INTEGRITY Dokumentace

← Referenční architektury / reference-architecture / diagrams / iot

Optimalizace a zabezpečení propojených dopravních systémů

Propojený dopravní systém je integrovaná síť vozidel, infrastruktury nebo služeb, které se spoléhají na neustálou výměnu dat v reálném čase, aby se zvýšila bezpečnost, efektivita a mobilita. Mezi příklady patří veřejná doprava (autobusy, tramvaje a vlaky), vozidla záchranných služeb (sanitky, hasičské vozy a policejní auta), systémy správy vozového parku (logistická a rozvozová vozidla), autonomní vozidla, propojená infrastruktura (semafory, dopravní značky), systémy kolonové jízdy nákladních vozidel (platooning), dronové doručovací vozidla a propojené automobily. Lze je obecně rozdělit do těchto kategorií:

Tyto systémy potřebují pro bezpečný a efektivní provoz spolehlivé a zabezpečené síťové připojení. Vozidla záchranných složek se spoléhají na stabilní a bezpečné spojení, aby mohla rychle a bez prodlev zasahovat. Systémy veřejné dopravy, včetně autobusů a vlaků, potřebují data v reálném čase, aby dodržovaly jízdní řády a zajišťovaly bezpečnost cestujících. Správa vozových parků, autonomní vozidla i systémy doručování pomocí dronů vyžadují zabezpečené spojení, které chrání citlivá data a zajišťuje provozní spolehlivost.

Tyto systémy jsou hlavním cílem kybernetických útoků, které by mohly narušit provoz služeb, ohrozit veřejnou bezpečnost nebo zkompromitovat citlivá data. Jejich bezpečnost a spolehlivost jsou pro moderní mobilitu klíčové.

Diagram této referenční architektury znázorňuje klíčové komponenty a technologie Cloudflare, které pomáhají minimalizovat latenci, zajišťovat vysokou spolehlivost a udržovat silné zabezpečení komunikace propojených dopravních systémů. Každá komponenta hraje klíčovou roli při zpracování, směrování, optimalizaci a zabezpečení datového toku a zajišťuje efektivní a bezpečné doručování kritických dat.

Zařízení se připojují k anycast síti Cloudflare, která příchozí data kontroluje a filtruje, aby chránila před hrozbami, jako jsou DDoS útoky, škodliví boti nebo neoprávněný přístup. Integrované služby Cloudflare (včetně content delivery network, load balancingu, edge computingu a úložných řešení) společně zlepšují doručování dat, škálovatelnost a odolnost. Díky tomu se data zpracovávají, optimalizují a doručují efektivně, což snižuje latenci, účinně rozkládá provoz a umožňuje obsluhovat požadavky blíže uživatelům. Směrování dat k origin serverům navíc optimalizuje rozsáhlá globální síť a inteligentní směrování, které vyhledává nejrychlejší a nejefektivnější cesty. Díky této kombinaci zabezpečení, škálovatelnosti, výkonu a směrování je spojení mezi zařízeními a cílovými službami bezpečnější a rychlejší.

Obrázek 1: Optimalizace a zabezpečení propojených dopravních systémů

  1. Mutual TLS (mTLS): Pro zajištění silné autentizace využívá Cloudflare vzájemné TLS (mTLS) k ověření identity klienta i serveru. Tím vzniká první vrstva důvěry, díky které mohou s aplikací komunikovat pouze autorizovaná zařízení.

  2. Anycastová síť Cloudflare: Cloudflare využívá anycast ↗ sítí a je jednou z nejpropojenějších a geograficky nejrozšířenějších sítí na světě. Provoz je směrován do nejbližšího datového centra Cloudflare, což snižuje počet síťových přeskoků, dynamicky reaguje na měnící se podmínky v síti a zajišťuje, že data putují k cíli nejkratší cestou, čímž se minimalizuje latence a maximalizuje spolehlivost.

  3. Bezpečnostní služby:

    1. API Shield: Cloudflare API Shield chrání kritická rozhraní API před neoprávněným přístupem a zneužitím a zajišťuje bezpečnou výměnu dat mezi propojenými systémy.
    2. Web Application Firewall (WAF): Cloudflare WAF pomáhá blokovat škodlivý provoz a zabraňuje zneužití zranitelností aplikací nebo API, čímž chrání vaši síť, zařízení i aplikace.
    3. DDoS Protection: Cloudflare Ochrana před DDoS, pokrývající síťovou, transportní a aplikační vrstvu, brání objemovým útokům, které by mohly ohrozit dostupnost připojených systémů. Díky vícevrstvé ochraně dokáže Cloudflare zmírnit široké spektrum hrozeb DDoS. Na nižších vrstvách Cloudflare chrání před vysokoobjemovými útoky, jako jsou SYN flood, UDP flood a další typy narušení na úrovni protokolů, které mohou zahltit síťové prostředky. Na aplikační vrstvě jsou blokovány i sofistikovanější útoky mířící přímo na aplikaci, jako jsou HTTP flood (jejichž cílem je vyčerpat prostředky serveru a narušit služby pro uživatele), a to i v případě rozsáhlé útoky DDoS ↗.
    4. Zabezpečení DNS: Cloudflare Zabezpečení DNS ↗ pomáhá chránit překlad názvů a zajišťuje, že útočníci nemohou požadavky unést.
    5. Šifrování TLS: Šifrování TLS zajišťuje, že data vyměňovaná v síti jsou chráněna před zachycením, a zachovává tak jejich integritu a soukromí.

  4. Služby pro výkon a spolehlivost:

    1. Síť pro doručování obsahu (CDN): Distribuce obsahu ↗ efektivně po celé síti a snižuje latenci pro koncové uživatele tím, že ukládá data do mezipaměti blíže k nim.
    2. Load balancing: Distribuce příchozího provozu mezi více serverů nebo datových center, čímž zajišťuje optimální využití zdrojů, předchází jednotlivým bodům selhání a zlepšuje výkon připojených systémů.
    3. Cloudflare Workers: Naše serverless výpočetní platforma, Cloudflare Workers, umožňuje zpracování dat na okraji sítě, čímž snižuje potřebu přenášet data na velké vzdálenosti a výrazně snižuje latenci. V kombinaci se souvisejícími službami, jako je Workers KV a D1 ↗, edge úložná řešení Cloudflare umožňují efektivní správu dat blízko uživatele. Workers KV umožňuje rychlý přístup k datům s důrazem na čtení, ideální pro ukládání konfigurací do mezipaměti a často používaná data, zatímco D1 poskytuje bezserverovou SQL databázi pro náročnější požadavky na úložiště. Kromě toho Cloudflare Durable Objects ↗ pomáhají řídit stavové interakce na okraji sítě a zajišťují konzistenci dat v reálném čase. Tyto nástroje společně umožňují bezproblémové zpracování a ukládání dat i odložené aktualizace klíčových služeb, čímž minimalizují komunikaci s centralizovanými servery a zajišťují rychlejší a efektivnější výkon.
    4. Workers AI: Workers AI je serverless platforma pro AI inferenci, která vývojářům umožňuje spouštět modely strojového učení v globální síti Cloudflare. Lze ji použít pro analýzu dat v reálném čase, detekci anomálií a prediktivní údržbu, čímž poskytuje inteligenci na okraji sítě a zvyšuje spolehlivost připojených systémů.
    5. Argo Smart Routing: Argo Smart Routing optimalizuje výběr trasy analýzou aktuálních podmínek v síti v reálném čase a zajišťuje, že datové pakety projdou nejrychlejšími a nejspolehlivějšími trasami.
    6. Cloudflare R2 Storage: R2 poskytuje cenově výhodné a výkonné úložiště pro data, jako jsou telemetrie a protokoly ze senzorů, a umožňuje k nim často přistupovat bez poplatků za odchozí přenos dat.

  5. Připojení k originu: Cloudflare je nezávislý na typu origin serveru, takže se dokáže bezpečně připojit k široké škále různorodých míst bez ohledu na to, kde je origin server hostován. Mezi tyto origin servery mohou patřit lokální servery, datová centra nebo poskytovatelé cloudových služeb (CSP) jako AWS, Azure nebo Google Cloud. Ať už data potřebují proudit z veřejných cloudových prostředí nebo z proprietárních privátních systémů, Cloudflare dokáže navázat zabezpečená spojení pro efektivní výměnu dat.

    K těmto origin serverům lze připojit několika způsoby podle konkrétních požadavků nasazení, od jednoduchého veřejného nastavení DNS až po pokročilejší možnosti, jako je Cloudflare Network Interconnect (CNI) a tunely cloudflared. CNI umožňuje soukromé přímé propojení mezi lokalitami origin serverů a Cloudflare a vytváří tak zabezpečenou vrstvu, která chrání data při přenosu mezi sítěmi. Tunel cloudflared vytváří šifrované tunely přímo z origin serveru do sítě Cloudflare, čímž zcela eliminuje veřejné vystavení a zvyšuje zabezpečení i spolehlivost. Díky nezávislosti na typu origin serveru a podpoře více zabezpečených způsobů připojení umožňuje Cloudflare firmám dále používat jejich stávající proprietární systémy a infrastrukturu, a přitom těžit z výkonu, zabezpečení a škálovatelnosti Cloudflare.

Tyto komponenty společně přinášejí optimalizované, bezpečné a spolehlivé řešení pro připojená vozidla a další dopravní systémy a pokrývají potřeby jak zařízení na pevném místě, tak zařízení na cestách. Představte si například flotilu propojených dodávkových vozidel, jejichž řidiči používají digitální tablety pro navigaci, sledování polohy i komunikaci se zákazníky v reálném čase. Tyto tablety zobrazují aktuální stav doručení, umožňují zákazníkům podepsat převzetí zásilky a dokonce i platit na místě. Síť Cloudflare zajišťuje, že data směrem k zařízení i z něj se aktualizují s minimální latencí, takže řidiči mohou efektivně navigovat bez zpoždění. Cloudflare API Shield pomáhá zabezpečit veškerou komunikaci mezi tabletem a backendovými systémy, chrání údaje zákazníků a zajišťuje bezpečný přenos platebních dat. Systém dále těží z Workers běžících na edge síti, kteří dokážou data zpracovávat v reálném čase, například ověřovat podpisy zákazníků pomocí AI, aniž by bylo nutné vše posílat zpět na centrální server. Díky provázanosti jednotlivých komponent Cloudflare tak roste provozní efektivita i spokojenost zákazníků.