Dezvoltarea infrastructurii de servere pentru stocarea fiabilă a datelor de laborator

Abstract

Область исследования включает анализ и проектирование серверной инфраструктуры, предназначенной для эффективного и защищённого хранения данных, полученных в лабораторных экспериментах, с интеграцией технологий сбора и обработки данных. Цель работы заключается в разработке комплексного решения для надёжного управления данными научных исследований, основанного на интеграции сенсоров, использовании технологий RAID и внедрении протоколов SMB и NFS для безопасной и быстрой передачи данных. Глава 1 содержит детальный анализ требований и спецификаций к используемой серверной инфраструктуре. Представлено описание выбранного оборудования (MikroTik CSS326 и Synology RX418), его преимуществ и технических характеристик, важных для хранения и защиты данных. Рассмотрены решения на базе RAID, а также протоколы SMB и NFS для передачи файлов в сети. Глава 2 посвящена проектированию архитектуры серверной инфраструктуры. Описаны этапы настройки сетевого и серверного оборудования (MikroTik CSS326 и Synology RX418), включая конфигурацию RAID и интеграцию сенсоров. Проведён анализ оптимизации производительности и масштабируемости системы для работы с большими объёмами данных и несколькими пользователями. Глава 3 посвящена тестированию и оценке производительности разработанной системы. Приведены процедуры тестирования для проверки надёжности и производительности инфраструктуры хранения, включая стресс-тесты и тесты нагрузки. Также представлены результаты тестирования сенсоров и их интеграции с серверной инфраструктурой для сбора и хранения данных. Выводы: Магистерская работа предлагает масштабируемую, надёжную и производительную серверную инфраструктуру для хранения данных лабораторных исследований, обеспечивающую эффективное управление и защиту данных. Решение предоставляет прочную основу для интеграции сенсоров и их мониторинга в реальном времени, что позволяет проводить детальные исследования материалов и их характеристик. Методология исследования основывается на анализе технологий распределённого хранения данных, систем сетевых файлов, а также на использовании платформ автоматизированного проектирования для моделирования и тестирования предлагаемых решений. Научная новизна и оригинальность результатов заключаются в следующем: разработка масштабируемой и производительной серверной инфраструктуры, обеспечивающей сбор и надёжное хранение данных лабораторных исследований; реализация оптимизированного решения на базе RAID для повышения надёжности; интеграция протоколов SMB и NFS для эффективной и защищённой передачи данных; тестирование сенсоров и оценка производительности инфраструктуры посредством симуляций и экспериментальных тестов. Теоретическая значимость работы заключается в углублении методов проектирования и оценки серверных инфраструктур для хранения данных с использованием современных технологий, направленных на оптимизацию производительности и безопасности. Практическая ценность работы заключается в предложении практического решения для исследовательских лабораторий, обеспечивающего эффективное и безопасное управление данными, характеризующееся высокой производительностью, масштабируемостью и надёжностью, превосходящими существующие методы. Предложенное решение может быть реализовано на различных аппаратных и программных платформах, обеспечивая гибкость и эффективность внедрения.

Domeniul de cercetare îl constituie analiza și proiectarea infrastructurilor server destinate stocării eficiente și protejate a datelor obținute din experimentele de laborator, cu integrarea tehnologiilor de colectare și procesare a datelor. Scopul lucrării constă în dezvoltarea unei soluții complete pentru gestionarea fiabilă a datelor cercetărilor științifice, bazată pe integrarea senzorilor, utilizarea tehnologiilor RAID și implementarea protocoalelor SMB și NFS pentru transferul sigur și rapid al datelor. Capitolul 1 oferă o analiză detaliată a cerințelor și specificațiilor pentru infrastructura serverului utilizată în proiect, prezentând echipamentele selectate (MikroTik CSS326 și Synology RX418), avantajele acestora și caracteristicile tehnice relevante pentru stocarea și protecția datelor. Se discută despre soluțiile de stocare RAID, precum și despre protocoalele SMB și NFS utilizate pentru transferul fișierelor în rețea. Capitolul 2 este dedicat proiectării arhitecturii infrastructurii serverului. Sunt descrise etapele de configurare a echipamentelor de rețea și stocare (MikroTik CSS326 și Synology RX418), inclusiv setările necesare pentru implementarea RAID-ului și integrarea senzorilor. Se analizează optimizarea performanței și scalabilității sistemului pentru a răspunde cerințelor unor volume mari de date și utilizatorilor multipli. Capitolul 3 se concentrează pe testarea și evaluarea performanței sistemului dezvoltat. Sunt descrise procedurile de testare efectuate pentru a verifica fiabilitatea și performanța infrastructurii de stocare, inclusiv testele de stres și testele de încărcare. De asemenea, sunt prezentate rezultatele testării senzorilor și integrarea acestora cu infrastructura serverului pentru colectarea și stocarea datelor. În concluzie, proiectul de masterat propune o infrastructură server scalabilă, fiabilă și performantă pentru stocarea datelor cercetărilor de laborator, asigurându-se astfel un management eficient al datelor și protecția acestora. Soluția oferă un cadru solid pentru integrarea senzorilor și monitorizarea acestora în timp real, ceea ce permite un studiu detaliat al materialelor și caracteristicilor lor.

Research domain focuses on the analysis and design of server infrastructures for efficient and secure storage of data obtained from laboratory experiments, with the integration of data collection and processing technologies. Objective of the thesis: To develop a comprehensive solution for reliable management of scientific research data, based on sensor integration, the use of RAID technologies, and the implementation of SMB and NFS protocols for secure and fast data transfer. Chapter 1 provides a detailed analysis of the requirements and specifications for the server infrastructure used in the project, presenting the selected equipment (MikroTik CSS326 and Synology RX418), its advantages, and technical characteristics relevant to data storage and protection. RAID-based storage solutions, as well as SMB and NFS protocols for file transfer, are discussed. Chapter 2 is dedicated to the design of the server infrastructure architecture. It describes the configuration stages of network and storage equipment (MikroTik CSS326 and Synology RX418), including the setup required for RAID implementation and sensor integration. The optimization of system performance and scalability is analyzed to meet the needs of large data volumes and multiple users. Chapter 3 focuses on testing and evaluating the performance of the developed system. Testing procedures for verifying the reliability and performance of the storage infrastructure are described, including stress and load testing. Additionally, the results of sensor testing and their integration with the server infrastructure for data collection and storage are presented. Conclusions: The master's thesis proposes a scalable, reliable, and high-performance server infrastructure for the storage of laboratory research data, ensuring efficient data management and protection. The solution provides a robust framework for sensor integration and real-time monitoring, enabling detailed studies of materials and their properties.