INTEGRITY Документация

← Справочные архитектуры / reference-architecture / diagrams / iot

Оптимизация и защита подключенных транспортных систем

Подключённая транспортная система представляет собой интегрированную сеть транспортных средств, инфраструктуры и (или) сервисов, которые полагаются на постоянный обмен данными в реальном времени для повышения безопасности, эффективности и мобильности. Примеры включают общественный транспорт (автобусы, трамваи и поезда), спецтранспорт (скорую помощь, пожарные машины и полицейские автомобили), системы управления автопарком (грузовики логистики и доставки), беспилотные транспортные средства, подключённую инфраструктуру (светофоры, дорожные знаки), системы автоколонн (грузовые конвои), беспилотные транспортные средства для доставки дронами и подключённые автомобили. В целом их можно разделить на следующие категории:

Для безопасной и эффективной работы этим системам требуются защищенные и надежные сетевые соединения. Экстренные службы полагаются на стабильные защищенные соединения, чтобы реагировать быстро и без задержек. Системы общественного транспорта, включая автобусы и поезда, зависят от данных в реальном времени, чтобы соблюдать расписание и обеспечивать безопасность пассажиров. Управление автопарком, автономные транспортные средства и системы доставки дронами также нуждаются в защищенных соединениях для защиты конфиденциальных данных и обеспечения операционной надежности.

Эти системы являются главной мишенью для кибератак, которые могут нарушить работу служб, поставить под угрозу общественную безопасность или привести к утечке конфиденциальных данных. Их безопасность и надежность жизненно важны для современной мобильности.

Диаграмма этой эталонной архитектуры показывает ключевые компоненты и технологии Cloudflare, которые обеспечивают минимальную задержку, высокую надёжность и строгую защиту коммуникаций подключённых транспортных систем. Каждый компонент играет важную роль в обработке, маршрутизации, оптимизации и защите потока данных, гарантируя эффективную и безопасную доставку критически важных данных.

Устройства подключаются к anycast-сети Cloudflare, которая проверяет и фильтрует входящие данные для защиты от таких угроз, как DDoS-атаки, вредоносные боты и несанкционированный доступ. Интегрированные сервисы Cloudflare, включая сеть доставки контента, балансировку нагрузки, edge-вычисления и решения для хранения данных, работают совместно, повышая скорость доставки данных, масштабируемость и отказоустойчивость. Это обеспечивает эффективную обработку, оптимизацию и доставку данных, снижая задержки, эффективно распределяя трафик и обрабатывая запросы ближе к пользователям. Кроме того, маршрутизация данных к источникам оптимизируется за счёт обширной глобальной сети и интеллектуальной маршрутизации, которая определяет самые быстрые и эффективные пути. Такое сочетание безопасности, масштабируемости, производительности и маршрутизации обеспечивает более безопасное и быстрое соединение между устройствами и целевыми сервисами.

Рисунок 1: оптимизация и защита подключенных транспортных систем

  1. Взаимный TLS (mTLS): Для обеспечения надёжной аутентификации Cloudflare использует двусторонний TLS (mTLS) для проверки подлинности как клиента, так и сервера. Это создаёт начальный уровень доверия, гарантируя, что взаимодействовать с приложением могут только авторизованные устройства.

  2. Anycast-сеть Cloudflare: Cloudflare использует anycast ↗ сети и является одной из самых связанных и географически распределённых сетей в мире. Трафик направляется в ближайший центр обработки данных Cloudflare, что уменьшает число сетевых переходов, позволяет динамически подстраиваться под изменяющиеся условия сети и обеспечивает прохождение данных по самому короткому пути до места назначения, минимизируя задержку и повышая надёжность.

  3. Сервисы безопасности:

    1. API Shield: Cloudflare API Shield защищает критически важные API от несанкционированного доступа и злоупотреблений, обеспечивая безопасный обмен данными между подключёнными системами.
    2. Web Application Firewall (WAF): Cloudflare WAF помогает блокировать вредоносный трафик и предотвращать эксплуатацию уязвимостей приложений и API, защищая вашу сеть, устройства и приложения.
    3. DDoS Protection: Cloudflare Защита от DDoS, охватывающая сетевой, транспортный и прикладной уровни, предотвращает объёмные атаки, способные нарушить доступность подключённых систем. Благодаря многоуровневой защите Cloudflare способна отражать самые разные виды DDoS-угроз. На нижних уровнях Cloudflare защищает от высокообъёмных атак, таких как SYN-флуд, UDP-флуд и другие виды нарушений на основе протоколов, способные перегрузить сетевые ресурсы. На прикладном уровне более изощренные атаки, нацеленные на само приложение, например HTTP-флуд, призванный исчерпать ресурсы сервера и нарушить работу пользовательских сервисов, блокируются даже при масштабные попытки DDoS-атак ↗.
    4. Безопасность DNS: Cloudflare Безопасность DNS ↗ помогает защитить разрешение имен, не позволяя злоумышленникам перехватывать запросы.
    5. Шифрование TLS: Шифрование TLS обеспечивает защиту данных, передаваемых по сети, от перехвата, сохраняя их целостность и конфиденциальность.

  4. Услуги производительности и надёжности:

    1. Сеть доставки контента (CDN): Доставка контента ↗ эффективно по всей сети, снижая задержку для конечных пользователей за счёт кэширования данных ближе к ним.
    2. Load balancing: Распределение входящего трафика между несколькими серверами или дата центрами, обеспечивая оптимальное использование ресурсов, предотвращая единые точки отказа и повышая производительность связанных систем.
    3. Cloudflare Workers: Наша бессерверная вычислительная платформа, Cloudflare Workers, позволяет обрабатывать данные на периферии сети, сокращая необходимость передачи данных на большие расстояния и значительно снижая задержку. В сочетании с сопутствующими сервисами, такими как Workers KV и D1 ↗, периферийные хранилища Cloudflare обеспечивают эффективное управление данными рядом с пользователем. Workers KV дает быстрый доступ к данным с преобладанием чтения и отлично подходит для кэширования конфигураций и часто используемых данных, а D1 предоставляет бессерверную SQL-базу данных для более серьезных задач хранения. Кроме того, Durable Objects ↗ помогают управлять состояниями взаимодействий на периферии сети, обеспечивая согласованность данных в реальном времени. Вместе эти инструменты позволяют плавно обрабатывать и хранить данные, а также выполнять отложенные обновления основных сервисов, сокращая количество обращений к централизованным серверам и повышая скорость и эффективность работы.
    4. Workers AI: Workers AI это бессерверная платформа инференса ИИ, которая позволяет разработчикам запускать модели машинного обучения в глобальной сети Cloudflare. Ее можно использовать для анализа данных в реальном времени, обнаружения аномалий и прогнозного обслуживания, обеспечивая интеллектуальную обработку на периферии сети и повышая надежность подключенных систем.
    5. Argo Smart Routing: Argo Smart Routing оптимизирует выбор маршрута, анализируя состояние сети в реальном времени, и обеспечивает прохождение пакетов данных по самым быстрым и надёжным маршрутам.
    6. Cloudflare R2 Storage: R2 обеспечивает экономичное и высокопроизводительное хранилище для таких данных, как телеметрия и журналы датчиков, позволяя часто обращаться к ним без платы за исходящий трафик.

  5. Соединения с источником: Cloudflare не зависит от типа источника, то есть может безопасно подключаться к самым разным площадкам независимо от того, где размещен исходный сервер. В число таких источников могут входить локальные серверы, дата-центры или облачные провайдеры (CSP), такие как AWS, Azure или Google Cloud. Независимо от того, должны ли данные поступать из публичных облачных сред или из частных проприетарных систем, Cloudflare может устанавливать безопасные соединения для эффективного обмена данными.

    Подключение к этим источникам можно настроить разными способами в зависимости от конкретных требований конфигурации: от простых настроек публичного DNS до более сложных решений, например Cloudflare Network Interconnect (CNI) и туннели cloudflared. CNI обеспечивает приватное прямое подключение между источниками и Cloudflare, создавая защищенный уровень, который сохраняет данные в безопасности при перемещении по сетям. Туннель cloudflared создает зашифрованные туннели напрямую от источника к сети Cloudflare, полностью исключая публичное воздействие и повышая тем самым безопасность и надежность. Не привязываясь к конкретному типу источника и поддерживая несколько вариантов защищенного подключения, Cloudflare позволяет компаниям продолжать использовать существующие проприетарные системы и инфраструктуру, одновременно получая преимущества производительности, безопасности и масштабируемости Cloudflare.

Эти компоненты работают вместе, обеспечивая оптимизированное, безопасное и надежное решение для подключенных транспортных средств и других транспортных систем, отвечающее потребностям как стационарных, так и мобильных устройств. Представим, например, парк грузовиков доставки, оснащенных цифровыми планшетами для навигации, отслеживания и взаимодействия с клиентами в реальном времени. На этих планшетах отображаются обновления о доставке, клиенты могут оставлять подпись и даже совершать оплату на месте. Сеть Cloudflare обеспечивает обновление данных на устройстве и с устройства с минимальной задержкой, позволяя водителям прокладывать маршрут эффективно и без задержек. API Shield от Cloudflare помогает защитить взаимодействие между планшетом и внутренними системами, оберегая данные клиентов и обеспечивая безопасную передачу платежных данных. Система также выигрывает от Workers, работающих на периферии сети и способных обрабатывать данные в реальном времени, например проверять подписи клиентов с помощью ИИ без необходимости отправлять все данные на центральный сервер. Такая слаженная работа компонентов Cloudflare повышает как операционную эффективность, так и удовлетворенность клиентов.