CC BY
20Проектирование и производство летательных аппаратов, космические исследования и проекты
УДК 629.783
ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ СТРУКТУРЫ ОРБИТАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ СЕТИ
Д. А. Замятин, В. С. Богданова, В. В. Кольга
Сибирский государственный университет науки и технологий имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
E-mail: [email protected]
Описывается структура и принципы работы концептуальной крупной независимой компьютерной сети с размещением центров обмена данными на орбите Земли.
Ключевые слова: компьютерная сеть, космический аппарат, орбита Земли, серверный комплекс, передача данных.
MAIN STRUCTURE PRINCIPLES OF THE ORBITAL COMPUTER NETWORK
D. A. Zamyatin, V. S. Bogdanova, V. V. Kolga
Reshetnev Siberian State University of Science and Technology 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation E-mail: [email protected]
This article describes the structure and principles of large independent conceptual computer network location of data-centers on Earth orbit.
Keywords: computer network, spacecraft, Earth orbit, the server complex data transfer.
Актуальность создания независимой от Интернета крупной компьютерной сети с повышенной степенью защиты от несанкционированных воздействий уже не раз отмечалась в различных работах [1]. В основном это вопросы безопасности хранения и передачи данных, проблема информационного мусора, влияния глобальной сети на общество и т. д. Многие из существующих проблем современного информационного пространства обусловлены несовершенством структуры и иерархии взаимодействия на программном уровне с ограничением степени доступа к администрированию высокого уровня. Данные тезисы посвящены рассмотрению именно структурных различий между Интернетом и концептом альтернативной сети.
Структура основной части сети Интернет представляет собой множество проводных соединений, обеспечивающих связь в цепочке «Backbone (опорные сети Интернета) - точки обмена трафиком - провайдер - маршрутизатор - клиент» [2]. В век повсеместного распространения беспроводной связи и мобильных коммуникационных систем данный принцип построения постепенно устаревает, так как требует колоссального объёма сырьевых, материальных и трудовых ресурсов, необходимых для того, чтобы проложить очередную ветку и обслуживать её, поддерживая работоспособность и возможность бесперебойной связи. Высокоскоростные спутниковые соединения занимают всё более значимую роль, однако просто распространение спутникового Интернета само по себе является решением лишь некоторых проблем современного информационного пространства [3]. При этом полный переход с проводной связи на спут-
никовую может занять значительно больше времени, чем развитие полностью спутниковой сети «с нуля».
Проект независимой орбитальной компьютерной сети, получивший рабочее название SeON («Secure Orbital Network», англ. «защищённая орбитальная сеть») представляет собой концепцию изолированного информационного пространства, физическая часть которого в значительной мере расположена на орбите Земли, за исключением наиболее крупных центров хранения данных, а какие-либо проводные связи между узлами сети отсутствуют.
Основными хранилищами информации для SeON, как и для Интернета, являются крупные наземные DATA-центры, но с такими особенностями, как обязательное наличие мощного комплекса радиосвязи при полном отсутствии проводных каналов взаимодействия с другими узлами сети. За обмен данными между хранилищами и клиентами отвечает орбитальная группировка спутников связи и кратковременного хранения информации, которая и является собственно сетью, главной особенностью структуры SeON [4]. С крупным DATA-центром связан спутник-ретранслятор на геостационарной орбите (ГСО), передающий потоки информации на низкоорбитальные центры обмена данными (ЦОД), из которых ближайший к клиентскому устройству предоставляет пользователю запрашиваемые данные. При уходе низкоорбитального ЦОД за горизонт информацию предоставляет соседний аналогичный космический аппарат, так как спутники этой части сети обмениваются данными не только с геостационарным ретранслятором, но и между собой [5].
Решетневскуе чтения. 2017
Примечательно, что информационная сеть как таковая фактически существует только непосредственно во время обращения к ней и обмена данными между отдельными её узлами. В пассивном режиме элементы сети представляют собой просто набор центров долговременного хранения данных (DATA-центров), высокоорбитальных ретрансляторов («зеркал»), временных хранилищ (кэш-серверов) на низких орбитах и клиентских устройств. При передаче данных появляется цепочка связей «DATA-центр - зеркало -кэш-серверы - клиент», а собственно сеть является набором таких цепочек, постоянно появляющихся и исчезающих.
Такой принцип может также являться защитой от перехвата сигнала, сохраняя конфиденциальность поисковых запросов, что повышает комфорт пользователей. Проблема доступа рядовых пользователей к «нежелательной» информации при этом может решаться не путём отслеживания потоков данных, а на этапе становления клиента пользователем сети, то есть при приобретении клиентского устройства и выборе тарифного плана, учитывающего права будущего пользователя. Также благодаря полной изоляции от Интернета и сильному ограничению возможности выгрузки информации с клиентских устройств, необходимость отслеживания сведена к минимуму.
Таким образом, предлагается структура сети, принципиально отличающаяся от используемой Интернетом, и потенциально способная в дальнейшем обеспечить эффективное выполнение целей проекта.
Библиографические ссылки
1. Замятин Д. А., Шашило Е. П., Кольга В. В. Разработка концепции орбитальной компьютерной сети // Решетневские чтения : материалы XX Междунар. науч. конф. (09-12 ноября 2016, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2016. С. 27-28.
2. Как убить Интернет | // Журнал Популярная Механика [Электронный ресурс]. URL: http://www. popmech.ru/technologies/13055-kak-ubit-internet/ (дата обращения: 01.09.2017).
3. Спутниковый Интернет - шаг за шагом -StarBlazer [Электронный ресурс]. URL: http://www. starblazer.ru/article/satinternet/ (дата обращения: 01.09.2017).
4. Замятин Д. А., Богданова В. С., Кольга В. В. Концепция орбитальной компьютерной сети // Актуальные проблемы авиации и космонавтики : материалы III Междунар. науч. конф. (10-14 апреля 2017, г. Красноярск) : в 2 ч. / под общ. ред. Ю. Ю. Логинова ; Сиб. гос. аэрокосмич. ун-т. Красноярск, 2017.
5. Наблюдение ИСЗ [Электронный ресурс]. URL: http://www.sat.belastro.net/ (дата обращения:
14.09.2016).
References
1. Zamyatin D. A., Shashilo E. P., Kolga V. V. The development of the concept of orbital computer network // Reshetnevskie chteniya : materialy XX Mezhdunar. nauch. konf. (09-12 noyabrya 2016, g. Krasnoyarsk) : v 2 ch. / pod obshch. red. Yu. Yu. Loginova ; Sib. gos. aehrokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2016. P. 27-28.
2. Kak ubit' internet | // ZHurnal Populyarnaya Mek-hanika [How to kill the Internet| Popular Mechanics Magazine]. Available at: http://www.popmech.ru/ technologies/13055-kak-ubit-internet/ (accessed
01.09.2017). (In Russ.)
3. Sputnikovyj Internet - shag za shagom - StarBlazer. [Satellite Internet - step by step - StarBlazer]/ Available at: http://www.starblazer.ru/article/satinternet/ (accessed: 01.09.2017). (In Russ.)
4. Zamyatin D. A., Bogdanova V. S., Kolga V. V. The concept of orbital computer network // Aktual'nye prob-lemy aviacii i kosmonavtiki : materialy III Mezhdunar. nauch. konf. (10-14 aprelya 2017, g. Krasnoyarsk) : v 2 ch. / pod obshch. red. Yu. Yu. Loginova ; Sib. gos. aehrokosmich. un-t. Krasnoyarsk, 2017.
5. Nablyudenie ISZ [Satellites observation]. Available at: http://www.sat.belastro.net/ (accessed: 14.09.2016). (In Russ.)
© Замятин Д. А., Богданова В. С., Кольга В. В., 2017
