Модульные коммутационные комплексы (МКК)

МКК имеют несколько вариантов исполнения:

  • Высокоскоростные аппаратные коммутаторы специального назначения;
  • Модульные масштабируемые коммутаторы для пунктов управления и узлов связи;
  • Промышленные аппаратные коммутаторы.

Общее назначение

  • Комплексная защита сети.
  • Минимальное количество аппаратных компонентов, образующих сеть.
  • Оперативное управление режимами работы сети.
  • Мониторинг и диагностика работы сети в реальном масштабе времени.
  • Оперативная замена текущего стека протоколов обмена информацией между элементами сети.
  • Моделирование работы сети в реальном масштабе времени.

Одной из технологий, применяемой в МКК, является маршрутизация по меткам (MPLS коммутация). Благодаря этому решению удалось достичь более высокой скорости передачи информации по сети, по сравнению с традиционной IP маршрутизацией, а также защитить информационный обмен от перехвата и подмены пакетов.

Ключевыми элементами МКК являются ПЛИС. С одной стороны, применение программируемой логики позволяет реализовать достаточно сложную, и в тоже время быструю, аппаратную обработку пакетов. С другой стороны - внутренняя структура ПЛИС может быть перепрограммирована для решения новых, актуальных задач.

Функциональные возможности МКК

  • Внедрение метки в сетевой кадр.
  • Внедрение в сетевой кадр признаков позволяющих определить принадлежность сетевого кадра к категории свой или чужой.
  • Маршрутизация сетевых кадров между транспортными каналами в соответствии с базой связей «План – Приказ».
  • Управление сетевыми кадрами согласно категории срочности.
  • Сбор и передача данных о сетевой активности на сервер хранения статистики.
  • Отказоустойчивость (резервирование ключевых узлов изделия).
  • Возможность удаленного обслуживания.
  • Функция передачи служебной информации повышенной важности.
  • Обмен служебной информацией для корректировки функций или изменения режима работы.

В модульном масштабируемом коммутаторе реализован принцип открытой архитектуры, позволяющий пользователю самому комплектовать нужную ему конфигурацию коммутатора и производить при необходимости её модернизацию. Конфигурацией является фактический набор периферийных модулей, которые составляют модульный масштабируемый коммутатор. Принцип открытой архитектуры позволяет менять состав устройств коммутатора. К информационной магистрали могут подключаться дополнительные периферийные устройства, одни модели устройств могут заменяться на другие.

Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали на физическом уровне осуществляется через пассивную кросс плату, являющуюся основой коммутационной секции. Секции объединены между собой с помощью высокоскоростной оптоволоконной локальной сети, центральным элементом которой является оптический коммутатор структуры связей. Модельный ряд периферийных устройств формируется по требованию заказчика.

Промышленный аппаратный коммутатор разрабатывается с учетом всех необходимых в промышленности требований, в числе которых расширенный диапазон рабочих температур, повышенная наработка на отказ и соответствие отраслевым стандартам. Особое внимание уделено надежности работы сети. Разработана технология, обеспечивающая резервирование сети и восстановление ее работы при неполадках за доли секунд. Аппаратный коммутатор поддерживает все основные типы промышленных протоколов и периферийные устройства различных производителей.

В состав МКК входит модуль сопряжения интерфейсов

  • интерфейс Fibеr Channel, с пропускной способностью не менее 1Гбит/с;
  • интерфейс Ethernet FХ/TХ 100/1000 с пропускной способностью не менее 1Гбит/с
  • интерфейсы Е0..Е4;
  • а также следующие интерфейсные модули: «Манчестер-2», МКИО, RS232/485/422, С1, С2 и С2 спец.

Физическая реализация

Благодаря модульному принципу наращивания и использованию передовых технологий, МКК может быть исполнен в различных вариантах: от мобильного (размеры 15х15х4 см), до многофункционального (типоразмер корпуса 19, 4U). Предусмотрена возможность расширения числа каналов с 8 до 256 портов.

Вспомогательные системы

Программа управления схемой маршрутизации «План-Приказ»

Возможности программного средства.

  • Визуальное составление правил маршрутизации сетевого трафика через порты ввода-вывода одного узла связи на основе информации о номере порта ввода-вывода, адресов отправителя и получателя.
  • Визуальное картографическое отображение и редактирование схемы маршрутизации сетевого трафика между узлами связи. Обеспечение наглядности, удобства, и простоты понимания структуры. Позволяет видеть все узлы связи, именовать их, просматривать и редактировать правила маршрутизации. На карте отображаются транспортные каналы связи, тип канала связи, (оптоволокно, радиомост, медный кабель, спутник) направление передачи данных, (односторонняя, двусторонняя) полоса пропускания. Объекты схемы можно добавлять, удалять, перемещать, детализировать, а также изменять их внешний вид.
  • Возможность принятие в эксплуатацию установленных правил маршрутизации, как отдельного узла связи, так и всей схемы в целом.
  • Обеспечение загрузки ранее сохранённых схем позволяет передавать правила ответственным лицам для ввода их в эксплуатацию ручным способом, когда нет прямого канала управления с оборудованием маршрутизации.

Мониторинг сетевой активности сегмента сети

Монитор сетевой активности представляет программный компонент, способный отслеживать сетевую активность с точностью до 1 пакета/байта переданных данных постфактум. При этом используются стандартные протоколы слежения за сетевой активностью семейства NetFlow (по UDP). Поскольку Монитор получает информацию о прохождении пакетов по сети постфактум с джитером до нескольких секунд, (настраиваемая на большинстве маршрутизаторов величина) он прежде всего выполняет функции слежения и статистики.

По результатам статистических измерений прохождения пакетов при помощи Монитора можно:

  • наблюдать за изменением средней величины пропускной способности сети;
  • выявлять «узкие места»;
  • нестандартные ситуации, связанные с прохождением большого количества «паразитного» трафика;
  • Производить статистический анализ сетевой активности с любым уровнем детализации (вплоть до индивидуальных UDP/TCP соединений);
  • Производить учет (IP-accounting) для клиентов, подключенных "по портам".

Система состоит из 2х частей: интерфейс и ядро.

Модульное ядро написано на C++. Набор компонент ядра Монитора сетевой активности позволяет связывать ядро Монитора не только с биллинговой системой любой сложности, с широким спектром баз данных и любым набором, и форматом хранимой информации, но и с другими программными комплексами, например, учета и слежения за состоянием оборудования.

Интерфейс Монитора (на основе веб-сервера Apache) представляет собой среду управления данными и параметрами, необходимыми для функционирования ядра Монитора, а также среду просмотра собранной статистики по наблюдаемым объектам, 3D-модель сетей, систему сигнализации о внештатных ситуациях.

Имитационное аппаратное моделирование информационных сетей в программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС).

Программа визуализации и управления процессом моделирования на IBM совместимом компьютере.

  • автоматическое определение структуры сети и формирование графа состояния;
  • графическое представление структуры сети;
  • вывод статистических данных о состоянии моделируемой информационной сети в виде гистограмм, секторных диаграмм, таблиц, графиков;
  • разработка панелей управления процессом моделирования в ПЛИС, кнопки, меню, текстовый ввод;

Функциональные элементы имитационного аппаратного моделирования информационных сетей.

  • разработка аппаратного генератора транзактов имитирующего IP пакет ARP, ICMP, IP, TCP, UDP с заданным законом распределения;
  • разработка аппаратных модулей формирования статистики прохождения транзакта модели через узел графа (коммутатор, маршрутизатор) моделируемой информационной сети;
  • разработка аппаратных модулей сбора данных с аппаратных модулей формирования статистики, формирование пакета с данными и передачи пакета по каналу Ethernet на управляющий компьютер;
  • разработка аппаратного модуля, обеспечивающего прием команд из управляющего компьютера и отправку статистических данных о моделировании информационной сети по каналу Ethernet.
  • разработка аппаратного модуля моделирующего работу коммутатора (Узла сети);
  • разработка аппаратного модуля, моделирующего очередь транзактов по их типу и приоритетности;
  • разработка аппаратного модуля, моделирующего задержку прохождения транзакта по ветви графа. (Задержка передачи данных в каналах связи)
  • разработка аппаратного модуля, обеспечивающего наращивание ресурса модели информационной сети.

Разработка технологии создания протоколов обмена информацией для организации взаимодействия между элементами сети.

Необходимость разработки технологии создания протоколов связана с тем, что современная информационная сеть находится в состоянии постоянного развития аппаратных компонентов, протоколов взаимодействия и требует максимального использования САПР.

Технология создания протоколов обмена информацией представляет собой автоматизированную экспертную систему с правилами построения системы протоколов, на основе которых создается соответствующая база данных. Она позволяет:

  • создавать базы данных, содержащих стек ранее созданных протоколов и новых протоколов обмена информацией.
  • моделировать взаимодействие подсистем информационной сети с различными типами протоколов.
  • моделировать конверторы преобразования из одного типа протокола в другой.

Другие проекты