對于許多企業(yè)而言,使用管理型工業(yè)以太網(wǎng)交換機將更有助于讓傳統(tǒng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)為工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)(IIoT)應(yīng)用做好準備。但是,在IIoT中是否存在非管理型交換機,互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對智能或管理的要求有多高?
首先, 了解網(wǎng)絡(luò)的需求和應(yīng)用非常重要。Moxa 工業(yè)以太網(wǎng)產(chǎn)品銷售工程師IvanaNikic 說,使用非管理型的交換機有一些優(yōu)勢,但也存在一些風(fēng)險。
工業(yè)非管理型交換機經(jīng)濟高效,在惡劣環(huán)境下也很耐用,可將許多設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)。它們具有即插即用設(shè)備的優(yōu)點,配置和實施過程不需要網(wǎng)絡(luò)專家。這些設(shè)備對大多數(shù)工業(yè)協(xié)議透明,可以消除兼容性問題。它們通常較小,可以非常輕松的安裝在控制柜中。但是,非管理型交換機的最大缺點是缺乏通過通信傳遞信息的能力。如果在非管理型交換機上發(fā)生通信故障,則可能不會引起注意。Nikic 說道,“而一旦造成生產(chǎn)停機,會降低設(shè)備的整體效率?!?/p>
Nikic 建議選擇一種可集成并通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)、人機界面(HMI)或移動控制器輕松進行檢查的管理型交換機。需要注意的另一個問題,涉及將非管理型的交換機與工業(yè)協(xié)議(例如Profinet,EtherNet/IP 和Modbus TCP)一起使用,這些協(xié)議基于以太網(wǎng)通信,并用于要求網(wǎng)絡(luò)具有快速響應(yīng)時間和低抖動的應(yīng)用場景中。
通過非管理型交換機添加到網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備越多,網(wǎng)速降低的就越厲害,從而導(dǎo)致抖動和較長的響應(yīng)時間。Nikic 說:“而管理型交換機則具備使網(wǎng)絡(luò)更可靠的能力,例如一些基本的功能:管理和區(qū)分不同類型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級,對冗余協(xié)議以及對網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議的支持,例如簡單的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)。”
另一個需要考慮的重要因素是安全性問題。有很多方法可以保護最脆弱的設(shè)備,方法是將它們合理布置在網(wǎng)絡(luò)中,并通過安全設(shè)備從上層網(wǎng)絡(luò)為其提供保護。盡管非管理型交換機沒有安全性,但管理型交換機可以支持不同級別的安全性,從基本功能(如用戶登錄身份驗證)到更高級的功能(如基于客戶端/ 服務(wù)器的訪問控制和數(shù)據(jù)加密)。
非管理型交換機僅適用于在對網(wǎng)絡(luò)通信沒有特殊要求(例如監(jiān)視、冗余、高響應(yīng)時間或工業(yè)協(xié)議支持)的應(yīng)用中,只能連接少量設(shè)備。從長遠來看,使用非管理型交換機可能比投資管理型交換機更昂貴。
網(wǎng)絡(luò)
需求
增加
數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)正在變得越來越大、越來越復(fù)雜,并且對它們的需求也在不斷提高。用戶要求更高的可靠性、更快的速度和增強的安全性功能,以確保更高的可用性,并防御日益增長的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。例如,一家化學(xué)加工廠,需要數(shù)百個聯(lián)網(wǎng)點,以用于可編程邏輯控制器(PLC)、閥門和傳感器。
“將非管理型設(shè)備用于此類應(yīng)用程序?qū)p少資本支出, 但由于整個網(wǎng)絡(luò)缺乏可視性, 增加了查找和解決問題的時間,網(wǎng)絡(luò)的全生命周期成本最終會飆升?!盬estermo 公司技術(shù)總監(jiān)Ray Lock 認為,從網(wǎng)絡(luò)安全的角度來看,即使是第2 層管理型交換機也會成為網(wǎng)絡(luò)的弱點。
基于非管理型設(shè)備的網(wǎng)絡(luò),實際上會為入侵者打開方便之門??尚械淖龇ㄊ窃谶B接到網(wǎng)絡(luò)底層的每個區(qū)域中安裝外圍防火墻。但是,入侵者可能會在相當長的時間停留在網(wǎng)絡(luò)邊緣而未被發(fā)現(xiàn)。
在網(wǎng)絡(luò)邊緣安裝單獨的網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備雖然解決了成本問題,但是仍然無法滿足網(wǎng)絡(luò)管理的需求。而且,增加所部署設(shè)備的數(shù)量,會降低網(wǎng)絡(luò)的整體可靠性。當今的管理型以太網(wǎng)交換機可應(yīng)對這些挑戰(zhàn),并在提供支持基本和關(guān)鍵系統(tǒng)的強大網(wǎng)絡(luò)方面發(fā)揮著重要作用。
管理型交換機可提供端口安全性,并具有禁用端口并防止未經(jīng)授權(quán)訪問的能力。MAC 過濾和IEEE 802.1x 端口身份驗證等更復(fù)雜的機制,可以保護開放端口。SNMP 陷阱可以顯示端口啟動或用戶無法正確進行身份驗證。由于使用VLAN 的分段,可以在網(wǎng)絡(luò)邊緣附近引入防火墻,從而可以進一步提升網(wǎng)絡(luò)安全性?!肮芾硇徒粨Q機還提供監(jiān)視工具以確定網(wǎng)絡(luò)的運行狀況。監(jiān)視互連介質(zhì)或端口錯誤的能力,可以指出哪些早期干預(yù),可以減少關(guān)鍵時刻的故障數(shù)量?!? Lock 說。
不過,非管理型型設(shè)備在非常簡單的系統(tǒng)中仍然占有一席之地。Lock 說:“您可能擁有一個完全隔離的網(wǎng)絡(luò),但是如果某入侵者突破物理安全防護或該入侵者位于內(nèi)部,則該網(wǎng)絡(luò)很容易受到濫用或攻擊。簡而言之,如果您想要一個彈性和可靠的網(wǎng)絡(luò)來控制、管理和報告網(wǎng)絡(luò)狀態(tài),那么管理型設(shè)備至關(guān)重要。如果您不需要這些元素,那么非管理型的交換機就能滿足您的要求。”