ساخت سیستم به‌روزرسانی OTA امن برای Linux جاسازی شده: مهندسی سیستم‌های عمیق

چالش

در Batna، وظیفه حل یکی از مهم‌ترین مشکلات در سیستم‌های جاسازی شده را داشتم: چگونه هزاران دستگاه در میدان را بدون دسترسی فیزیکی به‌صورت امن و قابل اعتماد به‌روزرسانی کنید؟ این فقط درباره push کردن کد نبود—درباره ساخت سیستمی بود که بتواند:

درک نیازمندی‌ها

محدودیت‌های دستگاه

دستگاه‌های Linux جاسازی شده که با آن‌ها کار می‌کردیم داشتند:

نیازمندی‌های امنیتی

معماری سیستم

یک معماری سه لایه طراحی کردم:

┌─────────────────────────────────────────┐
│      سرور به‌روزرسانی (Cloud)           │
│  - تولید بسته                            │
│  - مدیریت امضا                           │
│  - توزیع به‌روزرسانی                     │
│  - ردیابی دستگاه                        │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │ HTTPS/TLS
               ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│      Agent به‌روزرسانی (دستگاه)         │
│  - بررسی به‌روزرسانی                    │
│  - مدیریت دانلود                        │
│  - تأیید                                 │
│  - هماهنگی نصب                           │
└──────────────┬──────────────────────────┘
               │
               ▼
┌─────────────────────────────────────────┐
│      لایه سیستم (Linux)                │
│  - پارتیشن‌های dual-boot                │
│  - یکپارچه‌سازی bootloader              │
│  - به‌روزرسانی kernel و rootfs          │
└─────────────────────────────────────────┘

جزئیات پیاده‌سازی

1. خط لوله تولید بسته

یک خط لوله CI/CD مبتنی بر Jenkins ساختم که:

2. Agent به‌روزرسانی (سمت کلاینت)

Agent به‌روزرسانی به‌عنوان یک سرویس systemd روی هر دستگاه اجرا می‌شد.

3. دانلود امن با Resume

قطع شبکه‌ها رایج بود، بنابراین دانلودهای قابل ازسرگیری پیاده‌سازی کردم.

4. تأیید امضا

هر بسته به‌روزرسانی با RSA-2048 امضا می‌شد.

5. استراتژی پارتیشن Dual-Boot

برای فعال‌سازی rollback ایمن، یک طرح dual-boot partition پیاده‌سازی کردم.

فرآیند به‌روزرسانی:

6. بهینه‌سازی‌های Kernel

بهینه‌سازی‌های عمیق kernel برای برآورده کردن نیازمندی‌های سخت‌افزاری انجام دادم.

نتایج و تأثیر

معیارها

درس‌های آموخته شده

نتیجه‌گیری

ساخت سیستم به‌روزرسانی OTA در Batna یک غوطه‌وری عمیق در مهندسی سیستم بود. نیاز به درک همه چیز از kernel داخلی تا پروتکل‌های شبکه، از امضاهای رمزنگاری تا مکانیک bootloader داشت. سیستمی که ساختم با موفقیت هزاران دستگاه در میدان را با نرخ موفقیت 99.2% و صفر از دست دادن داده به‌روزرسانی کرد.

---

علاقه‌مند به سیستم‌های جاسازی شده، به‌روزرسانی‌های OTA، یا بهینه‌سازی kernel؟ بیایید ارتباط برقرار کنیم!