НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР

1. НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР Санкт-Петербургский Университет Телекоммуникаций имени профессора М.А. Бонч-Бруевича

2. Интеграция науки, образования и бизнеса Целевые федеральные программы Венчурные фонды РЕЗУЛЬТАТЫ Инновационные продукты БИЗНЕС-ИНКУБИРОВАНИЕ Компания 1 Компания 2 Компания 3 Компания n Человеческие ресурсы … Совместные проекты 1 Совместные проекты m НАУЧНО- ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИННОВАЦИОННЫЙ ЦЕНТР Лаборатория Лаборатория Образовательные программы Департамент Департамент Лаборатория Департамент ГЛОБАЛЬНЫЙ РЫНОК СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр

3. СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр Отличительные особенности инновационного центра • Специализированный телекоммуникационный кластер • Взаимодополняющие лаборатории • Мощная лабораторная база • Коллективные средства разработки • Инструментальные средства проектирования и исследований

4. СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр Лаборатории инновационного центра(10 топ-трендов)‏ • Интеллектуальные инженерные системы • Телекоммуникационные технологии • Комплексные информационные системы • Системы комплексного мониторинга и контроля • Управление сетями связи • Сети связи и передачи информации • Свободное программное обеспечение • Медиа-технологии • Телекоммуникационные устройства и системы • Беспроводные системы безопасности

5. СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр Образовательные программы • Факультативы для студентов старших курсов • Курсы повышения квалификации для сотрудников отрасли и ведомств с учетом особенностей перехода на новые технологии • Получение практических навыков работы на оборудовании или с ПО • Разработка курсов по заказу ведомств и организаций

6. СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр СПбГУТ Научно-исследовательский инновационный центр Лабораторный комплекс • SI3000 Iskratel • EWDSSiemens • Surpass Siemens • Asterisk • TDM-кольцо • Серверы SUN Microsystems • IP-телефоны Cisco

7. Высокопроизводительная масштабируемая адаптивная вычислительная система на основе реконфигурируемой архитектуры

8. Разработка телекоммуникационных сетей нового поколения предъявляет возросшие требования к информационной безопасности. В связи с бурным развитием сетей передачи данных, построенных на стеке протоколов TCP/IP, большого количества открытых каналов, широкое распространение получили разнообразные сетевые атаки. Для осуществления контроля передаваемых данных и детектирования таких атак повсеместно внедряются средства обеспечения безопасности, анализирующие трафик, передаваемый пользователями, в реальном времени. Однако, с внедрением широкополосного доступа и увеличением пропускной способности каналов связи задача анализа трафика требует все больших вычислительных ресурсов.

9. . Классические централизованные серверные решения перестают отвечать возросшим требованиям, и мировая тенденция в создании вычислительных систем движется в сторону распределенных вычислений.

10. Применение серверного оборудование на базе стандартных процессоров имеет серьезные ограничения и недостатки: • низкий уровень защищенности от несанкционированного доступа и вирусных атак за счет уязвимости процессорной архитектуры • ограничения по работе с высокоскоростными каналами данных в реальном времени. • недостаточная производительность и высокий уровень эксплуатационных расходов (энергопотребление, требования по охлаждению, габаритные размеры) . • необходимость в избыточном резервирования за счет 100% дублирования серверов • Решения, построенные на базе специализованных процессоров, страдают рядом недостатков: сложность программирования, недостаточная гибкость для решения широкого круга задач, сложная и трудоемкая модернизация, высокая степень зависимости от производителя процессоров. • Более эффективным подходом является использование вычислительных систем на основе реконфигурируемой архитектуры и построенных на принципах адаптивной вычислительной среды (АВС).

11. ОСОБЕННОСТИ АРХИТЕКТУРЫ АДАПТИВНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО СРЕДЫ Основная идея подхода, предлагаемого АВС, – вычислительная среда должна иметь возможность динамически изменяться для достижения максимальной эффективности вычислительного процесса, подстраиваясь под тот алгоритм, который в настоящий момент на ней выполняется.

12. МУЛЬТИГРИД ТЕХНОЛОГИЯ Технология мультигрид определяет принципы взаимодействия процессорных элементов внутри вычислительной среды. Наглядно такую структуру можно представить как решетку, в узлах которой стоят такие процессорные элементы. Каждый из этих элементов связан с множеством соседних узлов. Такая плоская система построения является односетевой  (singlegrid) схемой построения среды. Множество плоскостей-решеток, расположенных одна над другой образует мультисетевую  (multigrid) схему.

13. НАСТРОЙКА НА АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ При настройке архитектуры под задачу из процессорных элементов формируется аморф-процессор. Каждый PE отвечает за конкретную операцию. В зависимости от наличия свободных PE в системе может быть сформировано множество независимых аморф-процессоров.

14. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ВХОДНЫХ ПОТОКОВ ДАННЫХ • Путем подключения различных интерфейсных модулей могут быть заведены множество скоростных потоков данных • Все входные данные распределяются по сегментам единого адресного пространства, после чего эти данные при необходимости доставляются «почтальоном» до процессорных элементов.

15. ПРОЦЕССОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ • Каждый из процессорных элементов представляет из себя отдельную вычислительную единицу и может быть адаптирован для выполнения каких-либо специализированных операций. • Можно использовать как собственные ядра, так и готовые решения с открытым исходным кодом. • Каждый процессорный элемент настраивается на выполнение задачи путем задания адресов операндов (Src1,Src2), кода операции (OpCode), адреса размещения результата операции.

16. РЕАЛИЗАЦИЯ ПЛАТФОРМЫ • Обеспечивается: • - поддержка до 8 AMC.0/1/2/4 модулей, • поддержка Serial LVDS интерфейсов • PCIe, 10G, InfiniBand, SRIO. • пиковая пропускная способность • при соединении точка-точка 96 Гбит/сек. Блок платформы в корпусе Рек 1U Несущая плата с модулями AdvancedMC

17. Модуль ADC/DAC Модуль ARINC-429 Модуль разовых команд Модуль ADC/DAC Модуль обработки Интерфейсный модуль Сборка модулей (вариант AMC)‏ * - приведен условный состав модулей Пример комплектования блока ТИПОВОЙ БЛОК ПЛАТФОРМЫ

18. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА В АТСА Установка блоков системы в АТСА Блок системы из несущей и четырех АМС плат Построение суперкомпьютерной платформы в конструктиве AdvancedTCA на базе типовых вычислительных блоков До 500 терафлоп в системе! ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ И РАЗРАБОТКИ

19. МОДУЛИ ПЛАТФОРМЫ

20. ИНТЕРФЕЙСНЫЕ МОДУЛИ АМС На рынке широко представлены интерфейсные модули АМС с практически любыми интерфейсами ввода/вывода, процессорными архитектурами и функционалом. Полное соответствие платформы стандарту АТСА позволяет на базе типовых блоков собирать широкий спектр различного оборудования обеспечения безопасности с использованием интерфейсных АМС модулей собственного производства или модулей сторонних производителей, гибко менять конфигурацию и модернизировать оборудование, построенное на базе платформы с минимальными затратами и без необходимости разработки принципиально новых устройств. АМС модули

21. ПРЕИМУЩЕСТВА ПЛАТФОРМЫ • Высокая производительность при низком энергопотреблении. • Небольшие массогабаритные показатели • Оптимальное использование вычислительных ресурсов • Низкие стоимостные показатели относительно традиционного оборудования в построении и обслуживании • Высокая надежность за счет N-кратного резервирования вычислительных модулей. • Программируемая архитектура без остановки работы • Концепция использования несущих плат и модулей расширения позволяет строить многофункциональные системы • Интеграция оборудования различных производителей • Обработка в реальном времени высокоскоростных потоков данных за счет использование параллельных вычислений • Оптимально масштабируемые высокопроизводительные узлы • Возможность работы в условиях жёсткого реального времени

22. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ • Защищенные коммутаторы пакетной телефонии. • Защищенные Дата Центры • Маршрутизаторы с функцией шифрования, • VoIP шлюзы с функцией шифрования/ дешифрования, • Медиа серверы с функцией шифрования, • VPN серверы, • Firewall серверы, • Шифраторы/дешифраторы IP-трафика, • Съемники СОРМ, • Сервера авторизации, аутентификации и учета, • Фрод-системы (системы защиты от мошенничества на сетях связи)‏ • Системы стеганографии и стегаанализа

23. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЙ МАРШРУТИЗАТОР (со встроенными функциями защиты информации)‏ VPN/Firewall SMB/SME интеллектуальный маршрутизатор предназначен для передачи пакетов на скорости до 1 ГГб, мультиплексирование пакетов уровня 2 и 3, обеспечение маршрутизации, преобразования адресов, защищенной передачи данных и криптозащиты. Выполнен на несущей плате платформы. Функциональные возможности:  4 порта обмена по медной паре (IEEE Std 802.3ab comliant) с диагностированием параметров соединения 10/100/1000 GMII/RGMII/MII/reverse MII Ethernet Аппаратный преобразователь сетевых адресов (NAT)‏ Программная поддержка брандмауера, Firewall Коммутация всех допустимых размеров пакетов до 4 Гб/С Открытый программный код Функции защиты информации и шифрования данных Удаленное управление по защищенному протоколу Программируемое прохождение трафика уровня 2—4 Независимые и совмещенные VLAN Поддержка QoS

24. ПРЕИМУЩЕСТВА МАРШРУТИЗАТОРА • Специализированная аппаратная платформа обеспечивает высокую степень защищенности от внешних воздействий и несанкционированного доступа и копирования данных; • Обеспечивается многократное резервирование системы за счет перераспределения ресурсов между процессорами системы; • AdvancedTCA обеспечивает возможность использования стандартных интерфейсных модулей для обеспечения сопряжения с другим оборудованием; • Экономия эксплуатационных расходов за счет низкого энергопотребления, компактных размеров и отсутствия необходимости в принудительном охлаждении; • Высокая производительность и механизм распараллеливания процессов дает возможность обработки поступающих данных в режиме реального времени и в том числе осуществлять их шифрование; • Полностью отечественная аппаратная платформа и программное обеспечение. • Встроенные функции СОРМ

25. ВЫВОДЫ • В рамках проекта создается перспективная инновационная технология проектирования современного оборудования на базе модульной универсальной высокопроизводительной платформы, позволяющая решать следующие задачи: • - Создание линейки новых продуктов в области инфокоммуникаций и информационной безопасности, превосходящих по параметрам существующие аналоги или являющихся уникальными на сегодняшний день. • Создание платформы для построения доверенных систем отечественного производства с целью обеспечение информационной и экономической защищенности сетей связи России.