Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Операционные системы реального времени и технологии разработки кроссплатформенного программного обеспечения. Ч.4. Учебное пособие
.pdf
3.3. Отечественные ОС РВ
61
БагрОС 4000 [28]
Представляет собой современную высоконадежную ОС реального времени, обладающую высокой эффективностью, мобильностью и управляемостью. Предназначается для решения задач управления, в том числе и вычислительными ресурсами. Также можно организовывать процессы функционирования программного обеспечения, которое работает в режиме
«жесткого» реального времени.
Операционная система «БагрОС-4000» поддерживает следующие процессорные архитектуры: Эльбрус, MIPS64, Мультикор, PowerPC, ARMv7,
Intel x86. Кроме того, обеспечивает функционирование многомодульных
(многопроцессорных и многоядерных) вычислительных систем.
ОС РВ «БагрОС 4000» может применяться как для обработки обычной
информации пользователя, так и для обработки сведений, составляющих
государственную тайну, ну или имеющие степень секретности «совершенно секретно» благодаря некоторым особенностям.
В системе «БагрОС 4000» в полной мере реализованы следующие основные принципы:
1. мобильность;
2. использование стандартов ARINC 653 и POSIX;
3. инкапсуляция;
4. средства планирования запуска задач, включающие как периодиче-
ские вычисления, так и использование приоритетов;
5. инструменты диагностики и обработки ошибок;
6. инструменты восстановления после сбоев.
Система «БагрОС 4000» гарантирует возможность одновременного запуска и контроля выполнения сразу нескольких процессов. Это свойство
обеспечивается использованием различных ядер микропроцессора. Взаимодействие процессов, которое может быть признано нежелательным, будет исключено за счёт использования виртуальной адресации и статического распределения памяти между процессами и операционной системой.
ОС РВ «БагрОС 4000» обладает развитыми средства обработки ошибочных ситуаций, а также содержит средства восстановления работы приложений в случае сбоев.
«БагрОС 4000» обладает средствами для обработки следующих
ошибок:
1. сбои и отказы аппаратуры;
3. Классификация ОС РВ
62
2. исключительные ситуации (недопустимый адрес команды, невер-
ные аргументы функций ОС РВ, деление на 0 и т.п.);
3. переполнение стека памяти;
4. ошибки, выявленные прикладной программой (недопустимые дан-
ные, превышение допустимого интервала времени и т.п.).
МАКС [29]
ОС РВ МАКС предназначается для мультиагентных когерентных систем. Данная система имеет высокую эффективность за счет того, что в нее
встроены механизмы организации совместной работы множеств устройств,
при помощи которых ускоряется выполнение программного обеспечения.
То есть, несколько устройств на базе микроконтроллеров могут быть объединены в некоторый кластер, а программы распределяются между ними.
В состав ОС РВ МАКС включены следующие элементы:
1. полнофункциональное микропроцессорное ядро;
2. комплекс исходных кодов прогармм;
3. документация;
4. демо-приложения.
ОС РВ МАКС предназначена для разработки и выполнения многозадачного программного обеспечения встраиваемых систем реального времени и предоставляет программам единый интерфейс управления основными аппаратными ресурсами. К сферам применения системы относятся:
1. робототехника;
2. медицинское оборудование;
3. потребительская электроника;
4. системы связи;
5. системы «умного дома», «умного города»;
6. Интернет вещей;
7. промышленная автоматика, управление.
При разработке ОС не использовались сторонние компоненты и фрагменты других ОС РВ. За счёт этого были воплощены самые современные
архитектурные решения. Функциональность и характеристики производительности ядра системы сопоставимы с наиболее популярными продуктами
в сегменте встраиваемых ОС. Поставляемый продукт состоит из демонстрационных и шаблонных проектов для поддерживаемого оборудования и сред
разработки, что позволяет быстро ознакомиться с принципами системы и
начать работу.
3.3. Отечественные ОС РВ
63
Эльбрус [30]
ОС Эльбрус является дистрибутивом Linux для процессоров архитектуры Эльбрус 2000 и Эльбрус-90микро. Оригинальная архитектура Эльбрус 2000 требует оригинальных механизмов управления прерываниями,
процессами, виртуальной памятью, сигналами, синхронизацией, тегированными вычислениями, то есть практически всеми основными механизмами ОС, в связи с чем и был разработан этот продукт. Версия ОС Эльбрус
OSL 3M1 предназначена для работы в вычислительном комплексе Эльбрус-3М1. Операционная система занесена в Единый реестр российского
ПО, сформированный согласно распоряжению правительства РФ.
OSL 3M1 поддерживают работу в режиме реального времени. Для
этого режима разработана собственная реализация POSIX-библиотеки для
управления потоками вычислений и синхронизации.
В OSL 3M1 разработаны средства поддержки защищённых вычислений на основе тегированной архитектуры Эльбрус 2000.
По заказу Министерства обороны РФ во ВНИИНС была создана адаптированная версия дистрибутива МСВС с использованием ядра OSL 3M1 –
МСВС3М1, которая успешно прошла испытания.
Нейтрино [31]
ОС Нейтрино несколько отличается от других решений потому, что
она является защищенной (ЗОС РВ). Ее основное назначение – создавать и
внедрять отказоустойчивые системы управления ресурсами с предсказуемым поведением. Основная сфера применения: системы, управляющие оборудованием и технологическими процессами.
ЗОС РВ «Нейтрино» удовлетворяет требованиям нормативно-правовых актов (НПА) Федеральной службы по техническому и экспортному
контролю России (ФСТЭК) для операционных систем второго класса защиты (тип А и В), а также межсетевых экранов второго класса защиты
(тип Б и В).
ЗОС РВ «Нейтрино» включена в Единый реестр российских программ
для электронных вычислительных машин и баз данных.
ЗОС РВ «Нейтрино» применяется в условиях, когда:
1. требуется надежность и отказоустойчивость программного и аппа-
ратного обеспечения;
2. требуется соблюдать ограничения для систем реального времени;
3. Классификация ОС РВ
64
3. требуется определенная технологическая независимость от
внешних факторов, т.е. в процессах создания ПО, ровно как и в процессах
поддержки.
ЗОС РВ «Нейтрино» работает с широким спектром аппаратных
устройств: это платформы популярных мировых производителей и, что интересно, разработки российских компаний, таких как АО «МЦСТ», ФГУ
ФНЦ НИИСИ РАН, АО НПЦ «ЭЛВИС. Из этого следует, что «Нейтрино»
может применяться в проектах оборонного и двойного назначения, где зарубежные средства и инструменты недопустимы.
Ключевые особенности ЗОС РВ «Нейтрино»
Прежде всего – это микроядерная архитектура. За счёт этого обеспечивается: локализация и изоляция сбоев, самовосстановление, организация
шин для обмена сообщениями, а также согласование модульных систем.
Далее можно отметить высокую производительность в условиях жесткого реального времени. Достигается это вытесняющим планировщиком и
подсистемой диспетчеризации, динамической системой распределения
приоритетов с наследованием, а также защита от инверсии приоритетов.
Также важной деталью являются графические возможности «Нейтрино»: выражающиеся в мощной поддержке библиотек отображения данных с выводом на несколько мониторов, поддержка стандартов OpenGL и
OpenCL, система Photon (сетевая система поддержки оконных интерфейсов). В качестве основной библиотеки для построения интерфейсов используется библиотека Qt.
«Нейтрино» имеет встроенные инструменты для поддержки сетевых
соединений. Прежде всего это полный стек NetBSD (IPv4, IPSec, IPv6), системный интерфейс Berkeley Socket API, специализированные сетевые
метки по ГОСТ Р 58256-2018 и весьма мощная прозрачно-распределенная
сеть Qnet.
Заря РВ [32]
Представляет собой целое семейство операционных систем специального назначения. «Заря» РВ создана для использования в Вооружённых силах РФ. В основе ОС «Заря» лежит, наверное, самый популярный дистрибутив корпоративного уровня – Red Hat (RHL) Enterprise Linux. Именно такая версия системы имеет поддержку ядра не менее 10 лет и многие производители программного и аппаратного обеспечения в первую очередь
3.3. Отечественные ОС РВ
65
включают поддержку RHL в свои продукты. Например, последняя версия
RHL Enterprise 9, вышедшая 10 мая 2023 года, имеет расширенную фазу
поддержки до 31 мая 2034 года. Конечно, RHL является коммерческим продуктом и обновление бинарных пакетов является «платным удовольствием», однако, согласно модели лицензирования базовой системы, исходные коды ядра и программного обеспечения находятся в открытом доступе.
ОС «Заря», в первую очередь, это высоконадежная операционная си-
стема. Она применяется на рабочих станциях с 64-битной архитектурой в
защищенном исполнении с самым разным масштабом: от отдельных станций и программно-технических комплексов, до центров обработки данных.
Система имеет все необходимые разрешения для применения в комплексах
с повышенными требованиями к защите данных, вплоть до уровня «совершенно секретно».
ОС реального времени «Заря» – является POSIX-совместимой опера-
ционной системой и предназначена для использования в качестве операционной системы для систем, работающих в реальном масштабе времени, на
32-разрядных аппаратных платформах: Intel x86, PowerPC, MIPS, ARM.
Также существует модификация: «Заря-ЦОД». Это как раз та самая
версия операционной системы для управления серверными платформами и
центрами обработки данных, о которых говорилось выше. Она также работает с современными типами микропроцессоров с 64-битной архитектурой
и является программным ядром для высокопроизводительных проблемноориентированных распределенных систем, работающих с большими объемами данных.
РЕД ОС [33]
РЕД ОС – это еще одна отечественная операционная система. Также,
как и предыдущий пример ОС РВ, она разработана на базе ядра Linux. Интересно то, что РЭД является комплексом инструментов или, другими словами, составным продуктом. Она построена вокруг широкой базы решений
с открытым исходным кодом, дополненных и собственными разработками
РЕД СОФТ. Также находится в Едином реестре российских программ,
имеет сертификат ФСТЭК и высокий класс защиты типа «А».
Краткая характеристика:
1. это дистрибутив Linux, созданный с использованием опыта RedHat,
Fedora, openSUSE, Debian, Ubuntu;
3. Классификация ОС РВ
66
2. система работает на пакетной базе формата RPM;
3. поддерживает процессоры x86, x86_64, ARM;
4. позволяет создать доверенную среду для использования ПО раз-
личного назначения и требований к уровню защиты;
5. содержит заранее определенные настройки и конфигурационные
файлы для каждой архитектуры ЭВМ;
6. может использовать отечественные криптографические инстру-
менты, например хэш-функции, электронную подпись и шифрование.
Основная идея создания такой системы сформировалась вокруг государственного контракта компании РЭД Софт с ФССП России «Доработка,
разработка, внедрение и сопровождение подсистем автоматизированной
информационной системы Федеральной службы судебных приставов».
Предполагалось, что будет создан отдельный дистрибутив ГосЛинукс,
оснащенный средствами защиты информации, способный удовлетворить
потребность государственных органов управления РФ в надежной операционной системе.
РЕД ОС действительно используется во многих государственных учреждениях Российской Федерации: это и администрации городов и округов
нашей страны, и даже министерства и ведомственные учреждения.
Создатели РЕД ОС постарались сделать миграцию с ОС Windows максимально простой. Это заметно по графической оболочке, по составу программного обеспечения и по подпроекту RED WINE, благодаря которому в
РЕД ОС можно запустить некоторые Windows-приложения, которые еще не
перенесены на саму систему.
Проще говоря, РЕД ОС обеспечивает поддержку всех современных инструментов для пользователя и разработчика, включая:
1. поддержку современного софта типа LibreOffice (аналог Microsoft
Office), Thunderbird и Evolution (для работы с почтой), браузеров Ян-
декс.Браузер, Opera, Google Chrome и Спутник (причем с поддержкой
ГОСТ-криптографии), графических редакторов GIMP, Inkscape, средств
виртуализации и контейнеризации, инструментов разработчика, компиляторов и отладчиков;
2. поддержку авторизации Active Directory, LDAP и Kerberos;
3. работу с современными файловыми системами типа ext 2/3/4, ISO
9660, FAT, xfs, exFAT, NTFS;
4. работу с сетевыми протоколами передачи файлов CIFS, NFS и FTP;
3.3. Отечественные ОС РВ
67
5. совместимость с программным продуктом «1С:Предприятие»;
6. установку и работу современных СУБД PostgreSQL 10.6, Ma-
riaDB 10.1, Firebird 3.0.
ОС «Альт» [34]
Альт Linux – это еще одна операционная система отечественного про-
изводства. Это многофункциональная операционная система, построенная
на инфраструктуре Unix/Linux. Дистрибутив основан на комплексе программного обеспечения с открытым исходным кодом и позволяет создавать
корпоративные платформы любого масштаба.
ОС «Альт» позволяет организовать привычный рабочий процесс на ин-
дивидуальных ЭВМ и внутри кластеров, перенося опыт с ОС Windows на
рабочие станции нового типа. Все программные решения от команды ALT
Linux Team направлены на работу с конфиденциальной информацией и
имеют высокий уровень защищенности. Уже то, что «Альт» имеет лицензию ФСТЭК, показывает, что данная ОС РВ может работать в различных
условиях и удовлетворяет самым высоким требованиям безопасности.
Система «Альт» имеет несколько разновидностей: для рабочих стан-
ций, для серверов и так далее. «Альт» работает на различных архитектурах
типа x86 (Intel 32-бит и 64-бит); ARM64 (Байкал-М, Huawei Kunpeng
Desktop, NVIDIA Jetson Nano, Raspberry Pi 3 и Pi 4); e2k и e2kv4 («Эльбрус»); mipsel («Таволга Терминал»); armh.
Например, рассмотрим «Альт» Сервер. Это дистрибутив операционной системы для серверов с максимальным набором утилит для сетевого
обмена и защиты информации, направленный на поддержку корпоративной
инфраструктуры.
Дистрибутив операционной системы позволяет развернуть сервер базы
данных типа PostgreSQL или MariaDB, запустить инфраструктуру Apache,
настроить различные сервисы для разработки программных продуктов, использовать сетевые утилиты, учиться и работать.
«Альт образование» – это специализированная система для учебных
учреждений. Ее функционал позволяет интегрировать рабочие места обучающегося и преподавателя, сформировать централизованное управление
учебным процессом, организовать сеансы связи рабочих станций и сервера,
учиться, разрабатывать и совершенствовать.
«Альт» Сервер Виртуализации может применяться для построения систем виртуализации и контейнеризации предприятия. Этот подвид системы
3. Классификация ОС РВ
68
работает с архитектурами x86 (Intel, AMD 64-бит); AArch64 (ARMv8, в том
числе Huawei Kunpeng, ThunderX); ppc64le (YADRO, Power 8, Power 9,
OpenPower); e2k и e2kv4 («Эльбрус»). Система обладает широким диапазоном применения: в качестве базового гипервизора KVM, в качестве кластера серверов виртуализации, для реализации облачной виртуализации на
основе OpenNebula и так далее.
Astra Linux [35]
Данная ОС базируется на ядре Linux. Astra Linux внедряется в нашей
стране в качестве альтернативы ОС Microsoft Windows. Первоначально
предназначалась для организации программной среды со встроенной защитой информации. Первым местом внедрения системы были силовые структуры. «Астра» обеспечивает высокую степень защиты информации, вплоть
до уровня «государственной тайны» включительно. Система официально
сертифицирована в системах защиты информации Минобороны, ФСТЭК и
ФСБ России. Естественно, что «Астра» включена в Единый реестр российских программ Минкомсвязи России.
В ходе разработки системы во второй половине 2010-х гг. и развития
процессов импортозамещения Astra Linux начала широко применяться в
гражданских целях как универсальная операционная система для персональных компьютеров. В настоящее время «Астра» внедряется в школах и институтах, в медицинских и других государственных учреждениях, а также в компаниях РЖД, «Газпром», «Росатом» и тому подобных организациях.
Производителем предусматривается свободное распространение базовой версии Astra Linux – Common Edition. Эта редакция называется системой общего назначения.
В данной ОС применяются различные механизмы. Например, механизм мандатного разграничения доступа. Принятие решения о запрете или
разрешении доступа субъекта к объекту принимается на основе типа операции (чтение/запись/исполнение), мандатного контекста безопасности, связанного с каждым субъектом, и мандатной метки, связанной с объектом.
Механизм Астры для организации мандатного доступа затрагивает
подсистемы:
1. сетевые механизмы IPC;
2. сетевой стек TCP/IP (IPv4);
3. файловые системы Ext2/Ext3/Ext4, proc, tmpfs и так далее.
3.3. Отечественные ОС РВ
69
Функционал ОС Astra Linux состоит в:
1. очистке оперативной и внешней памяти, а также гарантированное
удаление файлов;
2. возможности пометки или маркировки документов. Все дело в том,
что сервер печати ОС РВ Астра проставляет учетные данные в документах;
3. регистрации событий;
4. поддержке механизмов защиты;
5. поддержке механизма контроля замкнутости программной среды.
6. мониторинге целостности. С целью мониторинга целостности ис-
пользуется функция хеширования в соответствии с ГОСТ Р 34.11–94.1.
Благодаря механизму контроля замкнутости осуществляется проверка
подлинности загружаемых исполняемых файлов. Проверка производится
на основе проверки векторов аутентичности, рассчитанных в соответствии
с ГОСТ Р 34.10–2012;
Благодаря графической подсистеме система работает с Xorg. В каче-
стве пользовательского рабочего стола используется Fly.
Rosa Linux [36]
Rosa Linux – линейка дистрибутивов операционной системы Linux,
разработку которых ведёт «НТЦ ИТ РОСА», являющаяся российской компанией. Она включает серверную версию ROSA Server и настольную версию ROSA Desktop. Для каждой из этих версий доступны свободно распространяемые редакции, а также построенные на их основе защищённые варианты, сертифицированные ФСТЭК России и российским Министерством
обороны. Дистрибутивы характеризуются наличием собственных разработок, к которым относятся:
1. ABF (Automatic Build Farm) – распределённая среда непрерывной
разработки и сборки на основе системы управления версиями Git, позволяющая с минимальным порогом входа, без масштабных изменений в пакетных
базах и технологиях сборки, добавлять в ABF дистрибутивы на различных
пакетных базах. Единая внешняя логика предоставляет возможность быстрого обмена функционалом между группами разработчиков из базовых и
производных дистрибутивов и между разными базовыми дистрибутивами;
2. RocketBar – панель быстрого запуска приложений с возможностью
переключения между ними;
3. SimpleWelcome – единая точка запуска приложений, сгруппирован-
ных по функциональному назначению;
3. Классификация ОС РВ
70
4. TimeFrame – инструмент визуализации содержимого, который поз-
воляет отслеживать активность и находить документы и файлы по определённым датам;
5. StackFolder – апплет, позволяющий организовать быстрый доступ
к наиболее используемым каталогам и файлам;
6. Klook – утилита быстрого просмотра группы файлов;
7. ROSA Software Center – центр установки приложений;
8. Upstream Tracker – отслеживание и анализ совместимости измене-
ний в Linux-библиотеках;
9. Kernel ABI Tracker – анализ изменений в ядре Linux.
3.4. Мобильные ОС РВ
Аврора [37]
Отечественная мобильная операционная система, разработанная с це-
лью построения доверенной мобильной инфраструктуры, защиты чувствительной информации в государственных организациях и крупных коммерческих компаниях. Аврора включает проекты с открытым исходным кодом
и компоненты с закрытым исходным кодом. Получила применение в компаниях, ориентированных на импортозамещение и снижение операционных рисков.
Возможности:
1. доверенная загрузка и контроль целостности загрузчика и файло-
вой системы;
2. встроенная верификация установки и запуска программ;
3. встроенные политики безопасности;
4. полный дистанционный контроль над всеми функциями
смартфона;
5. управление со стороны платформы управления устройствами –
Аврора Центр;
6. защита каналов связи (ГОСТ VPN);
7. многофакторная аутентификация (включая поддержку токенов);
8. шифрование данных;
9. работа с электронной подписью (в том числе квалифицированной).
Начиная с версии ОС Аврора 3.0 есть возможность удалённого управ-
ления и конфигурации устройств с помощью платформы управления
устройствами – «Аврора Центр».
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]