Uporaba Linux v produktih Iskratel

Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

OBR70121a

Uporaba Linux v produktih Iskratel

Sani Rus

Iskratel, doo

IBLOC, Portorož, september 2007

2

za več informacij obiščite http://www.iskratel.si

Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Povzetek: o podjetju produkti razvojno okolje tehnologije platforme, arhitekture kriteriji za izbiro OS in razvojne platforme posebnosti telekomunikacijskih sistemov carrier grade sistemi real-time, performance, skalabilnost visoka razpoložljivost nadzor sistemov pravna vprašanja, priporočila

3


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

O podjetju: ponudnik sodobnih komunikacijskih rešitev zasnova, razvoj in implementacija komunikacijskih omrežij

osnovanih na lastnih produktih in lastni blagovni znamki kupcem ponujamo svetovanje, izobraževanje, načrtovanje, gradnjo

omrežij in celovito tehnično podporo

Podatki za leto 2006 promet 136,8 M EUR, bruto dobiček 37,3 M EUR vlaganje v razvoj 21,7 M EUR 1290 zaposlenih od tega 300 v tujini 520 zaposlenih v razvojnih oddelkih razvojne enote v Kranju, Mariboru, Skopju, Harkovu, Minsku, Moskvi,

Jekaterinburgu večji lastniki – Siemens AG, Gorenjska banka

4


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Produkti 1/2:glavne produktne linije: klasična TDM omrežja – analogna, ISDN telefonija širokopasovni dostop – ADSL, ADSL2+, VDSL tehnologije, FTTH,

CPE + DSLAM brezžični fiksni dostop – WiMax BS, SS prehod na omrežja naslednje generacije – NGN omrežja, prenos po

IP gradniki omrežij:

dostopovni prehod – access gateway medijski prehod – signaling & media gateway, trunking

gateway klicni strežnik – call server, soft switch aplikativni strežnik - application server, storitve z dodano

vrednostjo upravljalsko vozlišče – management node

konvergenca omrežij – prenos govora, podatkov in videa

5


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Produkti 2/2:Multi Service Access

NodeAggregation

NetworkService

EdgeHome/Business

NetworkCore

Network

Internet

Ethernetaggregation

Service Network

Application server

Management

Call serverPOTS

ADSL2+SHDSL

VDSL2 FTTC

FTTH

WiMAX

FTTBETTH

V5.2

Signaling & Media gateway

Broadband network gateway

BRAS

MPLS Core

TDM Switch

PSTN

Access gateway

WiMax

DSLAM

6


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Razvoj programske opreme: host – target način dela, sistem na katerem teče razvoj SW ni sistem na

katerem se razvit SW kasneje izvaja

host okolje – razvojna orodja HP-UX serverji – od 1993 MS Windows serverji – od 2001 RH Linux serverji – od 2002

target okolje – končni produkt lastne ali COTS platforme komercialni ali open source OS

delovna postaja MS Windows desktop – lokalno le pisarniška orodja, priprava dokumentacije dostop do serverjev preko Citrix ali Reflection razvoj programske opreme lahko poteka le na host serverjih

z vpeljavo Linux OS vpeljemo poenotenje tako host-target HW platforme, kot tudi host-target OS

host

delovne postaje

target

...

7


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Razvojno okolje: glavnina programske opreme je razvita v jezikih

SDL (specification in description language) in C – omrežni elementi Java – upravljalski elementi

osnovna razvojna orodja in razvojni cikel: edit – compile – link – debug host - okolje na katerem razvijamo našo PO, na njem tečejo host OS in

razvojna orodja, simulatorji, shell make, Eclipse IDE target – okolje na katerem teče target OS in naša PO ločimo dva načina razvoja PO

native development – host sistem je isti/enak kot target, novejši targeti imajo dovolj virov (CPU, RAM, disk, OS, grafika), da bi na njih lahko poleg poganjanja PO tudi razvijali

cross development – host sistem se razlikuje od target sistema, večina naših target produktov ne more poganjati host razvojnih orodij, oz. gre za popolnoma drugačno HW arhitekturo, tako da razvoj teče na host serverjih

nekaj številk: tipični produkt obsega med 500.000 – 1 M LOC C kode in do 700.000 LOC SDL

kode (upoštevana samo lastna koda) generični produkti z vložki v rangu 20 – 30 MY

8


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Tehnologije: Posamezne komponente omrežij lahko razdelimo na

data plane, podatkovni nivo – npr. VoIP, video, xDSL prenos večjih količin podatkov s strogimi časovnimi zahtevami N*1 Gb, N*10 Gb vmesniki, N * mio paketov/s zahtevana odzivnost OS v rangu N*10 µs

control plane, kontrolni nivo - signalizacije in call control gradnja, rušenje zvez, obdelava klicev in storitev, obdelava signalizacij,

interoperabilnost signalizacij SS7, DSS1, V5.2, CAS H.323, SIP, SIP-T, MGCP, MEGACO/H.248, SIGTRAN – SCTP, M2UA, M3UA visoka razpoložljivost, skalabilnost od N*10 do N*100.000 naročnikov, N*mio

klicev na uro zahtevana odzivnost OS v rangu N*ms

management plane, upravljavski nivo nadzor omrežja in njegovih komponent, nadgradnje nadzor performanc, statistika, tarifiranje nadzor in obdelava napak upravljanje z varnostjo

9


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

HW platforme: data plane:

MSAN (multiservice access node) arhitektura univerzalni dostop – ozkopasovni, širokopasovni, žični, brezžični, zlivanje govora,

podatkov in videa samostojno razvite enote osnovane na PPC arhitekturi

PQ družina komunikacijskih kontrolerjev podjetja Freescale delovne frekvence od 80 – 800 MHz, pomnilnik RAM 32 – 256 MB, FLASH 32 – 64 MB, medij cFLASH 0-1 GB

control, management plane COTS (commercial of the shelf) enote x86 arhitekture (Xeon, Pentium M, Core2Duo) RAS - zanesljivost, razpoložljivost, servisibilnost, poraba moči, wat per slot formati enot

ATCA (Advanced telecom computing architecture) cPCI

delovne frekvence 800 – 2800 MHz, pomnilnik RAM do 4 GB, diski do 80 GB standardni blade serverji, 1U serverji

10


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

CPU arhitekture: glavni procesorski družini v naših sistemih sta Freescale PQ in

Intel x86 Freescale PQ – izvedenke PQI, PQII, PQIIPro, PQIII mikrokontrolerji,

ki imajo poleg procesorja integriran še komunikacijski koprocesor, Intel x86 – izvedenke Xeon, Pentium M, Core2Duo, multicore, SMP v nekaterih sistemih nastopajo tudi ARM procesorji (embedded kot

del DSP ali xDSL rešitve)

11


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Večprocesorske arhitekture: pot do povečanja performanc sistema se je z višanja delovne

frekvence CPU usmerila na področje večprocesorskih arhitektur (problem hlajenja CPU pri višjih frekvencah)

MIPS/wat – višje performance je z večprocesorskimi arhitekturami enostavneje doseči (linearna odvisnost) kot z višanjem delovne frekvence CPU (eksponentna odvisnost)

aplikativna PO in OS morata biti pripravljena na paralelni način izvajanja na večih procesorjih

12


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Produkti:

MEA 10

MEA 3

MEA 10 wall

ATCA

MEA 20

13


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Kriteriji pri izbiri operacijskega sistema: robustno jedro z kompletnim naborom funkcionalnosti in I/O enot nivo podpore, ki ga zagotavlja proizvajalec, zagotovljena prihodnost

produkta podpora širokemu naboru target sistemov, host sistemov,

pripadnost različnim ekosistemom nabor orodij na host strani – IDE okolje, prevajalniki, debuggerji,

simulatorji, profilerji, CVS, projektni management, odprti vmesniki 3rd party podpora (CPU, plošče, SW, telecom. rešitve) real-time performance, velikost, skalabilnost, izvorna koda načini doseganja visoke razpoložljivosti sistema skupni stroški – poslovni model, način licenciranja, royalties,

profesionalne storitve, šolanje

14


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Migracija OS:Multi Service Access

NodeAggregation

NetworkService

EdgeHome/Business

NetworkCore

Network

Internet

Ethernetaggregation

Service Network

Application server

Management

Call serverPOTS

ADSL2+SHDSL

VDSL2 FTTC

FTTH

WiMAX

FTTBETTH

V5.2

Signaling & Media gateway

Broadband network gateway

BRAS

MPLS Core

TDM Switch

PSTN

Access gateway

WiMax

DSLAM

15


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Posebnosti telekomunikacijskih sistemov: embedded (vgrajeni) sistemi:

sistemi v katerem je procesor neločljivo povezan z ostalimi komponentami sistema in opravlja vnaprej določena opravila, za razliko od sistemov kjer lahko poganjamo poljubno PO npr. desktop ali serverski računalniki

primeri embedded sistemov: komunikacijska oprema, bela tehnika, automotive, industrijska avtomatizacija, avionika

real-time sistemi sistemi z vnaprej določenim odzivnim časom

OS lahko teče na HW platformah z različnimi resursi OS mora zagotoviti sistemsko:

razpoložljivost robustnost odpornost obnovo

specializiran namensko razvit HW ali COTS HW/SW

16


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Real-time sistemi: sistemi z vnaprej predvidenim odzivnim časom to ne pomeni čim hitreje hard real time – nedoseganje predvidenih časovnih odzivov ima

lahko katastrofalne posledice npr. avionika, industrijska avtomatizacja

soft real time – občasno nedoseganje časovnih odzivov lahko toleriramo – podatkovne komunikacije, video

vsi Iskratel produkti so hard real time – odvisno od sistema morajo biti odzivni časi v rangu 50 – 3000 mikro sekund

neizpolnjevanje teh pogojev posledično pomeni – prometne izgube, nižanje kvalitete storitev, nedoseganje zahtev iz standardov oz. priporočil

17


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Carrier grade Linux: Linux posebej namenjen produktom, ki morajo dosegati zanesljivost v rangu

99,999 in več (izpad < 5 min letno, vključeni vsi posegi) specifikacije zahtev pripravljene v okviru OSDL (Open software development

lab) pod vodstvom Linusa Torvaldsa nabor zahtev, ki so specifične za telekomunikacijske produkte:

performančne in real time lastnosti servisibilnost skalabilnost, clustering robustnost, odpornost na preobremenitve

sodelovanje vseh pomembnejših igralcev: SW, HW in TEM - IBM, HP, Intel, Motorola, Cisco, Alcatel, Ericsson, NSN, Montavista, WindRiver

OSDL se je nedavno združil z Free Standards Group v Linux Foundation, organizacijo z nalogami:

podpora delovnim skupinam: CGL, mobile, virtualizacija, FHS, ... pravne zaščite Linux in zaščite Linux blagovne znamke podporo standardizaciji in LSB – Linux standard base spodbujanju sodelovanja med podjetji

18


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Carrier grade Linux: istočasno je SAF (Service availability forum) pripravil nabor

specifikacij s področij: HPI – hardware platform interface specification – vmesnik proti HW

platformi AIS – application interface specification – vmesnik med aplikacijo in

middleware availability – razpoložljivost sistemov clustering – podpora clustrom checkpointing – podpora redundanci messaging – komunikacija med sistemi notification, log, - administracija, alarmiranje in logiranje

SMI – systems management interface – specifikacija SNMP vmesnika do AIS in HPI

Osnovni namen specifikacij je zagotoviti: z uporabo standardnih vmesnikov zmanjšati time to market in razvojne

stroške povečati portabilnost aplikacij in interoperabilnost različnih platform izboljšati skalabilnost, upravljanje in nadzor napak zmanjšati tveganja z uporabo COTS HW in SW komponent

Trenutno se večina SAF aktivnosti odvija v organizaciji SCOPE

19


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Visoka razpoložljivost - HA: večina naših sistemov mora zagotavljati visoko razpoložljivost v

rangu 99,9995 % (t.j. izpad 2 – 3 minute na leto, vključno z nadgradnjami SW in HW)

splošna formula za izračun razpoložljivosti sistema

p = MTTF / (MTTF + MTTR)

MTTF – mean time to failure, čas med pojavitvami napakeMTTR – mean time to recover, čas potreben za odpravo napake

znižanje MTTR dosežemo z HW redundanco, vsi ključni sklopi sistema (procesorske enote, vodila, mrežna oprema, napajanje in hlajenje so podvojeni)

glavni vzroki nerazpoložljivosti TK sistemov so: SW napake, odpovedi HW, preobremenitve, vzdrževalni posegi, človeške napake

20


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

standardno Linux jedro ne izpolnjuje zahtev, ki jih postavljajo telekomunikacijski produkti

obdelava izjem v SW, delovanje OS ob pomanjkanju virov oz. preobremenitvah

potrebno je poskrbeti za ustrezno logistiko nadgradenj in vzdrževanja, ki ne vplivata na razpoložljivost sistema (nadgradnja OS ali aplikacije, konfiguriranje sistemov)

ustrezno je potrebno obdelati odpovedi HW in menjavo HW komponent (hot swap, hot plug in)

ključa s katerima dosegamo visoko razpoložljivost naših sistemov sta HW redundanca in SW checkpointing podvojene so vse pomembnejše HW komponente sistema HA platforma je osnovana na HA Linux in heartbeat open source

projektih za redundanco datotečnega sistema skrbita RAID1 in drbd stanje aktivne strani se ažurno prenaša na hot stby stran (state-

full aplikacija)

Visoka razpoložljivost - HA:

21


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Nadzor sistema: objekti OS in sistemski viri zanimivi za nadzor– procesi, vrste, CPU,

pomnilnik, I/O enote sledilniki - aplikativna in sistemska koda se ob izbranih dogodkih

(prekinitev, preklop procesa, sistemski klic) instrumentira s časovnimi znamkami, ki se med delovanje sistema zapisujejo v krožni buffer v RAM in kasneje v host okolju pregledajo z grafičnimi orodji (LTT – Linux trace toolkit, lastno orodje SMB)

profiliranje - med izvajanjem s pomočjo periodičnih prekinitev vzorčimo sistem, ob vsakem vzorčenju zabeležimo funkcijo, ki se trenutno izvaja in sproti gradimo listo pogostnosti izvajanja funkcij (oprofile, Intel VTune)

logiranje - sistemska, aplikativna in diagnostična sporočila

22


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

LTT - Linux trace toolkit

Sestavljen je iz treh sklopov in sicer: 1. Event flow graph, omogoča opazovalcu grafičen pregled nad dogodki v sistemu. 2. Process analysis, namenjen poglobljeni analizi vsakega procesa v časovnem intervalu

snemanja. 3. Raw list of events, pokaže splošne informacije o sistemu.

Event flow graph

Process analysis

Raw list of events

23


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

SMB – System message browser, lastno orodje za analizo, nadgradnja LTT

Možno je filtriranje po procesih, prekinitvah, SDL signalih, sistemskih klicih in uporabniških dogodkih

Prikaže lahko statistiko celotnega zapisa ali pa določenega odseka

24


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Pravna vprašanja: namesto ene licence in enega dobavitelja – eksplozija licenc:

GPL – general public license LGPL – lesser general public license XFree86 MIT BSD Apache Python ...

poskrbeti je potrebno za: zaščito lastne intelektualne lastnine preprečiti kršenje tuje intelektualne lastnine

distributer OS mora poskrbeti za indemnifikacijo – našo pravno

zaščito pred tretjimi osebami

25


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Osnove GPL, LGPL kar izpeljemo iz GPL oz. LGPL zapade pod GPL oz. LGPL nejasna definicija izpeljanega dela (derived work) celotno Linux jedro je GPL licencirano večina knjižnic je LGPL licencirana zaenkrat še brez pravne prakse (SCO – IBM)

26


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Priporočila – uporaba GPL kode vse naše spremembe v GPL kodi moramo ponuditi ostalim

uporabnikom vsa naša koda, ki bo linkana statično ali dinamično z GPL

kodo, zapade pod GPL licenco in jo moramo ponuditi ostalim uporabnikom (razen Linux jedra)

uporaba GPL .h datotek je prosta objektne kode ali knjižnic, ki jih generiramo iz GPL kode ne

smemo statično ali dinamično linkati z našo aplikacijo ali OS, če želimo ohraniti našo intelektulano lastnino

način komunikacije med našo aplikacijo in delom aplikacije, ki bo zapadel pod GPL naj gre preko vrst, signalov ali deljenega pomnilnika

27


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Priporočila – uporaba LGPL kode vse naše spremembe v LGPL kodi moramo ponuditi ostalim

uporabnikom vsa naša koda, ki bo linkana statično ali dinamično z LGPL

kodo oz. bo inkludirala LGPL headerje ostane naša intelektualna lastnina in ne zapade pod LGPL

28


Issu

ed

by

Iskr

ate

l; A

ll rig

hts

rese

rved

Hvala za pozornost!

Vprašanja?

Uporaba Linux v produktih Iskratel

Documents

Transcript of Uporaba Linux v produktih Iskratel