RU2771431C1 - Platform for building control systems, data tranfer and processing in computer networks - Google Patents
Platform for building control systems, data tranfer and processing in computer networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2771431C1 RU2771431C1 RU2021120326A RU2021120326A RU2771431C1 RU 2771431 C1 RU2771431 C1 RU 2771431C1 RU 2021120326 A RU2021120326 A RU 2021120326A RU 2021120326 A RU2021120326 A RU 2021120326A RU 2771431 C1 RU2771431 C1 RU 2771431C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- modules
- unit
- control system
- platform
- operator
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F15/00—Digital computers in general; Data processing equipment in general
- G06F15/16—Combinations of two or more digital computers each having at least an arithmetic unit, a program unit and a register, e.g. for a simultaneous processing of several programs
Abstract
Description
Изобретение относится к области компьютерных сетевых технологий, а именно к платформам для построения систем управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях.The invention relates to the field of computer network technologies, namely to platforms for building control systems, data transmission and processing in computer networks.
Подобные системы снабжены стандартным набором функций:Such systems are equipped with a standard set of functions:
- поддержки существующих и разрабатываемых сетевых протоколов в сервис-ориентированном стеке программного обеспечения,- support of existing and developing network protocols in a service-oriented software stack,
- системы управления непосредственно устройством так и другими, поддерживающими технологию SDN,- control systems directly to the device and others that support SDN technology,
- информационной безопасности – выявления потенциально опасного трафика на основе сигнатурного анализа, машинного обучения и искусственного интеллекта, принятия решения о его блокировке на основе гибкой системы правил,- information security - identifying potentially dangerous traffic based on signature analysis, machine learning and artificial intelligence, making a decision to block it based on a flexible system of rules,
- обработки потока данных на вычислительных ядрах общего и специализированного назначения, программируемых логических интегральных схемах (ПЛИС, FPGA), на интегральных схемах специального назначения (ASIC) и их комбинаций.- data flow processing on general and specialized computing cores, programmable logic integrated circuits (FPGA, FPGA), on special purpose integrated circuits (ASIC) and their combinations.
Из уровня техники известна платформа для построения систем управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях (RU 2635896 C1, 16.11.2017), содержащая базовый вычислительный блок, построенный на микропроцессоре с архитектурой ARM, блок питания, блок интерфейсов, по меньшей мере один построенный на микропроцессоре с архитектурой ARM вычислительный модуль и один или более модулей на базе ПЛИС. Для образования многопроцессорной конфигурации используется шина стандарта CompactPCI Serial. A platform for building control systems, data transmission and processing in computer networks (RU 2635896 C1, November 16, 2017) is known from the prior art, containing a basic computing unit built on an ARM architecture microprocessor, a power supply unit, an interface unit, at least one built an ARM microprocessor-based computing module and one or more FPGA-based modules. To form a multiprocessor configuration, the CompactPCI Serial standard bus is used.
Недостатки такой платформы заключаются в ограничении по количеству подключаемых модулей и блоков, отсутствии возможности ее конфигурации в зависимости от количества подключенных блоков и модулей, использовании только CompactPCI Serial для объединения компонентов, наличии сложного способа охлаждения. Данное решение выбрано в качестве прототипа.The disadvantages of such a platform are the limitation on the number of plug-in modules and blocks, the inability to configure it depending on the number of connected blocks and modules, the use of only CompactPCI Serial to combine components, and the presence of a complex cooling method. This solution was chosen as a prototype.
Задачей изобретения является создание платформы для построения систем управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях, лишенной недостатков прототипа, предоставляющей возможность пользователям изменять структуру и конфигурацию под различные сценарии применения без проектирования и обладающей повышенной надежностью.The objective of the invention is to create a platform for building control systems, data transmission and processing in computer networks, devoid of the disadvantages of the prototype, allowing users to change the structure and configuration for various application scenarios without design and with increased reliability.
Технический результат заключается в повышении гибкости платформы для построения систем управления, передачи и обработки данных за счет возможности изменения ее конфигурации и распределения вычислительной нагрузки по имеющимся компонентам. The technical result consists in increasing the flexibility of the platform for building control systems, data transmission and processing due to the possibility of changing its configuration and distributing the computational load among the existing components.
Указанный результат достигается в платформе для построения систем управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях, содержащей базовый вычислительный блок, построенный на микропроцессоре с архитектурой ARM, блок питания и блок интерфейсов, за счет того, что базовый блок имеет микросервисную среду функционирования программных модулей, выполняющих сетевые и пользовательские функций, а также функции системы управления. Базовый блок посредством упомянутой системы управления выполнен с возможностью следующего:The specified result is achieved in a platform for building control systems, data transmission and processing in computer networks, containing a basic computing unit built on an ARM architecture microprocessor, a power supply unit and an interface unit, due to the fact that the main unit has a microservice environment for the operation of program modules, performing network and user functions, as well as the functions of the control system. The base unit by means of the mentioned control system is made with the possibility of the following:
определения наличия подключения по меньшей мере одного коммутационного блока и определения содержания в нем одной или нескольких ПЛИС и одной или нескольких ASIC, далее при наличии подключения выдачи сообщения оператору о возможности их применения, затем задания топологии по указанной оператором конфигурации, determining the presence of a connection of at least one switching unit and determining the content of one or more FPGAs and one or more ASICs in it, then, if there is a connection, issuing a message to the operator about the possibility of their use, then setting the topology according to the configuration specified by the operator,
определения наличия подключения к коммутационному блоку блока вычислительных модулей, содержащего установленные на материнской плате коммутационную матрицу и по меньшей мере один построенный на микропроцессоре с архитектурой ARM вычислительный модуль с микросервисной средой функционирования программных модулей, далее при наличии подключения выдачи сообщения оператору о возможности применения модулей, затем задания топологии по указанной оператором конфигурации, а при наличии в подключенном блоке двух вычислительных модулей резервирования на них системы управления.determining whether a block of computing modules is connected to the switching unit, containing a switching matrix installed on the motherboard and at least one computing module built on an ARM architecture microprocessor with a microservice environment for the operation of program modules, then, if there is a connection, issuing a message to the operator about the possibility of using the modules, then setting the topology according to the configuration specified by the operator, and if the connected unit has two computing modules of redundancy on them, the control system.
Предпочтительно, чтобы базовый блок посредством системы управления был выполнен с возможностью осуществления проверки работоспособности программных модулей в микросервисной среде на подключенных вычислительных модулях и базовом блоке, и в случае обнаружения неисправности в работе программных модулей осуществления перезапуска блока или соответствующих одного или нескольких модулей, а если неисправность заключается в работоспособности соответствующих одного или нескольких вычислительных модулей, то выполнения разворачивания работы программных модулей на других одном или нескольких вычислительных модулях и выдачи сообщения оператору о соответствующей неисправности.It is preferable that the base unit by means of the control system is configured to check the health of the software modules in the microservice environment on the connected computing modules and the base unit, and in case of a malfunction in the operation of the software modules, restart the unit or the corresponding one or more modules, and if a malfunction consists in the operability of the corresponding one or more computing modules, then deploying the operation of the program modules on the other one or more computing modules and issuing a message to the operator about the corresponding malfunction.
Дополнительно базовый блок посредством системы управления выполнен с возможностью осуществления проверки работоспособности подключенного по меньшей мере одного коммутационного блока и при обнаружении его неисправности выдачи соответствующего сообщения пользователю.Additionally, the base unit is configured by means of the control system to check the operability of the connected at least one switching unit and, upon detection of its failure, issue a corresponding message to the user.
Базовый блок посредством системы управления преимущественно выполнен с возможностью осуществления проверки работоспособности содержащихся в коммутационном блоке одной или нескольких ПЛИС и/или одной или нескольких ASIC и при обнаружении неисправности выдачи соответствующего сообщения пользователю.The base unit is advantageously configured by means of the control system to carry out a health check of one or more FPGAs and/or one or more ASICs contained in the switching unit and, if a fault is detected, issue a corresponding message to the user.
Как правило, базовый блок посредством системы управления выполнен с возможностью определения подключения к блоку интерфейсов других платформ и в случае наличия подключения формирования единой распределенной системы управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях.As a rule, the base unit by means of the control system is configured to determine the connection to the unit of interfaces of other platforms and, if there is a connection, form a single distributed system for controlling, transmitting and processing data in computer networks.
За счет базового вычислительного блока, способного с помощью системы управления задавать топологию платформы по указанной оператором конфигурации в зависимости от количества подключенных коммутационных блоков и вычислительных модулей, достигается заявленный технический результат. Гибкость в данном случае – это и есть возможность оперативно менять конфигурацию, добавлять или удалять элементы, возможность менять структуру устройства за счет задания топологии без изменения аппаратной части. Due to the base computing unit, which is capable of setting the platform topology according to the configuration specified by the operator, depending on the number of connected switching units and computing modules, using the control system, the claimed technical result is achieved. Flexibility in this case is the ability to quickly change the configuration, add or remove elements, the ability to change the structure of the device by setting the topology without changing the hardware.
Причем дополнительная способность в случае сбоя программного модуля в микросервисной среде выполнять перезапуск компонента, на котором произошел сбой, а в случае отказа одного из компонентов распределять нагрузку по оставшимся, позволяет обеспечить отказоустойчивость платформы.Moreover, the additional ability, in the event of a software module failure in a microservice environment, to restart the component on which the failure occurred, and in the event of a failure of one of the components to distribute the load over the remaining ones, allows to ensure the fault tolerance of the platform.
Предлагаемое изобретение поясняется с помощью фигуры, показывающей блок-схему, на которой позициями показаны следующие элементы:The present invention is illustrated by means of a figure showing a block diagram in which the following elements are indicated by positions:
1 – базовый вычислительный блок;1 - basic computing unit;
2 – блок питания;2 - power supply;
3 – блок интерфейсов и управления платформой;3 – block of interfaces and platform control;
4 – минимально возможная конфигурация платформы класса «Маршрутизатор» (router);4 - the minimum possible configuration of the platform of the class "Router" (router);
5 – коммутационный блок;5 - switching block;
6 – платформа класса «Маршрутизатор» (router) с увеличенной портовой оснащенностью, аппаратными ускорителями на ASIC и ПЛИС.6 - a platform of the "Router" class (router) with increased port equipment, hardware accelerators on ASICs and FPGAs.
7 – коммутационная матрица;7 - switching matrix;
8 – вычислительный модуль;8 - computing module;
9 – блок вычислительный модулей9 - block of computing modules
10 – платформа в расширенном оснащении;10 - platform in advanced equipment;
11 – другие платформы для системы управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях;11 - other platforms for the control system, transmission and processing of data in computer networks;
12 – сеть общего пользования;12 - public network;
13 – кластер из систем управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях предприятия;13 - a cluster of control systems, data transmission and processing in the enterprise computer networks;
100 – Ethernet каналы от внешних потребителей, например серверы, рабочие станции, системы видеонаблюдения и других, подключаемых к блоку интерфейсов;100 - Ethernet channels from external consumers, such as servers, workstations, video surveillance systems and other interfaces connected to the block;
101 – Ethernet, USB и/или RS-232 канал управления платформой через канал 103 соединен с блоком 1. Применяется там, где используется отдельный изолированный контур управления сетевыми устройствами.101 – Ethernet, USB and/or RS-232 platform control channel through
102 – шины питания различного напряжения и мощности, линии управления блоком питания (логические и PMBus);102 - power buses of various voltages and capacities, power supply control lines (logical and PMBus);
103 – Ethernet, USB и RS-232 каналы от блока 1 к блоку 3 для подключения внешних потребителей по каналам 100, 101, 110, 111;103 - Ethernet, USB and RS-232 channels from
105 – PCIe, Ethernet, USB, UART, SPI, I2C, GPIO каналы от блока 1 к одному или нескольким блокам 5 и блоку 9 (при их наличии);105 - PCIe, Ethernet, USB, UART, SPI, I2C, GPIO channels from
108 – каналы данных, формируемые коммутационной матрицей по заданной проблемно-ориентированной конфигурации, между блоками 8 и через каналы 105 с блоками 1, 5, и каналы 135 с блоком 3;108 - data channels formed by the switching matrix according to a given problem-oriented configuration, between
110 – каналы, соединяющие платформы в кластер 13 в пределах действия корпоративной доверенной сети предприятия110 - channels connecting platforms into a cluster 13 within the scope of the corporate trusted network of the enterprise
111 – защищенные криптографическим способом каналы для передачи информации через сети общего пользования, соединяющие платформы в кластер 13;111 - cryptographically protected channels for transmitting information through public networks connecting platforms into cluster 13;
135 – каналы от блока(ов) 5 к блоку 3 для подключения внешних потребителей.135 - channels from block(s) 5 to block 3 for connecting external consumers.
Платформа для построения систем управления, передачи и обработки данных в вычислительных сетях включает базовый вычислительный блок 1, имеющий необходимый набор оперативной и долговременной энергонезависимой памяти и построенный на микропроцессоре с архитектурой ARM, в частности, на микропроцессоре Baikal BE-M1000, также возможно применение других процессоров с архитектурой ARM, как российского, так и иностранного производства, блок питания 2 заданной мощности и блок интерфейсов 3, к которому осуществляется подключение внешних каналов данных и управления 100, 101, 110, 111. Блок 3 может обеспечивать управление питанием системы, её сброса и отображения информации на световых, цифробуквенных индикаторах или графических экранах.The platform for building control systems, data transmission and processing in computer networks includes a
Выбор в пользу ARM определен наличием встроенных в процессор большого количества разновидностей высокоскоростных интерфейсов (PCIe, Ethernet, USB, SPI) и существованием специализированных процессоров со специализированными блоками обработки данных и сетевых пакетов.The choice in favor of ARM is determined by the presence of a large number of high-speed interfaces built into the processor (PCIe, Ethernet, USB, SPI) and the existence of specialized processors with specialized data processing units and network packets.
На базовом блоке 1 развернута микросервисная среда функционирования программных модулей, выполняющих сетевые и пользовательские функций. Одним из таких модулей является система управления, которая состоит из:On the
– программного интерфейса приложения (англ. application programming interface, API) через который осуществляется взаимодействие между программными компонентами;– application programming interface (API) through which interaction between software components is carried out;
– планировщика, осуществляющего запуск и контроль состояния контейнеризированного приложения на доступном ресурсе базового блока 1 и/или вычислительных модулей 8, как на конкретной платформе, например, в оснащении 10, так и в кластере 13 платформ;– a scheduler that launches and monitors the state of a containerized application on an available resource of the
– контроллера, осуществляющего мониторинг состояния приложений, запущенных в микросервисной виртуализированный среде, как на конкретной платформе, например, в оснащении 10, так и в кластере 13 платформ;– a controller that monitors the state of applications running in a microservice virtualized environment, both on a specific platform, for example, in equipment 10, and in a cluster 13 of platforms;
– подсистемы хранения конфигурации и данных;– configuration and data storage subsystems;
– интерфейса командной строки (сommand line interface, CLI);– command line interface (CLI);
– графического интерфейса пользователя (graphical user interface, GUI);– graphical user interface (GUI);
– других программных модулей, необходимых для функционирования программных и аппаратных компонентов системы.– other software modules necessary for the functioning of the software and hardware components of the system.
Базовый блок 1 с помощью системы управления обеспечивает первоначальное конфигурирование платформы в любом оснащении 4, 6 или 10 при первом включении, обнаружение изменений в составе аппаратных компонентов и программных блоков с последующим гибким переконфигурированием платформы с учетом новых условий и отображением данного процесса в интерфейсе управления. Так, при появлении новых коммутационных блоков 5 оператор конфигурирует платформу для их использования. При добавлении дополнительных вычислительных модулей 8 в виде дополнительных вычислительных ресурсов, оператор настраивает платформу на их использование. The
Также система управления поддерживает технологию SDN (software-defined networking), посредством которой возможно конфигурировать коммутационные матрицы основной платформы (например, 10) а также платформ, входящих в кластер 13. Система управления осуществляет задание топологии по указанной оператором конфигурации, а также использует новые ресурсы для повышения надежности платформы или кластера 13 в автоматическом режиме. The control system also supports SDN technology (software-defined networking), through which it is possible to configure switching matrices of the main platform (for example, 10) as well as platforms included in the cluster 13. The control system sets the topology according to the configuration specified by the operator, and also uses new resources to improve the reliability of the platform or cluster 13 in automatic mode.
Кроме того, на базовом блоке 1 функционируют необходимые сетевые сервисы для устройства класса «Маршрутизатор» (router), что достаточно для работоспособности в оснащении 4.In addition, the necessary network services for a device of the “Router” class (router) function on the
Расширение портовой емкости и функционала платформы (например, в оснащении 6) обеспечивается за счет одного или нескольких коммутационных блоков 5 с необходимым набором сетевых интерфейсов, выведенных через блок 3 каналами 135 для подключения внешних потребителей. На таких блоках 5 размещаются электронные модули в заданной конфигурации: Expansion of port capacity and functionality of the platform (for example, in equipment 6) is provided by one or
– коммутационной матрицы российского производства, например, 1923КХ028 (АО «ПКК Миландр») или иностранного производства для обеспечения информационного обмена с внутренними потребителями по каналам 105 или внешними потребителями через блок 3 по каналам 100, 101, 110, 111, а также обеспечения функций информационной безопасности (фильтрация и блокировка трафика), агрегации и зеркалирования;- switching matrix of Russian production, for example, 1923KX028 (JSC "PKK Milandr") or foreign production to ensure information exchange with internal consumers via
– ПЛИС российского производителя АО "Воронежский Завод Полупроводниковых Приборов-Сборка" серии 5576, 5576 или иностранного производства для размещения сконфигурированных цифровых электронных схем, описанных на языке описания аппаратуры (hardware description language, HDL), которые реализуют функции аппаратного ускорения обработки данных, заданных конечным пользователем без изменения платформы;– FPGA of the Russian manufacturer JSC "Voronezh Plant of Semiconductor Devices-Assembly" series 5576, 5576 or foreign production for accommodating configured digital electronic circuits described in the hardware description language (HDL), which implement the functions of hardware acceleration of data processing specified by the final by the user without changing the platform;
– ASIC отечественного (российского производства АО «ПКК Миландр») или иностранного производства: микроконтроллеры, микросхемы промышленных протоколов RS -232, RS-422, RS-485, CAN и другие;– ASIC of domestic (Russian production of PKK Milandr JSC) or foreign production: microcontrollers, microcircuits of industrial protocols RS-232, RS-422, RS-485, CAN and others;
– другие перспективные электронные модули.– other promising electronic modules.
Каждый блок 5 содержит хотя бы одну коммутационную матрицу, которая соединяется с ПЛИС и/или ASIC при их наличии, а также другими электронными модулями, входящими в состав блока 5. Информационный обмен осуществляется по интерфейсу Ethernet (105). Блок 1 управляет коммутационной матрицей посредством PCIe (105), низкоскоростных интерфейсов SPI, I2C, USB и другими поддерживаемыми конкретной матрицей соединениями (105). Канал 105 содержит потоки данных и управления, которые могут быть разделены на физическом уровне по разным каналам или посредством VLAN. Each
Изобретение также может информационно связываться каналами 110 и 111 с другими платформами 11 напрямую или через открытые сети передачи данных 12 с применением технологии защиты VPN.The invention can also communicate via
Платформа в оснащении 10 также включает блок 9, являющийся кластером из заданного количества вычислительных модулей 8, каждый из которых построен на микропроцессоре с технологией ARM российского ВЕ-М1000 или иностранного производства, имеет необходимый набор оперативной и долговременной памяти и позволяет обрабатывать данные программным обеспечением, развернутом в виртуальной микросервисной среде.The platform in equipment 10 also includes block 9, which is a cluster of a given number of
Вычислительные модули 8 устанавливаются в материнскую плату и посредством высокоскоростной коммутационной матрицы 7, например, 1923КХ028 (АО «ПКК Миландр») или иностранного производства, соединяются между собой каналами Ethernet 108 по заданной топологии (проблемно-ориентированной конфигурации), сформированной оператором после его уведомлений сообщением от системы управления. Так образуется блок вычислителей 9, благодаря которому достигается эффективное функционирование платформы 10 и наращивание ее производительности. Управляет коммутационной матрицей в блоке 9 базовый блок 1 по каналу 105.
Вычислительных модулей 8 на плате может быть от 1 до 24 или более. Модули 8 могут добавляться и заменяться по мере необходимости в течении жизненного цикла платформы или кластера 13. Система управления блока 1 непрерывно отслеживает наличие и количественный состав модулей 8 и при обнаружении изменении предлагает оператору возможные варианты использования их функционала и задает указанную оператором конфигурацию.
Вывод сообщений оператору может быть реализован с помощью различных графических и не только приемов в интерфейсе блока 3, что очевидно специалисту в данной области техники.The output of messages to the operator can be implemented using various graphical and not only techniques in the interface of
Наличие в системе больше двух модулей 8 и сервис-ориентированного стека программного обеспечения повышает надежность платформы в целом путем автоматического перераспределения системой управления нагрузки с неисправных вычислительных модулей 8 на свободные. Также это справедливо и для повышения надежности функционирования самой системы управления, которая резервируется на двух модулях 8 при их наличии. При неисправности блока 1 система управления способна автоматически мигрировать на заранее определенный оператором модуль 8 с оповещением о выявленных проблемах, что позволит поддержать платформу в работоспособном состоянии до принятия мер по восстановлению работоспособности блока 1.The presence in the system of more than two
Вычислительные модули 8 предназначены для реализации одного или нескольких сетевых сервисов, таких как:
- система обнаружения вторжений (Intrusion Detection System, IDS);- intrusion detection system (IDS);
- система предотвращения вторжений (Intrusion Prevention System, IPS);- intrusion prevention system (IPS);
- межсетевой экран нового поколения (Next-Generation Firewall, NGFW)- Next-Generation Firewall (NGFW)
- виртуальная частная сеть (Virtual Private Network, VPN);- virtual private network (Virtual Private Network, VPN);
- веб-сервер;- web server;
- сервер баз данных;- database server;
- сетевых систем хранения данных (Network Attached Storage, NAS);- network storage systems (Network Attached Storage, NAS);
- другие пользовательские сервисы, способные функционировать в среде виртуализации.- other user services capable of functioning in a virtualization environment.
Применение энергоэффективных микропроцессоров с архитектурой ARM в блоках 1 и 8 позволяет получить платформу с плотной компоновкой элементов и низкого энергопотребления, что в свою очередь позволяет размещать гибко сформированное решение в стандартных серверных и коммутационных стойках с высотой корпуса от 1U.The use of energy-efficient microprocessors with ARM architecture in
Система управления блока 1 по указанию оператора осуществляет задание топологии (проблемно-ориентированной конфигурации) соединения каналов 105, 108 данных и управления между блоками посредством интерфейса PCIe. Блок 1 управляет коммутационной матрицей 7 блока 9 посредством PCIe (105), низкоскоростных интерфейсов SPI, I2C, USB и другими поддерживаемыми конкретной матрицей соединений (105).
Так, применение в изобретении сервис-ориентированного стека программного обеспечения и системы управления позволяет объединить некоторое количество платформ 11 и образовать распределенную защищенную сеть передачи данных предприятия 13. А применяемая программно-аппаратная архитектура обеспечивает надежное функционирование кластера 13 при выходе из строя одной или нескольких платформ 11 или их составляющих. Это обеспечивается автоматическим перераспределением системой управления функций по модулям 8 платформы 10.Thus, the use of a service-oriented software stack and control system in the invention makes it possible to combine a certain number of
Система работает следующим образом.The system works as follows.
После подачи по шине 102 электропитания на платформу в ней загружается операционная система со средой виртуализации и системой управления.After the
Если система управления определила, что это первый запуск, то запускается механизм обнаружения аппаратных модулей 1, 3, 5, 8, 11, проверка их работоспособности. If the control system has determined that this is the first launch, then the mechanism for detecting
Если после запуска в систему добавляется или из нее удаляется коммутационный блок 5, блок 9 вычислительных модулей, вычислительный блок 8, платформа 11, то система управления определяет количество подключенных или удаленных модулей, блоков или компонентов.If, after starting, a
Собранная информация отображается в CLI (Command Line Interface - интерфейс командной строки) и GUI (Graphic User Interface - графический пользовательский интерфейс) посредством блока интерфейсов 3. Оператор системы на основе полученных данных от системы управления конфигурирует оборудование: The collected information is displayed in the CLI (Command Line Interface - command line interface) and GUI (Graphic User Interface - graphical user interface) through the
- на имеющихся ресурсах разворачивает необходимы программные модули;- deploys the necessary software modules on available resources;
- конфигурирует коммутационные матрицы в заданной проблемно-ориентированной конфигурации;- configures switching matrices in a given problem-oriented configuration;
- конфигурирует интерфейсы управления, при необходимости добавляет платформу в кластер 13;- configures management interfaces, if necessary, adds a platform to cluster 13;
- при наличии в платформе двух вычислительных модулей 8 или подключения к кластеру 13, при необходимости, настраивает возможность резервирования системы управления;- if there are two
- осуществляет мониторинг состояния платформы, а при наличии нескольких (11) – всего кластера 13;- monitors the state of the platform, and if there are several (11) - the entire cluster 13;
- осуществляет необходимые операции по перенастройке оборудования и программных модулей.- performs the necessary operations to reconfigure equipment and software modules.
Например, оператор платформы 10 путем решения конкретной задачи на объекте может сконфигурировать коммутационную матрицу 7 так, чтобы поток данных шел последовательно через два блока 8, потом заводится на ПЛИС и ASIC блока 5 и далее через блок 8 на выход через блок 3. For example, the operator of platform 10, by solving a specific task at the facility, can configure the switching matrix 7 so that the data flow goes sequentially through two
На основе настроек оператора система управления задает топологию путем формирования низкоуровневых команд управления коммутационными матрицами блока 5 и блока 9, которые в свою очередь формируют каналы передачи данных между блоками 1, 3, 5, 8 по заданной объектно-ориентированной топологии. Кроме того, система управления путем мониторинга запущенных программных блоков управляет ими.Based on the operator's settings, the control system sets the topology by generating low-level commands to control the switching matrices of
Система управления также осуществляет проверку работоспособности программно-аппаратных модулей.The control system also checks the operability of software and hardware modules.
При выявлении проблем в функционировании одного из программных модулей в микросервисной среде, в том числе и системы управления, в автоматическом режиме осуществляется его перезапуск. В случае, если это не помогло или узел неисправен (аппаратный сбой), то разворачивание программного обеспечения происходит на доступных узлах в пределах платформы или кластера 13.If problems are identified in the functioning of one of the software modules in the microservice environment, including the control system, it is automatically restarted. In case this did not help or the node is faulty (hardware failure), then the software is deployed on available nodes within the platform or cluster 13.
Информация о предпринятых системой управления мерах выводится в CLI и GUI. Оператор платформы или кластера 13 предпринимает необходимые действия для ее восстановления:Information about the measures taken by the management system is displayed in the CLI and GUI. The operator of the platform or cluster 13 takes the necessary actions to restore it:
- при аппаратном сбое меняет неисправный узел или платформу;- in case of a hardware failure, it changes the faulty node or platform;
- при необходимости в ручном режиме переконфигурирует платформу.- if necessary, manually reconfigures the platform.
Платформа по настоящему изобретению реализуется с помощью известных и очевидных для специалиста в данной области техники средств и методов. The platform of the present invention is implemented using means and methods known and obvious to a person skilled in the art.
Таким образом, использование изобретения обеспечит повышение гибкости и отказоустойчивости платформы для построения систем управления, передачи и обработки данных за счет возможности изменения ее конфигурации и распределения вычислительной нагрузки по имеющимся компонентам. Thus, the use of the invention will increase the flexibility and fault tolerance of the platform for building control, transmission and data processing systems due to the possibility of changing its configuration and distributing the computational load among the available components.
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021120326A RU2771431C1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | Platform for building control systems, data tranfer and processing in computer networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021120326A RU2771431C1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | Platform for building control systems, data tranfer and processing in computer networks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2771431C1 true RU2771431C1 (en) | 2022-05-04 |
Family
ID=81458977
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021120326A RU2771431C1 (en) | 2021-07-09 | 2021-07-09 | Platform for building control systems, data tranfer and processing in computer networks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2771431C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040088186A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-05-06 | Anvekar Dinesh Kashinath | Distributed convergent service control platform |
RU66836U1 (en) * | 2007-04-28 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Центральный научно-исследовательский институт систем управления" (ОАО "АК "ЦНИИСУ") | AUTOMATED SYSTEM OF CONTROL AND MANAGEMENT OF REMOTE OBJECTS |
WO2013072925A2 (en) * | 2011-09-19 | 2013-05-23 | Tata Consultancy Services Limited | A computing platform for development and deployment of sensor data based applications and services |
RU2635896C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-11-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" (АО "НИИВК им. М.А. Карцева") | High-performance computer platform based on processors with heterogeneous architecture |
US20180024955A1 (en) * | 2013-12-26 | 2018-01-25 | Intel Corporation | Computer architecture to provide flexibility and/or scalability |
-
2021
- 2021-07-09 RU RU2021120326A patent/RU2771431C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040088186A1 (en) * | 2002-11-04 | 2004-05-06 | Anvekar Dinesh Kashinath | Distributed convergent service control platform |
RU66836U1 (en) * | 2007-04-28 | 2007-09-27 | Открытое акционерное общество "Акционерная компания "Центральный научно-исследовательский институт систем управления" (ОАО "АК "ЦНИИСУ") | AUTOMATED SYSTEM OF CONTROL AND MANAGEMENT OF REMOTE OBJECTS |
WO2013072925A2 (en) * | 2011-09-19 | 2013-05-23 | Tata Consultancy Services Limited | A computing platform for development and deployment of sensor data based applications and services |
US20180024955A1 (en) * | 2013-12-26 | 2018-01-25 | Intel Corporation | Computer architecture to provide flexibility and/or scalability |
RU2635896C1 (en) * | 2016-07-07 | 2017-11-16 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт вычислительных комплексов им. М.А. Карцева" (АО "НИИВК им. М.А. Карцева") | High-performance computer platform based on processors with heterogeneous architecture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107209671B (en) | Dynamic automatic monitoring and control of boot operations in a computer | |
CN110633170A (en) | Localized service recovery | |
US10511508B2 (en) | Network packet forwarding systems and methods to push packet pre-processing tasks to network tap devices | |
CN105204965B (en) | Method and apparatus for the dynamic node reparation in multi-node environment | |
US20200104222A1 (en) | Systems and methods for managing server cluster environments and providing failure recovery therein | |
US9135018B2 (en) | Computer cluster and method for providing a disaster recovery functionality for a computer cluster | |
US8527808B2 (en) | DMI redundancy in multiple processor computer systems | |
CN105159798A (en) | Dual-machine hot-standby method for virtual machines, dual-machine hot-standby management server and system | |
US9491050B2 (en) | Systems and methods for infrastructure template provisioning in modular chassis systems | |
US10361948B2 (en) | Communication loop prevention in an information handling system | |
CN103995575A (en) | Server starting method and server | |
CN113515408A (en) | Data disaster tolerance method, device, equipment and medium | |
RU2771431C1 (en) | Platform for building control systems, data tranfer and processing in computer networks | |
US9306768B2 (en) | System and method for propagating virtualization awareness in a network environment | |
US20060195558A1 (en) | Redundant manager modules | |
CN115328706A (en) | Comprehensive control method and system for dual-CPU redundant architecture | |
US8854951B2 (en) | Dynamically updating routing information while avoiding deadlocks and preserving packet order after a link error | |
CN107291653B (en) | Multiprocessor system and method for configuring multiprocessor system | |
CN109491867A (en) | A kind of communication automatic recovery method and device | |
US11349964B2 (en) | Selective TCP/IP stack reconfiguration | |
CN110114805B (en) | Fire protection control unit | |
JP5464886B2 (en) | Computer system | |
Wang et al. | Virtual machines of high availability using hardware-assisted failure detection | |
US20230385697A1 (en) | Self-learning green networks | |
CN117453457A (en) | Virtual machine backup method and device, intelligent network card and computer readable storage medium |