Incarnet Service Protocol

При создании сложной сетевой инфраструктуры на железнодорожном транспорте, состоящей из множества различных систем и сервисов (система доступа в сеть Интернет, информационно-развлекательные сервисы, различные системы оповещения пассажиров, продажа товаров на борту и т.п.), требуется иметь актуальную информацию о состоянии всех узлов сетевого оборудования и доступных сервисов. Для получения информации о состоянии сетевого оборудования обычно применяется протокол SNMP (Simple Network Management Protocol), являющийся общепринятым стандартом сетевых систем управления и поддерживается подавляющим большинством производителей сетевого оборудования в своих продуктах. Однако, учитывая специфику систем, используемых в железнодорожном транспорте, применяемое оборудование не всегда имеет поддержку стандартных протоколов, либо не всегда используется стандартным образом. Также существует проблема определения доступности и корректности работы сервисов, как служебных, так и связанных с предоставлением услуг пассажирам. Это связано с тем, что сервисы разрабатываются для решения узкого круга задач, определенного рядом требований и условий использования железнодорожного транспорта.

Для решения задач по сбору актуальной статистической и диагностической информации на оборудовании подвижного состава, был разработан протокол Incarnet Service Protocol. Основные фукнции протокола:

• сбор актуальной статистической и диагностической информации на оборудовании подвижного состава;
• обмен данными между устройствами с поддержкой протокола Incarnet Service Protocol;
• определение доступности и корректности работы сервисов, как служебных, так и связанных с предоставлением услуг пассажирам;
• сбор и отображение терминалом уведомлений о критических ошибках оборудования и сервисов в режиме реального времени;
• опрос устройств, проверка наличия информации о рейсе, статистики по авторизации пассажиров и другой служебной информации;
• диагностика всего оборудования, подключенного к бортовым сетям Ethernet, Wi-Fi, а также дополнительных систем, которые могут быть подключены к оборудованию через внешние интерфейсы;
• обмен данными с устройствами, имеющими поддержку стандартных протоколов SNMP;
• обмен данными о состоянии сервисов, работающих на устройствах;
• передача уведомлений о критических ошибках.

Для обеспечения функционала обмена данными между устройствами по протоколу Incarnet Service Protocol, в инфраструктуре должна присутствовать как минимум одна единица оборудования, осуществляющая опрос устройств, сбор информации в локальную базу данных, передачу статистических данных на удаленный сервер мониторинга и/или локальный терминал.

При работе с устройствами по протоколу SNMP используются стандартные протокольные единицы обмена (PDU), построенные по следующей структуре:

• IP header (IP-заголовок)
• UDP header (UDP-заголовок)
• version (версия)
• community (пароль)
• PDU-type (PDU-тип)
• request-id (id запроса)
• error-status (статус ошибки)
• error-index (индекс ошибки)
• variable bindings (связанные переменные)

При поддержке оборудованием протокола Incarnet Service Protocol версии 2.3 и выше, существует возможность использования отдельного устройства (например, специализированного планшета) в качестве терминала для локального мониторинга бортовых устройств и сервисов. В этом случае терминал получает данные от устройств и может отображать уведомления о критических ошибках оборудования и сервисов в режиме реального времени.

Ядро Incarnet Service Protocol размещается на маршрутизаторе, либо на контент-сервере, и функционально выполняет опрос всех устройств на борту вагона. В результате опроса устройств, проверки наличия информации о рейсе, статистики по авторизации пассажиров и другой служебной информации, формируются исходные данные для визуального отображения на специализированном планшете, а также формируются метрики для отправки на сервер мониторинга. Данные хранятся на оборудовании длительное время, что позволяет производить диагностику неисправностей даже в случае отсутствия связи с сервером мониторинга. Поддержка оборудования, имеющего проприетарные интерфейсы для диагностики и мониторинга, производится путем добавления соответствующих обработчиков и функций опроса в ядро ISP. Конфигурация ISP индивидуальна для каждого отдельного проекта, включает в себя как оборудование для предоставления доступа в Интернет, так и мультимедийное оборудование, служебные бортовые системы, системы видеонаблюдения.

Устройства, использующие проприетарный протокол ISP, обмениваются информацией по протоколу UDP путем отправки запросов и получения ответов в формате JSON либо XML, в зависимости от типа реализации клиентской части на устройстве. Также возможна поддержка устройств c SNMPv.3 (IETF STD 62), в этом случае в ядре настраивается обработчик для конкретного устройства либо группы устройств, без проприетарной ответной части на устройстве.

Использование информации, формируемой ядром ISP, позволяет производить моментальную диагностику всего оборудования, подключенного к бортовым сетям Ethernet, Wi-Fi, а также дополнительных систем, которые могут быть подключены к оборудованию Incarnet через внешние интерфейсы. Таким образом, производится диагностика оборудования на составе до начала рейса, как дистанционно, так и силами инженерных сотрудников, находящихся на месте.

Изначально протокол был реализован в виде веб-сервиса, позволяющего производить визуальную диагностику исправности бортовой сети ethernet электропоезда на предмет обрывов межвагонных соединений, доступности маршрутизатора и вагонных коммутаторов. Доступ к сервису осуществлялся посредством служебной сети Wi-Fi с личного портативного устройства (смартфона) бортинженера. В дальнейшем технология получила развитие: появилась поддержка точек доступа, контент-сервера, возможность проверки работоспособности систем авторизации. В версии 2.1 протокол был полностью переработан, добавлена поддержка протокола SNMP. Поддерживается совместимость между версиями 1.1, 1.2, поддерживается совместимость между версиями 2.1, 2.2, 2,3. Совместимость между версиями 1.x и 2.х не предусмотрена.

В тестовой лаборатории Incarnet проводятся испытания сетевого и мультимедийного оборудования на совместимость с существующими решениями, поддерживающими Incarnet Service Protocol. При проектировании новых систем, а также при модернизации и расширении существующих, перечень поддерживаемого оборудования пополняется с каждой новой версией протокола Incarnet Service Protocol.

Возможность взаимодействия сетевого и мультимедийного оборудования по протоколу Incarnet Service Protocol зависит от следующих факторов:

• Возможность установки дополнительного программного модуля, обрабатывающего запросы по протоколу UDP в формате JSON либо XML
• Поддержка протокола SNMPv3

Информация о совместимости оборудования с протоколом Incarnet Service Protocol, используемого в конкретных решениях, предоставляется по запросу на электронную почту, указанную в разделе "Контакты".