1. Uporaba Linux v produktih Iskratel
Sani Rus
Iskratel, doo
IBLOC, Portorož, september 2007

2. Povzetek: o podjetju produkti razvojno okolje tehnologije
za več informacij obiščite
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. O podjetju: ponudnik sodobnih komunikacijskih rešitev
za več informacij obiščite
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. Produkti 1/2: glavne produktne linije:
za več informacij obiščite
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. Produkti 2/2: za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
Home/Business Network
Multi Service Access
Node
Aggregation
Network
Service
Edge
Core
Network
Service
Network
DSLAM
ADSL2+ SHDSL
Internet
VDSL2
FTTC
BRAS
Application server
ETTH
FTTB
MPLS Core
Ethernet
aggregation
FTTH
Management
Broadband network gateway
WiMax
WiMAX
Access gateway
POTS
Call server
PSTN
V5.2
TDM Switch
Signaling & Media gateway

6. Razvoj programske opreme:
za več informacij obiščite
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
target
...
delovne postaje

7. Razvojno okolje: glavnina programske opreme je razvita v jezikih
za več informacij obiščite
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 – 1 M LOC C kode in do LOC SDL kode (upoštevana samo lastna koda)
generični produkti z vložki v rangu 20 – 30 MY

8. Tehnologije: Posamezne komponente omrežij lahko razdelimo na
za več informacij obiščite
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* 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. HW platforme: data plane: control, management plane
za več informacij obiščite
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. za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
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. Večprocesorske arhitekture:
za več informacij obiščite
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. Produkti: MEA 10 MEA 20 MEA 10 wall MEA 3 ATCA
za več informacij obiščite
Produkti:
MEA 10
MEA 20
MEA 10 wall
MEA 3
ATCA

13. Kriteriji pri izbiri operacijskega sistema:
za več informacij obiščite
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. Migracija OS: za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
Home/Business Network
Multi Service Access
Node
Aggregation
Network
Service
Edge
Core
Network
Service
Network
DSLAM
ADSL2+ SHDSL
Internet
VDSL2
FTTC
BRAS
Application server
ETTH
FTTB
MPLS Core
Ethernet
aggregation
FTTH
Management
Broadband network gateway
WiMax
WiMAX
Access gateway
POTS
Call server
PSTN
V5.2
TDM Switch
Signaling & Media gateway

15. Posebnosti telekomunikacijskih sistemov:
za več informacij obiščite
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. Real-time sistemi: sistemi z vnaprej predvidenim odzivnim časom
za več informacij obiščite
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. za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
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. za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
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. Visoka razpoložljivost - HA:
za več informacij obiščite
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 napake
MTTR – 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. Visoka razpoložljivost - HA:
za več informacij obiščite
Visoka razpoložljivost - HA:
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)

21. za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
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. za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
LTT - Linux trace toolkit
Sestavljen je iz treh sklopov in sicer:
Event flow graph, omogoča opazovalcu grafičen pregled nad dogodki v sistemu.
Process analysis, namenjen poglobljeni analizi vsakega procesa v časovnem intervalu snemanja.
Raw list of events, pokaže splošne informacije o sistemu.
Raw list of events
Event flow graph
Process analysis

23. SMB – System message browser, lastno orodje za analizo, nadgradnja LTT
za več informacij obiščite
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. za več informacij obiščite http://www.iskratel.si
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. Osnove GPL, LGPL kar izpeljemo iz GPL oz. LGPL zapade pod GPL oz. LGPL
za več informacij obiščite
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. Priporočila – uporaba GPL kode
za več informacij obiščite
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. Priporočila – uporaba LGPL kode
za več informacij obiščite
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. Hvala za pozornost! Vprašanja?
za več informacij obiščite
Hvala za pozornost! Vprašanja?