea posible para reducir la latencia. Para los datos consultados con frecuencia, adoptaremos una arquitectura de separación de lectura y escritura. La base de datos maestra es responsable de procesar las operaciones de escritura, mientras que la base de datos esclava se centra en las solicitudes de lectura. Este método no solo garantiza la coherencia de los datos, sino que también mejora la eficiencia de las consultas mediante la redundancia de datos, lo que garantiza que el sistema aún pueda responder rápidamente en condiciones de alta concurrencia.

Además, considerando la necesidad de almacenar una gran cantidad de archivos de imágenes y videos en el sistema, debemos optimizar la estrategia de administración de archivos. No es factible sincronizar rápidamente archivos directamente con servidores de aplicaciones individuales detrás de un balanceador de carga, por lo que introduciremos una solución de almacenamiento de objetos (como AWS S3 o servicios similares) donde se almacenan y administran archivos grandes. Esto no solo reduce la carga en el servidor de aplicaciones, sino que también mejora las velocidades de acceso a archivos a través de CDN (Content Delivery Network), lo que garantiza que los usuarios puedan descargar y ver rápidamente contenido multimedia en cualquier región.

En resumen, nuestro diseño no solo se centra en el procesamiento eficiente de datos y el equilibrio de carga, sino que también considera de manera integral la optimización de la administración y el almacenamiento de archivos para construir una arquitectura de sistema eficiente, flexible y con capacidad de respuesta global.

Arquitectura integrada de equilibrio de carga de la capa de aplicación y CDN

ThinkRace es una fábrica de relojes inteligentes. Aunque no somos una empresa de software tradicional, después de más de diez años de arduo trabajo y perseverancia, hemos participado en cientos de proyectos a gran escala, incluidos eventos importantes como los Juegos Mundiales de Olimpiadas Especiales. Nuestros socios están en todo el mundo, trabajan en estrecha colaboración con más de 20 operadores de telecomunicaciones, y nuestros productos y software se han utilizado ampliamente en más de 50 países, incluidos los ministerios de salud y justicia de algunos países.

Durante este proceso, siempre hemos creído que proteger la seguridad y la salud de los trabajadores es nuestra misión y responsabilidad. Nuestros productos y software ayudan a gestionar cientos de lugares de trabajo, garantizando que se cuide y proteja la seguridad de cada trabajador. Este no es sólo nuestro negocio, sino también nuestro compromiso con la sociedad. Ante los desafíos, siempre nos mantenemos fieles a nuestras aspiraciones originales y nos esforzamos por mejorar la calidad de nuestro trabajo, porque sabemos que está relacionado con la vida y la salud de todos.

Aunque puede que no seamos la mejor empresa de software de la industria, ni seamos perfectos en documentación y diseño, creemos firmemente que es esta perseverancia en la misión y el compromiso con la responsabilidad social lo que nos convierte en los mejores en este campo. . Continuaremos trabajando duro, buscando la excelencia y trabajando incansablemente para crear un futuro más seguro y saludable.

Diseño de arquitectura distribuida de centro de datos múltiples transcontinental global