El más reciente Destructor de la Marina de los Estados Unidos gestionado por Linux
Anteriormente, solo bromeaban con eso, el cohete Linux. Aquí no hay broma. El sistema de información del destructor de la nueva generación Zumwalt (DDG 1000), que se lanzará en 2015, se basará en Red Hat Enterprise Linux. USS Zumwalt será un centro de datos flotante, con el apoyo de misiles y armas robóticas.
Cuando el USS Zumwalt (DDG 1000) salga al mar a fines de este año, será diferente de cualquier otro barco de la Armada en muchos aspectos. La nave por $ 3,5 mil millones está diseñada para el sigilo, la capacidad de supervivencia y la potencia de fuego, y está repleta de tecnología avanzada. Y en el núcleo de su trabajo se encuentra un centro de datos virtual que se ejecuta en el hardware del servidor disponible comercialmente, varios componentes de Linux que utilizan más de 6 millones de líneas de código de software.
Octubre 10 Sean Gallagher voló a Rhode Island para visitar el Centro de Capacidad de Seapower de Raytheon en Portsmouth, donde los ingenieros ensamblan y prueban sistemas en el corazón de Zumwalt y se preparan para hacer lo mismo para el próximo barco de la serie, el USS Michael Monsoor, ya en construcción. . Allí, el equipo DDG-1000 de Raytheon lo invitó a una excursión al lugar principal de los sistemas del barco: el diseño del centro de operaciones de Zumwalt, donde el comandante y la tripulación del barco controlarán los sensores, lanzadores de cohetes, artillería y otros sistemas del barco.
Hace más de 20 años, Sean sirvió a unas pocas millas de las instalaciones de Raytheon en una escuela de oficiales navales. Pero el centro operacional de Zumwalt tendrá más en común con el puente de la nave de ficción USS Enterprise que con los centros de información de combate de la nave a la que fue Sean. Cada consola Zumwalt estará equipada con pantallas táctiles y software capaces de responder a las necesidades de cualquier operador de servicio, y las pantallas grandes en la pared frontal mostrarán áreas tácticas del mar, tierra y aire.
Por lo tanto, es lógico que el capitán James Kirk ** se convirtiera en el primer comandante de Zumwalt (sí, este es su nombre) Pero, considerando cuánto depende el barco de sus redes de computadoras, puede ser necesario considerar la candidatura del ingeniero jefe llamado Vint Cerf *.
De la estantería de la tienda al barco.
En el pasado, no se podía simplemente elegir sistemas de computadora ya hechos a bordo de un barco para tareas de misión crítica: cuando Sean estaba a bordo del USS Iowa, los marineros tenían que apagar los sistemas sin tacto mientras disparaban armas, para evitar el choque de vibraciones, causando choques severos del sistema. Por lo general, se utilizaron sistemas informáticos desarrollados individualmente de mayor resistencia. Esto implicó un gran aumento en el costo de los sistemas y dificultó su mantenimiento.
El diseño de Zumwalt resuelve este problema utilizando los "servidores blade de IBM" de IBM que están disponibles de forma gratuita y ejecutando Red Hat Linux, y colocándolos en salas de servidores robustas. Estas salas de servidores seguras se denominan Cajas Modulares Electrónicas (Cajas Modulares Electrónicas, EME): dieciséis minicentros de datos autónomos fabricados por Raytheon.
10,67X2,44X3,66 metros de tamaño (pies 35 de largo, pies 8 de alto y pies 12 de ancho), estos gabinetes modulares 16 (EME) contienen un total de más de gabinetes (bastidores) 235. Los cascos modulares se configuraron y se probaron previamente antes de enviarlos a Bath, Maine, para su instalación en el Zumwalt. El uso de carcasas modulares reduce el costo general del equipo en sí, y también permite a Raytheon preintegrar los sistemas antes de la instalación. "Es costoso hacer este trabajo en el astillero", dice el Gerente Adjunto de Programas de Ray Motion DDG-1000 Tom Moore, "y por eso lo hemos hecho bien con un tiempo de acceso limitado".
Cada uno de los módulos (EME) tiene sus propios amortiguadores de choque y vibración, protección de energía, sistemas de refrigeración por agua, protección electromagnética para evitar la interferencia de los radares de a bordo y otras fuentes fuertes de radiofrecuencias.
Los módulos de EME se combinan en un entorno informático general de la nave, el "Internet" propio de Zumwalt. La conexión se realiza combinando el sistema de red de conmutación de fibra óptica y cobre TSCE, que conecta todos los sistemas: comunicaciones internas y externas del barco, armas, tecnología, sensores, etc. - sobre protocolos de Internet, incluidos TCP y UDP. Casi todas las comunicaciones internas de la nave se basan en Voz sobre IP (con la excepción de unas pocas, para uso en situaciones de emergencia, teléfonos antiguos de la escuela que han sido probados).
A bordo del Zumwalt, también hay algunas capacidades de redes inalámbricas, pero los oficiales de Raytheon, mientras viajaban, no entregaron un tipo específico de sistema a Sean. Sin embargo, sus capacidades están diseñadas para proporcionar al personal conectividad de red mientras realizan varias tareas, como el mantenimiento.
Los productos que no se crearon conectándose a una red IP (varios sistemas de envío que están instalados en varias clases de buques de la Armada) se conectan mediante adaptadores basados en computadoras de una sola placa y Lynx OS (sistema operativo Linux en tiempo real). Los llamados procesadores de adaptación distribuidos, o DAP (Procesadores de Adaptación Distribuida), son formas de conectar cosas como sistemas de ingeniería de barcos, sistemas de extinción de incendios, lanzadores de cohetes y comunicaciones de radio y satélite a la red. Todo esto debe ser controlado por los clientes de la red.
Parece que quieres lanzar un cohete
Algunos de estos clientes de la red que Sean observó mientras admiraban el diseño del Centro de Operaciones de Zumwalt. El centro de operaciones no es solo el lugar donde la gente mira las pantallas y da órdenes: puede operar toda la nave casi desde el espacio, desde cañones y cohetes hasta motores. No hay "sala de radio" en el Zumwalt; Todas las comunicaciones son controladas desde el centro de operaciones. Las pistolas a bordo de barcos están totalmente automatizadas y controladas por el centro de servicio del centro de operaciones, en lugar del artillero auxiliar. Teóricamente, la nave puede incluso controlarse desde una computadora de pilotaje, y no desde el timonel. Y todas estas tareas se realizan a través de un solo tipo de consola.
El sistema de visualización común (sistema de visualización común, "sistemas de visualización común" o CDS, pronunciado "Keds"), tres pantallas de la estación de trabajo en el centro de operaciones, opera en una colección de procesadores Intel 4-core en tableros protegidos, lo que le da un nuevo significado frase marina "destructor de dedos". Incluso en los lugares del comandante y el oficial ejecutivo se construyen estas estaciones de trabajo.
Cada sistema de CDS puede ejecutar varias máquinas virtuales de Linux en modo de división de kernel sobre LynuxWorx LynxSecure, implementado en CDS como un hipervisor. Esto permite que la estación de trabajo distinga entre los niveles de seguridad y los objetivos disponibles cuando se conecta a diferentes redes. "Cada estación se toma de la misma caja", dijo el desarrollador líder de Raytheon DDG-1000, Robert Froncillo, a Sean. "Para que pueda sentarse en cualquier pantalla, ejerciendo su nivel de control desde cualquier estación".
Para la mayoría de las personas, esto puede no parecer un gran problema. Pero en las naves del pasado, como regla general, se utilizaron estaciones de trabajo especialmente construidas para cada sistema de armas o sensor en particular. Esto significaba que cada sistema tenía sus propias configuraciones de interfaz diferentes, y no podía hacer frente a varias tareas sin tener que cambiar de lugar. Las estaciones de trabajo CDS utilizan interfaces USB comunes para periféricos (por ejemplo, trackballs y teclados dedicados) y están equipadas con una pantalla táctil, y también le dan al operador en servicio una opción de interfaces "clásicas" y táctiles.
Esto no significa dificultades en el desarrollo de operadores de sistemas. El equipo de Raytheon, antes de escribir el código, investigó las solicitudes de los marineros, mostrándoles capturas de pantalla de la interfaz y recibiendo comentarios de los usuarios. "El jefe dijo: el mago no es necesario", explica Froncillo.
Poner todas las piezas juntas permite que el middleware se ejecute en servidores blade de IBM. Muchos sistemas de envío utilizan plataformas de middleware comerciales para comunicarse con consolas de operador. Pero para los sistemas que necesitan estar más estrechamente relacionados (por ejemplo, los equipos de lanzamiento de misiles), la Armada optó por usar la Arquitectura de Agente de Solicitud de Objetos Comunes (la arquitectura común del agente de solicitud de objetos, CORBA), una solución favorita del ejército para el modelo intermedio crítico. (El software para el sistema de sistema de radio táctico conjunto, un sistema de radio táctico conjunto, también utiliza CORBA).
Próximo lanzamiento
Aunque Zumwalt aún no ha navegado, su software ya se ha actualizado seis veces. Cuando se completó la versión 5, Raytheon atrajo a más navegantes para probar el sistema, utilizando todo el simulador de la nave para pasar por un cierto número de escenarios de combate. "Llevamos a cabo misiones antisubmarinas, aéreas y terrestres", dijo Froncillo. Las lecciones aprendidas se reflejaron en la versión 6, y 7 se instalará en el barco antes del crucero de prueba. La próxima actualización se instalará en el momento de la entrega, y luego se realizarán mejoras continuas a medida que el software se implementa en otros dos barcos de la serie.
Pero la vida de la tecnología desplegada en Zumwalt no termina ahí. La consola de control CDS se utilizará como parte del programa de actualización del sistema de misiles guiados Aegis para cruceros y destructores. "Hay muchas cosas que desarrollamos que serán reutilizadas", dijo Tom Moore.
Dados los costos de los últimos diez años para construir Zumwalt, así como las diversas tecnologías desarrolladas en el proceso, es seguro decir que muchas de ellas recibirán una cantidad de aplicaciones adicionales.
Enlaces adicionales:
linux.org.ru/news/opensource/9713342
arstechnica.com/information-technology/2013/10/the-navys-newest-warship-is-powered-by-linux/
por Sean Gallagher - Oct 18, 2013
ru.wikipedia.org/wiki/squadmines_types_type_zamvolt
ru.wikipedia.org/wiki/James_Kirk
ru.wikipedia.org/wiki/Sink_Surf
ru.wikipedia.org/wiki/Red_Hat_Enterprise_Linux
ru.wikipedia.org/wiki/IBM_BladeCenter
ru.wikipedia.org/wiki/TSCE
Figura 1. USS Zumwalt está cubierto con una capa de pintura en la fábrica de Bath Iron. El barco es exótico en muchos sentidos, pero funciona con la tecnología informática disponible en el mercado.
Cuando el USS Zumwalt (DDG 1000) salga al mar a fines de este año, será diferente de cualquier otro barco de la Armada en muchos aspectos. La nave por $ 3,5 mil millones está diseñada para el sigilo, la capacidad de supervivencia y la potencia de fuego, y está repleta de tecnología avanzada. Y en el núcleo de su trabajo se encuentra un centro de datos virtual que se ejecuta en el hardware del servidor disponible comercialmente, varios componentes de Linux que utilizan más de 6 millones de líneas de código de software.
Octubre 10 Sean Gallagher voló a Rhode Island para visitar el Centro de Capacidad de Seapower de Raytheon en Portsmouth, donde los ingenieros ensamblan y prueban sistemas en el corazón de Zumwalt y se preparan para hacer lo mismo para el próximo barco de la serie, el USS Michael Monsoor, ya en construcción. . Allí, el equipo DDG-1000 de Raytheon lo invitó a una excursión al lugar principal de los sistemas del barco: el diseño del centro de operaciones de Zumwalt, donde el comandante y la tripulación del barco controlarán los sensores, lanzadores de cohetes, artillería y otros sistemas del barco.
Hace más de 20 años, Sean sirvió a unas pocas millas de las instalaciones de Raytheon en una escuela de oficiales navales. Pero el centro operacional de Zumwalt tendrá más en común con el puente de la nave de ficción USS Enterprise que con los centros de información de combate de la nave a la que fue Sean. Cada consola Zumwalt estará equipada con pantallas táctiles y software capaces de responder a las necesidades de cualquier operador de servicio, y las pantallas grandes en la pared frontal mostrarán áreas tácticas del mar, tierra y aire.
Por lo tanto, es lógico que el capitán James Kirk ** se convirtiera en el primer comandante de Zumwalt (sí, este es su nombre) Pero, considerando cuánto depende el barco de sus redes de computadoras, puede ser necesario considerar la candidatura del ingeniero jefe llamado Vint Cerf *.
De la estantería de la tienda al barco.
En el pasado, no se podía simplemente elegir sistemas de computadora ya hechos a bordo de un barco para tareas de misión crítica: cuando Sean estaba a bordo del USS Iowa, los marineros tenían que apagar los sistemas sin tacto mientras disparaban armas, para evitar el choque de vibraciones, causando choques severos del sistema. Por lo general, se utilizaron sistemas informáticos desarrollados individualmente de mayor resistencia. Esto implicó un gran aumento en el costo de los sistemas y dificultó su mantenimiento.
Figura 2. Data Center Box: cajas modulares electrónicas fabricadas por Raytheon en Portsmouth, Rhode Island.
El diseño de Zumwalt resuelve este problema utilizando los "servidores blade de IBM" de IBM que están disponibles de forma gratuita y ejecutando Red Hat Linux, y colocándolos en salas de servidores robustas. Estas salas de servidores seguras se denominan Cajas Modulares Electrónicas (Cajas Modulares Electrónicas, EME): dieciséis minicentros de datos autónomos fabricados por Raytheon.
10,67X2,44X3,66 metros de tamaño (pies 35 de largo, pies 8 de alto y pies 12 de ancho), estos gabinetes modulares 16 (EME) contienen un total de más de gabinetes (bastidores) 235. Los cascos modulares se configuraron y se probaron previamente antes de enviarlos a Bath, Maine, para su instalación en el Zumwalt. El uso de carcasas modulares reduce el costo general del equipo en sí, y también permite a Raytheon preintegrar los sistemas antes de la instalación. "Es costoso hacer este trabajo en el astillero", dice el Gerente Adjunto de Programas de Ray Motion DDG-1000 Tom Moore, "y por eso lo hemos hecho bien con un tiempo de acceso limitado".
Cada uno de los módulos (EME) tiene sus propios amortiguadores de choque y vibración, protección de energía, sistemas de refrigeración por agua, protección electromagnética para evitar la interferencia de los radares de a bordo y otras fuentes fuertes de radiofrecuencias.
Los módulos de EME se combinan en un entorno informático general de la nave, el "Internet" propio de Zumwalt. La conexión se realiza combinando el sistema de red de conmutación de fibra óptica y cobre TSCE, que conecta todos los sistemas: comunicaciones internas y externas del barco, armas, tecnología, sensores, etc. - sobre protocolos de Internet, incluidos TCP y UDP. Casi todas las comunicaciones internas de la nave se basan en Voz sobre IP (con la excepción de unas pocas, para uso en situaciones de emergencia, teléfonos antiguos de la escuela que han sido probados).
Figura 3. Diagrama de los sistemas de control de Zumwalt y sus medios de conexión a un entorno informático totalmente informático
A bordo del Zumwalt, también hay algunas capacidades de redes inalámbricas, pero los oficiales de Raytheon, mientras viajaban, no entregaron un tipo específico de sistema a Sean. Sin embargo, sus capacidades están diseñadas para proporcionar al personal conectividad de red mientras realizan varias tareas, como el mantenimiento.
Los productos que no se crearon conectándose a una red IP (varios sistemas de envío que están instalados en varias clases de buques de la Armada) se conectan mediante adaptadores basados en computadoras de una sola placa y Lynx OS (sistema operativo Linux en tiempo real). Los llamados procesadores de adaptación distribuidos, o DAP (Procesadores de Adaptación Distribuida), son formas de conectar cosas como sistemas de ingeniería de barcos, sistemas de extinción de incendios, lanzadores de cohetes y comunicaciones de radio y satélite a la red. Todo esto debe ser controlado por los clientes de la red.
Parece que quieres lanzar un cohete
Algunos de estos clientes de la red que Sean observó mientras admiraban el diseño del Centro de Operaciones de Zumwalt. El centro de operaciones no es solo el lugar donde la gente mira las pantallas y da órdenes: puede operar toda la nave casi desde el espacio, desde cañones y cohetes hasta motores. No hay "sala de radio" en el Zumwalt; Todas las comunicaciones son controladas desde el centro de operaciones. Las pistolas a bordo de barcos están totalmente automatizadas y controladas por el centro de servicio del centro de operaciones, en lugar del artillero auxiliar. Teóricamente, la nave puede incluso controlarse desde una computadora de pilotaje, y no desde el timonel. Y todas estas tareas se realizan a través de un solo tipo de consola.
Figura 4. La maqueta del centro de operaciones de Zumwalt en las instalaciones de Raytheon Portsmouth, cubierta de pintura gris ahumada, tiene las dimensiones exactas de la habitación en el barco. Zumwalt también tendrá un segundo piso, proporcionando operaciones desplegadas con las unidades de la nave.
Figura 5. El sistema de lanzamiento vertical Mark 57, desarrollado por Raytheon, puede transportar una mezcla de misiles antiaéreos, misiles antiaéreos y destruir un objetivo en tierra. El sistema se comunica con el centro de control a través de la red del barco.
El sistema de visualización común (sistema de visualización común, "sistemas de visualización común" o CDS, pronunciado "Keds"), tres pantallas de la estación de trabajo en el centro de operaciones, opera en una colección de procesadores Intel 4-core en tableros protegidos, lo que le da un nuevo significado frase marina "destructor de dedos". Incluso en los lugares del comandante y el oficial ejecutivo se construyen estas estaciones de trabajo.
Cada sistema de CDS puede ejecutar varias máquinas virtuales de Linux en modo de división de kernel sobre LynuxWorx LynxSecure, implementado en CDS como un hipervisor. Esto permite que la estación de trabajo distinga entre los niveles de seguridad y los objetivos disponibles cuando se conecta a diferentes redes. "Cada estación se toma de la misma caja", dijo el desarrollador líder de Raytheon DDG-1000, Robert Froncillo, a Sean. "Para que pueda sentarse en cualquier pantalla, ejerciendo su nivel de control desde cualquier estación".
Para la mayoría de las personas, esto puede no parecer un gran problema. Pero en las naves del pasado, como regla general, se utilizaron estaciones de trabajo especialmente construidas para cada sistema de armas o sensor en particular. Esto significaba que cada sistema tenía sus propias configuraciones de interfaz diferentes, y no podía hacer frente a varias tareas sin tener que cambiar de lugar. Las estaciones de trabajo CDS utilizan interfaces USB comunes para periféricos (por ejemplo, trackballs y teclados dedicados) y están equipadas con una pantalla táctil, y también le dan al operador en servicio una opción de interfaces "clásicas" y táctiles.
Esto no significa dificultades en el desarrollo de operadores de sistemas. El equipo de Raytheon, antes de escribir el código, investigó las solicitudes de los marineros, mostrándoles capturas de pantalla de la interfaz y recibiendo comentarios de los usuarios. "El jefe dijo: el mago no es necesario", explica Froncillo.
Figura 6. Ilustración digital de cómo se verá el Centro de Operaciones de Zumwalt, completo con apartamentos en el segundo piso, para operaciones de unidades aéreas y otras unidades desplegadas
Poner todas las piezas juntas permite que el middleware se ejecute en servidores blade de IBM. Muchos sistemas de envío utilizan plataformas de middleware comerciales para comunicarse con consolas de operador. Pero para los sistemas que necesitan estar más estrechamente relacionados (por ejemplo, los equipos de lanzamiento de misiles), la Armada optó por usar la Arquitectura de Agente de Solicitud de Objetos Comunes (la arquitectura común del agente de solicitud de objetos, CORBA), una solución favorita del ejército para el modelo intermedio crítico. (El software para el sistema de sistema de radio táctico conjunto, un sistema de radio táctico conjunto, también utiliza CORBA).
Próximo lanzamiento
Figura 7. Zumwalt en la planta metalúrgica en Bath. DDG-1001, USS Michael Monsoor, quien lo sigue, está listo para más del 60 por ciento.
Aunque Zumwalt aún no ha navegado, su software ya se ha actualizado seis veces. Cuando se completó la versión 5, Raytheon atrajo a más navegantes para probar el sistema, utilizando todo el simulador de la nave para pasar por un cierto número de escenarios de combate. "Llevamos a cabo misiones antisubmarinas, aéreas y terrestres", dijo Froncillo. Las lecciones aprendidas se reflejaron en la versión 6, y 7 se instalará en el barco antes del crucero de prueba. La próxima actualización se instalará en el momento de la entrega, y luego se realizarán mejoras continuas a medida que el software se implementa en otros dos barcos de la serie.
Pero la vida de la tecnología desplegada en Zumwalt no termina ahí. La consola de control CDS se utilizará como parte del programa de actualización del sistema de misiles guiados Aegis para cruceros y destructores. "Hay muchas cosas que desarrollamos que serán reutilizadas", dijo Tom Moore.
Dados los costos de los últimos diez años para construir Zumwalt, así como las diversas tecnologías desarrolladas en el proceso, es seguro decir que muchas de ellas recibirán una cantidad de aplicaciones adicionales.
Enlaces adicionales:
linux.org.ru/news/opensource/9713342
arstechnica.com/information-technology/2013/10/the-navys-newest-warship-is-powered-by-linux/
por Sean Gallagher - Oct 18, 2013
ru.wikipedia.org/wiki/squadmines_types_type_zamvolt
ru.wikipedia.org/wiki/James_Kirk
ru.wikipedia.org/wiki/Sink_Surf
ru.wikipedia.org/wiki/Red_Hat_Enterprise_Linux
ru.wikipedia.org/wiki/IBM_BladeCenter
ru.wikipedia.org/wiki/TSCE
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