A Distributed Virtual Time System on Embedded Linux for Evaluating Cyber-Physical Systems
A Distributed Virtual Time System on Embedded Linux for Evaluating Cyber-Physical Systems
复制标题
嵌入式 Linux 上用于评估信息物理系统的分布式虚拟时间系统
DOI：
10.1145/3316480.3322895
复制
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Jin, Dong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Hannon, Christopher;Yan, Jiaqi;Liu, Yuan-An;Jin, Dong
网络物理系统具有网络存在，收集和传输数据，同时也收集信息和修改周围的物理世界。为了评估网络物理系统的网络安全，仿真和建模是一种常用的工具。在这项工作中，我们开发了一个分布式虚拟时间系统，使物理机器之间的虚拟时钟同步，使高保真仿真为基础的测试平台。该平台结合了物理计算和网络硬件，同时允许对物理世界进行离线模拟和计算。通过将虚拟时钟合并到分布式嵌入式Linux设备中，该测试床创造了中断真实的和仿真的网络物理应用程序以注入离线仿真数据值的机会。运行真实的应用程序的能力以及能够注入对正在运行的进程在时间上透明的模拟数据的能力允许高保真度实验。分布式虚拟时间通过使用硬件中断和通用内核模块，使进程及其时钟能够在嵌入式Linux设备上暂停、恢复和扩展。通过互连嵌入式设备的通用IO引脚，它们可以通过分布式虚拟时间内核模块以低开销协调和同步，在50微秒内跨4个嵌入式Linux设备的8个进程。
Cyber-physical systems have a cyber presence, collecting and transmitting data, while also collecting information and modifying the physical surrounding world. In order to evaluate the cyber-security of cyber-physical systems, simulation and modeling is a tool often used. In this work, we develop a distributed virtual time system that enables the synchronization of virtual clocks between physical machines enabling a high fidelity simulation based testing platform. The platform combines physical computing and networking hardware for the cyber presence, while allowing for offline simulation and computation of the physical world. By incorporating virtual clocks into distributed embedded Linux devices, the testbed creates the opportunity to interrupt real and emulated cyber-physical applications to inject offline simulated data values. The ability to run real applications and being able to inject simulated data temporally transparent to the running process allows for high fidelity experimentation. Distributed virtual time enables processes and their clocks to be paused, resumed, and dilated across embedded Linux devices through the use of hardware interrupts and a common kernel module. By interconnecting the embedded devices' general purpose IO pins, they can coordinate and synchronize through a distributed virtual time kernel module with low overhead, under 50 microseconds for 8 processes across 4 embedded Linux devices.
登录
查看更多内容
用于基于 Linux 容器的软件定义网络仿真的虚拟时间系统
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
SIGSIM Principles of Advanced Discrete Simulation
影响因子：
--
作者：
Jiaqi Yan;Dong Jin
通讯作者：
Dong Jin
在 Linux 多处理器上结合仿真和网络模拟器
DOI：
--
发表时间：
2015
期刊：
SIGSIM Principles of Advanced Discrete Simulation
影响因子：
--
作者：
Jereme Lamps;Vladimir Adam;D. Nicol;M. Caesar
通讯作者：
M. Caesar
DOI：
10.1145/3186318
发表时间：
2018-08
期刊：
ACM Transactions on Modeling and Computer Simulation (TOMACS)
影响因子：
--
作者：
Christopher Hannon;Jiaqi Yan;Dong Jin; Chen-Chen-Chen;Jianhui Wang
通讯作者：
Christopher Hannon;Jiaqi Yan;Dong Jin; Chen-Chen-Chen;Jianhui Wang
DOI：
--
发表时间：
2012
期刊：
2012 ACM/IEEE/SCS 26th Workshop on Principles of Advanced and Distributed Simulation
影响因子：
--
作者：
Dong Jin;Yuhao Zheng;Huaiyu Zhu;D. Nicol;Lenhard Winterrowd
通讯作者：
Lenhard Winterrowd
DSSnet：结合配电系统仿真和软件定义网络仿真的智能电网建模平台
DOI：
--
发表时间：
2016
期刊：
SIGSIM Principles of Advanced Discrete Simulation
影响因子：
--
作者：
Christopher Hannon;Jiaqi Yan;Dong Jin
通讯作者：
Dong Jin