리눅스가 관리하는 최신 미국 해군 구축함
이전에는 Linux를 실행하는 로켓에 대해서만 농담했습니다. 이제 더 이상 농담이 아닙니다. 1000년 진수 예정인 차세대 구축함 줌왈트(DDG 2015)의 정보시스템은 레드햇 엔터프라이즈 리눅스를 기반으로 한다. USS Zumwalt는 미사일과 로봇 무기가 지원하는 플로팅 데이터 센터가 될 것입니다.
USS Zumwalt(DDG 1000)가 올해 후반에 출항하면 여러 면에서 다른 해군 함정과 다를 것입니다. 3,5억 달러 규모의 이 함선은 스텔스, 생존성 및 화력을 위해 설계되었으며 최첨단 기술로 가득 차 있습니다. 그리고 작업의 중심에는 상용 서버 하드웨어, 다양한 Linux 구성 요소에서 실행되는 가상 데이터 센터가 있으며 6만 줄 이상의 코드를 사용합니다.
10월 1000일 Sean Gallagher는 포츠머스에 있는 Raytheon의 Seapower Capability Center를 방문하기 위해 로드아일랜드로 날아갔습니다. 그곳에서 엔지니어들은 Zumwalt 중심부에서 시스템을 조립 및 사전 테스트하고 시리즈의 다음 선박인 USS Michael을 위해 동일한 작업을 수행할 준비를 하고 있습니다. 이미 공사중인 몬수어 . . 그곳에서 Raytheon의 DDG-XNUMX 팀은 배의 지휘관과 승무원이 배의 센서, 미사일 발사기, 포병 및 기타 시스템을 모니터링하는 Zumwalt Operations Center의 목업인 배의 시스템 허브를 둘러보게 했습니다.
20여 년 전에 Sean은 Naval Surface Officer School의 Raytheon 시설에서 몇 마일 떨어진 곳에서 복무했습니다. 그러나 Zumwalt 운영 센터는 Sean이 탑승한 배의 전투 데이터 센터보다 가상의 우주선 USS Enterprise의 함교와 더 많은 공통점이 있습니다. 각 Zumwalt 콘솔에는 근무 중인 모든 운영자의 요구를 충족할 수 있는 터치 스크린과 소프트웨어가 장착되며 전면 벽의 대형 스크린에는 바다, 육지 및 공중의 전술적 영역이 표시됩니다.
따라서 Zumwalt의 첫 번째 사령관은 James Kirk ** 대위였습니다 (예, 실제로 그의 이름입니다). 그러나 선박이 컴퓨터 네트워크에 얼마나 많이 의존하는지를 감안할 때 Vint Cerf라는 수석 엔지니어를 고려해야 할 것입니다.
매장 선반에서 선박까지
과거에는 중요한 임무를 수행하기 위해 선박에 기성품 컴퓨터 시스템을 선택할 수 없었습니다. Sean이 USS Iowa에 탑승했을 때 선원들은 총이 발사되는 동안 비 전술적 시스템을 꺼야 했습니다. 진동 충격으로 인한 고장을 방지하여 심각한 시스템 고장을 유발합니다. 일반적으로 맞춤 설계된 견고한 컴퓨터 시스템이 사용되었습니다. 이로 인해 시스템 비용이 크게 증가하고 유지 관리가 더 어려워졌습니다.
Zumwalt의 설계는 Red Hat Linux를 실행하는 자유롭게 사용할 수 있는 IBM 블레이드 서버를 사용하고 견고한 서버 룸에 배치함으로써 이 문제를 해결합니다. 이러한 보안 서버 룸은 Raytheon에서 제조한 XNUMX개의 독립형 미니 데이터 센터인 EME(Electronic Modular Enclosure)라고 합니다.
10,67 x 2,44 x 3,66m(길이 35피트, 높이 8피트, 너비 12피트) 크기의 이 16개의 모듈식 인클로저(EME)에는 총 235개 이상의 장비 랙이 포함되어 있습니다. 모듈식 선체는 Zumwalt에 설치하기 위해 메인 주 배스로 배송되기 전에 맞춤화되고 사전 테스트되었습니다. 모듈형 엔클로저를 사용하면 장비 자체의 전체 비용이 줄어들고 Raytheon이 시스템을 설치하기 전에 미리 통합할 수 있습니다. Raytheon의 DDG-1000 부 프로그램 관리자인 Tom Moore는 "조선소에서 이 작업을 수행하는 것은 비용이 많이 듭니다."라고 회사에 말했습니다.
각 모듈(EME)에는 자체 충격 및 진동 댐퍼, 전력 보호, 수냉 시스템, 선박 레이더 및 기타 강력한 RF 소스의 간섭을 방지하는 전자파 차폐가 있습니다.
EME 모듈은 Zumwalt의 자체 인터넷인 선박 전체 컴퓨팅 환경에 통합됩니다. 연결은 모든 시스템을 연결하는 TSCE 시스템의 광섬유 및 구리 중복 전환 네트워크의 조합을 통해 구현됩니다: 선박의 내부 및 외부 통신, оружия, 기술, 센서 등 - TCP 및 UDP를 포함한 인터넷 프로토콜을 통해. 선박의 거의 모든 내부 인터콤 통신은 VoIP(Voice Over IP)를 기반으로 합니다.
Zumwalt에는 일부 무선 네트워킹 기능도 있지만 Raytheon 관계자는 투어를 진행할 때 Sean에게 이 시스템의 특정 유형을 제공하지 않았습니다. 그러나 그 기능은 직원이 유지 관리와 같은 다양한 작업을 수행하는 동안 네트워크 데이터에 연결되도록 설계되었습니다.
IP 네트워크에 연결할 수 있도록 설계되지 않은 제품(여러 등급의 해군 선박에 설치되는 다양한 선상 시스템)은 단일 보드 컴퓨터 및 Lynx OS(Linux 실시간 운영 체제) 기반 어댑터를 사용하여 연결됩니다. 소위 분산 적응 프로세서 또는 DAP(분산 적응 프로세서)는 선박 공학 시스템, 소화 시스템, 로켓 발사기, 라디오 및 위성 통신 네트워크 전송과 같은 것을 연결하는 방법입니다. 이 모든 것은 네트워크 클라이언트의 통제하에 있어야 합니다.
로켓을 발사하려는 모양입니다.
Sean은 Zumwalt 운영 센터의 레이아웃을 감상하면서 이러한 네트워크 클라이언트 중 일부를 관찰했습니다. 작전 센터는 단순히 화면을 보고 명령을 내리는 곳이 아닙니다. 함포와 미사일에서 엔진에 이르기까지 우주선 전체를 거의 우주에서 조종할 수 있습니다. Zumwalt에는 "라디오 판잣집"이 없습니다. 모든 통신은 운영 센터에서 관리됩니다. 함포는 완전 자동화되어 있으며 보조 포수 대신 작전 센터의 당직 장교가 통제합니다. 이론적으로 배는 조타수가 아닌 파일럿 컴퓨터에서도 제어할 수 있습니다. 그리고 이러한 모든 작업은 단일 유형의 콘솔을 통해 수행됩니다.
Common Display System(Common Display System 또는 CDS, "Keds"로 발음), 운영 센터에 있는 4개의 워크스테이션 화면, 견고한 보드의 XNUMX코어 Intel 프로세서 모음으로 구동되며 항해 문구 "toe buster"라는 새로운 의미를 부여합니다. 지휘관과 집행관 자리에도 이런 워크스테이션이 내장돼 있다.
각 CDS는 CDS에서 하이퍼바이저로 구현되는 LynuxWorx LynxSecure 위에 분할 커널 모드로 여러 Linux 가상 머신을 실행할 수 있습니다. 이를 통해 워크스테이션은 다른 네트워크에 연결될 때 보안 수준과 사용 가능한 대상을 구분할 수 있습니다. Raytheon DDG-1000 수석 설계자 Robert Froncillo는 Sean에게 "각 스테이션은 동일한 상자에서 나옵니다."라고 말했습니다. "따라서 모든 스테이션에서 제어 수준을 행사하면서 모든 디스플레이에 앉을 수 있습니다."
대부분의 사람들에게 이것은 그렇게 큰 문제로 보이지 않을 수 있습니다. 그러나 과거의 함선은 각각의 특정 무기 또는 센서 시스템용으로 특별히 제작된 워크스테이션을 사용하는 경향이 있었습니다. 이것은 각 시스템이 서로 다른 인터페이스 구성을 가지고 있고 위치를 바꾸지 않고는 여러 작업을 처리할 수 없다는 것을 의미했습니다. CDS 워크스테이션은 주변 장치(예: 트랙볼 및 전용 키패드)에 공통 USB 인터페이스를 사용하고 터치 스크린이 장착되어 있으며 근무 중인 작업자에게 "클래식" 및 터치 인터페이스를 선택할 수 있도록 합니다.
이것은 운영자가 시스템을 마스터하는 것이 어렵다는 것을 의미하지는 않습니다. Raytheon 팀은 코드를 작성하기 전에 선원의 요청을 조사하여 인터페이스의 스크린샷을 보여주고 사용자로부터 피드백을 받았습니다. "상사는 마술사가 필요 없다고 말했습니다."라고 Froncillo는 설명합니다.
IBM 블레이드 서버에서 실행되는 미들웨어를 사용하면 모든 조각을 함께 넣을 수 있습니다. 많은 선박 시스템은 상용 미들웨어 플랫폼을 사용하여 운영자 콘솔과 통신합니다. 그러나 (미사일 발사 명령과 같이) 보다 밀접하게 결합되어야 하는 시스템의 경우 해군은 중요한 중간 모델에 대해 군대에서 가장 선호하는 솔루션인 CORBA(Common Object Request Broker Architecture)를 사용하기로 결정했습니다. (합동 전술 무선 시스템의 소프트웨어인 합동 전술 무선 시스템도 CORBA를 사용합니다.)
다음 릴리스
Zumwalt는 아직 항해하지 않았지만 소프트웨어는 이미 5번 업데이트되었습니다. 버전 6가 완성되었을 때 Raytheon은 시스템을 테스트하기 위해 더 많은 선원을 데려왔으며 전체 함선 시뮬레이터를 사용하여 여러 전투 시나리오를 실행했습니다. Froncillo는 "우리는 대잠수함, 공중 및 지상 임무를 수행했습니다."라고 말했습니다. 7호에 교훈을 반영했고, XNUMX호는 테스트 크루즈에 앞서 함선에 탑재할 예정이다. 다음 업데이트는 배송 후 설치되며, 소프트웨어가 시리즈의 다른 두 선박에 배포됨에 따라 지속적으로 개선될 것입니다.
그러나 Zumwalt에 배포된 기술의 수명은 여기서 끝나지 않습니다. CDS 제어 콘솔은 순양함과 구축함에 대한 이지스 유도 미사일 업그레이드 프로그램의 일부로 사용됩니다. Tom Moore는 "우리가 개발하고 있는 많은 것들이 재사용될 것"이라고 확신했습니다.
Zumwalt를 구축하는 데 지난 XNUMX년 동안 소요된 비용과 그 과정에서 개발된 다양한 기술을 고려할 때 많은 추가 용도가 있다고 해도 무방합니다.
추가 링크:
linux.org.ru/news/opensource/9713342
arstechnica.com/information-technology/2013/10/the-navys-newest-warship-is-powered-by-linux/
Sean Gallagher - 18년 2013월 XNUMX일
en.wikipedia.org/wiki/Squadron_destroyers_of_Zamvolt_type
ko.wikipedia.org/wiki/James_Kirk
en.wikipedia.org/wiki/Screw_Surf
en.wikipedia.org/wiki/Red_Hat_Enterprise_Linux
en.wikipedia.org/wiki/IBM_BladeCenter
en.wikipedia.org/wiki/TSCE
그림 1. USS Zumwalt가 Bath Iron 공장에서 페인트 코팅으로 덮여 있습니다. 배는 여러 면에서 이국적이지만 상업적으로 이용 가능한 컴퓨팅 기술로 운영됩니다.
USS Zumwalt(DDG 1000)가 올해 후반에 출항하면 여러 면에서 다른 해군 함정과 다를 것입니다. 3,5억 달러 규모의 이 함선은 스텔스, 생존성 및 화력을 위해 설계되었으며 최첨단 기술로 가득 차 있습니다. 그리고 작업의 중심에는 상용 서버 하드웨어, 다양한 Linux 구성 요소에서 실행되는 가상 데이터 센터가 있으며 6만 줄 이상의 코드를 사용합니다.
10월 1000일 Sean Gallagher는 포츠머스에 있는 Raytheon의 Seapower Capability Center를 방문하기 위해 로드아일랜드로 날아갔습니다. 그곳에서 엔지니어들은 Zumwalt 중심부에서 시스템을 조립 및 사전 테스트하고 시리즈의 다음 선박인 USS Michael을 위해 동일한 작업을 수행할 준비를 하고 있습니다. 이미 공사중인 몬수어 . . 그곳에서 Raytheon의 DDG-XNUMX 팀은 배의 지휘관과 승무원이 배의 센서, 미사일 발사기, 포병 및 기타 시스템을 모니터링하는 Zumwalt Operations Center의 목업인 배의 시스템 허브를 둘러보게 했습니다.
20여 년 전에 Sean은 Naval Surface Officer School의 Raytheon 시설에서 몇 마일 떨어진 곳에서 복무했습니다. 그러나 Zumwalt 운영 센터는 Sean이 탑승한 배의 전투 데이터 센터보다 가상의 우주선 USS Enterprise의 함교와 더 많은 공통점이 있습니다. 각 Zumwalt 콘솔에는 근무 중인 모든 운영자의 요구를 충족할 수 있는 터치 스크린과 소프트웨어가 장착되며 전면 벽의 대형 스크린에는 바다, 육지 및 공중의 전술적 영역이 표시됩니다.
따라서 Zumwalt의 첫 번째 사령관은 James Kirk ** 대위였습니다 (예, 실제로 그의 이름입니다). 그러나 선박이 컴퓨터 네트워크에 얼마나 많이 의존하는지를 감안할 때 Vint Cerf라는 수석 엔지니어를 고려해야 할 것입니다.
매장 선반에서 선박까지
과거에는 중요한 임무를 수행하기 위해 선박에 기성품 컴퓨터 시스템을 선택할 수 없었습니다. Sean이 USS Iowa에 탑승했을 때 선원들은 총이 발사되는 동안 비 전술적 시스템을 꺼야 했습니다. 진동 충격으로 인한 고장을 방지하여 심각한 시스템 고장을 유발합니다. 일반적으로 맞춤 설계된 견고한 컴퓨터 시스템이 사용되었습니다. 이로 인해 시스템 비용이 크게 증가하고 유지 관리가 더 어려워졌습니다.
그림 2. 상자 안의 데이터 센터: 로드아일랜드주 포츠머스에 있는 Raytheon에서 만든 전자 모듈식 엔클로저
Zumwalt의 설계는 Red Hat Linux를 실행하는 자유롭게 사용할 수 있는 IBM 블레이드 서버를 사용하고 견고한 서버 룸에 배치함으로써 이 문제를 해결합니다. 이러한 보안 서버 룸은 Raytheon에서 제조한 XNUMX개의 독립형 미니 데이터 센터인 EME(Electronic Modular Enclosure)라고 합니다.
10,67 x 2,44 x 3,66m(길이 35피트, 높이 8피트, 너비 12피트) 크기의 이 16개의 모듈식 인클로저(EME)에는 총 235개 이상의 장비 랙이 포함되어 있습니다. 모듈식 선체는 Zumwalt에 설치하기 위해 메인 주 배스로 배송되기 전에 맞춤화되고 사전 테스트되었습니다. 모듈형 엔클로저를 사용하면 장비 자체의 전체 비용이 줄어들고 Raytheon이 시스템을 설치하기 전에 미리 통합할 수 있습니다. Raytheon의 DDG-1000 부 프로그램 관리자인 Tom Moore는 "조선소에서 이 작업을 수행하는 것은 비용이 많이 듭니다."라고 회사에 말했습니다.
각 모듈(EME)에는 자체 충격 및 진동 댐퍼, 전력 보호, 수냉 시스템, 선박 레이더 및 기타 강력한 RF 소스의 간섭을 방지하는 전자파 차폐가 있습니다.
EME 모듈은 Zumwalt의 자체 인터넷인 선박 전체 컴퓨팅 환경에 통합됩니다. 연결은 모든 시스템을 연결하는 TSCE 시스템의 광섬유 및 구리 중복 전환 네트워크의 조합을 통해 구현됩니다: 선박의 내부 및 외부 통신, оружия, 기술, 센서 등 - TCP 및 UDP를 포함한 인터넷 프로토콜을 통해. 선박의 거의 모든 내부 인터콤 통신은 VoIP(Voice Over IP)를 기반으로 합니다.
그림 3. Zumwalt 제어 시스템 다이어그램 및 모든 차량 컴퓨팅 환경에 대한 연결 수단
Zumwalt에는 일부 무선 네트워킹 기능도 있지만 Raytheon 관계자는 투어를 진행할 때 Sean에게 이 시스템의 특정 유형을 제공하지 않았습니다. 그러나 그 기능은 직원이 유지 관리와 같은 다양한 작업을 수행하는 동안 네트워크 데이터에 연결되도록 설계되었습니다.
IP 네트워크에 연결할 수 있도록 설계되지 않은 제품(여러 등급의 해군 선박에 설치되는 다양한 선상 시스템)은 단일 보드 컴퓨터 및 Lynx OS(Linux 실시간 운영 체제) 기반 어댑터를 사용하여 연결됩니다. 소위 분산 적응 프로세서 또는 DAP(분산 적응 프로세서)는 선박 공학 시스템, 소화 시스템, 로켓 발사기, 라디오 및 위성 통신 네트워크 전송과 같은 것을 연결하는 방법입니다. 이 모든 것은 네트워크 클라이언트의 통제하에 있어야 합니다.
로켓을 발사하려는 모양입니다.
Sean은 Zumwalt 운영 센터의 레이아웃을 감상하면서 이러한 네트워크 클라이언트 중 일부를 관찰했습니다. 작전 센터는 단순히 화면을 보고 명령을 내리는 곳이 아닙니다. 함포와 미사일에서 엔진에 이르기까지 우주선 전체를 거의 우주에서 조종할 수 있습니다. Zumwalt에는 "라디오 판잣집"이 없습니다. 모든 통신은 운영 센터에서 관리됩니다. 함포는 완전 자동화되어 있으며 보조 포수 대신 작전 센터의 당직 장교가 통제합니다. 이론적으로 배는 조타수가 아닌 파일럿 컴퓨터에서도 제어할 수 있습니다. 그리고 이러한 모든 작업은 단일 유형의 콘솔을 통해 수행됩니다.
그림 4. Raytheon Portsmouth 시설에 있는 Zumwalt Operations Center의 연기가 자욱한 회색 목업은 선박 자체에 있는 공간의 정확한 크기입니다. Zumwalt에는 XNUMX층도 있어 함선과 함께 배치된 부대의 작전을 제공합니다.
그림 5. Raytheon의 Mark 57 수직 발사 시스템은 대함, 대공 및 지상 공격 미사일을 혼합하여 탑재할 수 있습니다. 시스템은 선박의 네트워크를 통해 제어 센터와 통신합니다.
Common Display System(Common Display System 또는 CDS, "Keds"로 발음), 운영 센터에 있는 4개의 워크스테이션 화면, 견고한 보드의 XNUMX코어 Intel 프로세서 모음으로 구동되며 항해 문구 "toe buster"라는 새로운 의미를 부여합니다. 지휘관과 집행관 자리에도 이런 워크스테이션이 내장돼 있다.
각 CDS는 CDS에서 하이퍼바이저로 구현되는 LynuxWorx LynxSecure 위에 분할 커널 모드로 여러 Linux 가상 머신을 실행할 수 있습니다. 이를 통해 워크스테이션은 다른 네트워크에 연결될 때 보안 수준과 사용 가능한 대상을 구분할 수 있습니다. Raytheon DDG-1000 수석 설계자 Robert Froncillo는 Sean에게 "각 스테이션은 동일한 상자에서 나옵니다."라고 말했습니다. "따라서 모든 스테이션에서 제어 수준을 행사하면서 모든 디스플레이에 앉을 수 있습니다."
대부분의 사람들에게 이것은 그렇게 큰 문제로 보이지 않을 수 있습니다. 그러나 과거의 함선은 각각의 특정 무기 또는 센서 시스템용으로 특별히 제작된 워크스테이션을 사용하는 경향이 있었습니다. 이것은 각 시스템이 서로 다른 인터페이스 구성을 가지고 있고 위치를 바꾸지 않고는 여러 작업을 처리할 수 없다는 것을 의미했습니다. CDS 워크스테이션은 주변 장치(예: 트랙볼 및 전용 키패드)에 공통 USB 인터페이스를 사용하고 터치 스크린이 장착되어 있으며 근무 중인 작업자에게 "클래식" 및 터치 인터페이스를 선택할 수 있도록 합니다.
이것은 운영자가 시스템을 마스터하는 것이 어렵다는 것을 의미하지는 않습니다. Raytheon 팀은 코드를 작성하기 전에 선원의 요청을 조사하여 인터페이스의 스크린샷을 보여주고 사용자로부터 피드백을 받았습니다. "상사는 마술사가 필요 없다고 말했습니다."라고 Froncillo는 설명합니다.
그림 6. 항공 편대 및 기타 배치된 부대의 작전을 위해 XNUMX층 스위트룸이 완비된 Zumwalt Operations Center의 모습을 보여주는 디지털 그림
IBM 블레이드 서버에서 실행되는 미들웨어를 사용하면 모든 조각을 함께 넣을 수 있습니다. 많은 선박 시스템은 상용 미들웨어 플랫폼을 사용하여 운영자 콘솔과 통신합니다. 그러나 (미사일 발사 명령과 같이) 보다 밀접하게 결합되어야 하는 시스템의 경우 해군은 중요한 중간 모델에 대해 군대에서 가장 선호하는 솔루션인 CORBA(Common Object Request Broker Architecture)를 사용하기로 결정했습니다. (합동 전술 무선 시스템의 소프트웨어인 합동 전술 무선 시스템도 CORBA를 사용합니다.)
다음 릴리스
그림 7. 배스에 있는 철강 공장의 줌왈트. DDG-1001, USS Michael Monsoor가 그 뒤를 이어 60% 이상 완성되었습니다.
Zumwalt는 아직 항해하지 않았지만 소프트웨어는 이미 5번 업데이트되었습니다. 버전 6가 완성되었을 때 Raytheon은 시스템을 테스트하기 위해 더 많은 선원을 데려왔으며 전체 함선 시뮬레이터를 사용하여 여러 전투 시나리오를 실행했습니다. Froncillo는 "우리는 대잠수함, 공중 및 지상 임무를 수행했습니다."라고 말했습니다. 7호에 교훈을 반영했고, XNUMX호는 테스트 크루즈에 앞서 함선에 탑재할 예정이다. 다음 업데이트는 배송 후 설치되며, 소프트웨어가 시리즈의 다른 두 선박에 배포됨에 따라 지속적으로 개선될 것입니다.
그러나 Zumwalt에 배포된 기술의 수명은 여기서 끝나지 않습니다. CDS 제어 콘솔은 순양함과 구축함에 대한 이지스 유도 미사일 업그레이드 프로그램의 일부로 사용됩니다. Tom Moore는 "우리가 개발하고 있는 많은 것들이 재사용될 것"이라고 확신했습니다.
Zumwalt를 구축하는 데 지난 XNUMX년 동안 소요된 비용과 그 과정에서 개발된 다양한 기술을 고려할 때 많은 추가 용도가 있다고 해도 무방합니다.
추가 링크:
linux.org.ru/news/opensource/9713342
arstechnica.com/information-technology/2013/10/the-navys-newest-warship-is-powered-by-linux/
Sean Gallagher - 18년 2013월 XNUMX일
en.wikipedia.org/wiki/Squadron_destroyers_of_Zamvolt_type
ko.wikipedia.org/wiki/James_Kirk
en.wikipedia.org/wiki/Screw_Surf
en.wikipedia.org/wiki/Red_Hat_Enterprise_Linux
en.wikipedia.org/wiki/IBM_BladeCenter
en.wikipedia.org/wiki/TSCE
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