Desarrollo de un software para la reconfiguración de red automática en un vehículo ferroviario

Abstract

[ES] En la actualidad, la empresa Stadler Rail realiza el diseño y la fabricación de vehículos ferroviarios destinados tanto para el transporte de pasajeros como para mercancías. Entre otras tareas, Stadler diseña, desarrolla, verifica y valida el sistema de control y monitorización de tren para sus vehículos ferroviarios. El sistema de control y monitorización, junto con los sistemas de información a pasajeros, está integrado en arquitecturas funcionales diseñadas a medida para cada proyecto según los requerimientos del cliente (en cuanto a topología, interfaces, equipos, redundancia, ). Para llevar a cabo las funciones de codificación, verificación y validación del software de control del tren, Stadler desarrolla entornos y herramientas específicas. Principalmente este Trabajo Fin de Grado se va a centrar en un proyecto de vehículo para transporte de pasajeros. Una de las principales características trata de que se pueden implementar diferentes modelos de vehículo dependiendo del tipo y número de coches que se incluyan a la hora de realizar su formación. Acerca de la topología de la red, las redes involucradas son la red de control del tren y la red de información a pasajeros, ambas están separadas entre sí por una zona desmilitarizada (DMZ). En este proyecto el cliente quiere tener conectividad con cada uno de los equipos que forman la red de información a pasajeros. Puesto que por seguridad no se le pueden entregar las direcciones internas de estos equipos, se decide entregar unas direcciones externas realizando NAT. Dado que hay diferentes modelos de vehículo y que el direccionamiento depende de ello, se necesitarían emplear demasiadas reglas NAT. Por lo tanto, el objetivo principal es el desarrollo de una solución software que permita la reconfiguración de manera automática de las reglas de enrutamiento y las reglas NAT del router que se emplea como pasarela de comunicaciones. La pasarela de comunicaciones se encarga de la conectividad del tren con el centro de control del cliente de manera que desde el centro de control se pueda acceder a cada uno de los equipos de la red de información a pasajeros. Dicho software va a estar implementado en el MPU (Multi-Purpose Unit), el cual es un equipo de procesamiento embebido en el que se ejecutan diversos programas y servicios, de los cuáles se obtienen diferentes tipos de datos de salida. El MPU se encuentra en la zona desmilitarizada. Respecto a los protocolos que se van a utilizar, para el descubrimiento de la topología de la red y la configuración del vehículo, se va a utilizar SNMP. Para el proceso de configurar de manera automática el router se empleará el protocolo SSH. Aunque es necesario especificar que durante el primer proceso de investigación es donde sabremos de una forma más exacta los protocolos que se van a emplear.

[EN] Currently, the Company Stadler Rail performs the design and manufacture of railway vehicles intended for both passenger and freight transport. Among other tasks, Stadler designs, develops, verifies and validates the train control and monitoring system for its railway vehicles. The control and monitoring system, together with the passenger information system, is integrated in custom-designed functional architectures for each project according to the customer`s requirements (regarding topology, interfaces, equipment, redundancy, ). To perform the encoding, verification and validation functions of the train control software, Stadler develops specific environments and tools. Primarily this TFG is going to focus on a vehicle project for passenger transport. One of the main features is that different vehicle models can be implemented depending on the type and number of cars that are included. About the network topology, the networks involved are the train control network and the passenger information network; both are separated from each other by a demilitarised zone (DMZ). In this project, the client wants to have connectivity with each of the equipment that forms the passenger information network. For security reasons cannot be given the internal addresses of these devices, STADLER decides to deliver external addresses by performing NAT. Because there are different vehicle models and addressing depends on it, you would need to use too many NAT rules. Therefore, the main objective is the development of a software solution that allows the automatic reconfiguration of the routing rules and NAT rules of the router that is used as a communications gateway. The communications gateway provides train connectivity to the customer's control centre so that each of the equipment in the passenger information network can be accessed from the control centre. This software will be implemented in the MPU (Multi-Purpose Unit), which is an embedded processing equipment in which various programmes and services are executed, from which different types of output data are obtained. The MPU is located in the demilitarised zone. For the protocols to be used, SSH will be used for network topology discovery and vehicle configuration. SFTP will be used for process of automatically configuring the router. Although it is necessary to specify that during the first research process is where we will know in a more accurate way the protocols that will be used.