안녕하세요. 저는 네트워크 및 보안 사업부의 네트워크 설계자 Steve Wenner입니다.
로크웰 오토메이션에서. 저는 제품 Akshath Srinivasan입니다.
Emerging Network Technologies의 소유자입니다. 오늘 우리는
산업 시스템의 EtherNet/IP 네트워킹의 기초.
우리는 먼저 이야기를 나눌 것입니다
표준 산업 네트워크 기술 및 일부 IIoT 기술. 우리 는
OSI 7 레이어 참조 모델을 소개합니다.
OSI 위에 CIP와 EtherNet/IP를 적용하는 방법에 대해 이야기하겠습니다.
모델을 만든 다음 산업 분야에 대해 이야기하겠습니다. IoT 아키텍처 및 몇 가지 주요 시사점.
이것이 최초의 표준 산업용 네트워크 기술입니다.
과거에는 이러한 다양한 기능이 모두 있었습니다.
따로 일함. 이제 우리는 이 모든 것을 융합하려고 합니 다.
서로 다른 네트워크가 생기지 않도록 정렬합니다.
기술이 아닌 단일 산업
회로망. 여기에 예가 있습니다.
모든 것이 일직선으로 작동합니다.
먼저 여기서 볼 수 있습니다. 우리는 이산되어 있습니다
제어.
프로세스 제어
여기에 지능형 모터 제어
여기 정보기술도 그렇고
그리고 그들은 모두 같은 곳에서 함께 일해요
회로망. 따라서 이더넷/IP 및 산업용
규약. ethernet/ip에서 IP는 인터넷 프로토콜 이 아닌 산업용 프로토콜을 의미합니다. 만약에
우리는 그것이 무엇인지 살펴보고 이해합니다. ODVA라 는 조직이 있습니다.
우리의 표준을 관리하며 많은 주요 구성원으로 구성된 개 방형 조직입니다.
Cisco, Rockwell Automation 등을 포함합니다. 큰 초점
적합성 및 성능 테스트를 통해 상호 운용성을 보장합니 다.
모든 것을 하나로 합치면 하나의 시스템으로 함께 작동하 게 됩니다. 그래서 흥미롭다
이더넷과 IP의 차이점에 초점을 맞추는 것이 중요합니 다.
사양이 다르며 이더넷/IP는 설정을 가능하게 하는 프로 토콜입니다.
이더넷과 IP.
우리는 표준을 기반으로 구축되었습니다. 따라서 우리는 IEEE 표준 802.3을 사용하여 표준을 실행합니다.
이더넷. 표준 시간으로 1588을 실행합니다.
우리는 IP로 IETF 표준을 따릅니다.
이 모든 것이 CIP 및 ODVA의 기초입니다. 모든것 은
이러한 표준을 바탕으로 구축되었습니다. IT 친화적이고 미래 지향적입니다.
그게 바로 IT 기술이 작동하는 이유이기도 하죠 다양한 분야에 대한 제어가 가능하며 이는 많은 사람들에
게 매우 확립되어 있습니다.
제품, 다양한 애플리케이션, 다양한 공급업체 등이 있습 니다.
OSI 7 계층 참조 모델로 이동합니다.
우리는 다음을 수행할 수 있는 다양한 레이어를 가지고 있습니다.
다양한 기능을 추상화합니다. 이러한 개별 기능은 투명합 니다.
그 위에 있는 함수. 그래서 그들은 표준을 기반으로 구 축되었습니다. 그래서 우리는
처음에 장치가 연결되는 방식에 대해 이야기하는 물리적 계층
TIA 표준의 표준에 따라 실행됩니다. 게다가,
우리는 IETF 표준에서 실행되는 네트워크 및 데이터 링크 계층을 보유하고 있으며
802.3 표준. 맨 위가 CIP가 있는 곳이기 때문에
바로 여기에. 그런 다음 이것이 애플리케이션 레이어입니 다. 하도록 하다
애플리케이션 프레젠테이션 및 세션 레이어 포함
이는 전송 계층과 함께 연결되어 있으며 TCP에 의해 처리됩니다.
그리고 UDP는 다시 표준을 따릅니다. 위에
애플리케이션 수준의 CIP. 다양한 프로토콜이 있다는 것을 알 수 있습니다.
여기. CIP OPCUA Modbus HART가 있습니 다.
HTTP. 이들 모두 프로토콜은 표준을 기반으로 구축되었기 때문에 함께 공존
할 수 있습니다.
그들을 지탱하기 위해 그들 아래에 있습니다. 그러나 이 것이 그들이 서로 대화할 수 있다는 것을 의미하지는 않
습니다. 그래서
코헨의 공존이 상호운용성을 의미하는 것은 아니다. 여기 에서 방법을 볼 수 있습니다.
서로 다른 레이어 분석 및 예는 다음과 같습니다.
워크스테이션의 Studio 5000은
controllogix 컨트롤러. 그래서 여기
데이터가 레이어를 통해 전송되는 프로세스를 호출합니다.
두 가지 프로세스가 있으며 캡슐화와
캡슐화 해제. 그래서 여기
방법을 설명하겠습니다.
캡슐화가 완료되었습니다. 따라서 각 레이어에는 다음과 같은 헤더가 있습니다.
에 추가됨 페이로드. CIP로 시작됩니다
그 위에 캡슐화가 있는 애플리케이션 계층의 일부로.
그런 다음 TCP 헤더가 추가됩니다.
세그먼트가 됩니다. 전송 계층의 데이터 단위입니다.
그리고 이는 패킷으로 변환됩니다.
IP 헤더 추가가 포함됩니다.
그런 다음 레이어 2에는 이더넷 헤더가 있습니다.
이는
이더넷을 통해 전송되는 데이터 프레임입니다.
물론, 전선과 전기를 포함하는 물리적 계층도 있습니다.
신호. 해당 물리 계층의 좋은 점 중 하나는 독립적이라 는 점입니다.
왜냐하면 그것들은 서로 겹쳐져 있고 위의 레이어에는 투 명하기 때문입니다.
그들을. 그래서 그것은 구리나 섬유 등이 될 수 있습니 다. 우리는 IP 계층을 가질 수 있습니다
다음으로 전환하려는 경우 독립적인 데이터 링크 계층을 통해 실행됩니다.
예를 들어 Wi-Fi 또는 5G와 같은 것입니다. 따라 서 표준 IP는 이식성을 제공합니다.
독립적인 데이터 링크 계층 전반에 걸쳐 원활한 라우팅이 가능합니다.
이제 집중해야 할 한 가지는
공급업체별 레이어가 여기에 있습니다. 무엇인지 이해해야 합니다.
그 의미는. 레이어에 특정 공급업체가 있는 경우 맞습니 다.
전송 네트워크의 4계층 항목과 3계층 항목은 이동성을 제한하고
라우팅 가능성. 이를 지원할 수 있는 특정 하드웨어가 필요하며,
그 시점에서는 개방형 표준을 기반으로 구축되지 않았습니 다.
해당 공급업체 특정 영역을 데이터 링크 계층에 포함하면
비표준 이더넷 장치가 필요하지만 그렇게 되지는 않을 것 입니다.
다음 표준. 그래서 휴대성이 좋지 않습니다. 그것은 상 호 운용성을 제공하지 않습니다
그 표준과 이더넷/IP가 당신에게 줄 것입니다.
이제 그럴 땐
레이어가 다르면 사용하는 모델도 다릅니다. 그래서
예를 들어 OSI 7 계층에서 일부 용어는 혼동될 수 있습니다.
모델. 연결, 레이어 및 라우팅이 있습니다.
하지만 이것들도 역시
Purdue 모델에서 사용되는 용어. 그래서
네트워크 용어 연결이 나타내는 용어
예를 들어 두 장치 간의 TCP 연결
악수로. 그런 다음
레이어 대 레벨. 그래서 우리는
여기 7개 층
내가 전에 언급했듯이
다양한 페이로드 및
각 레벨 후에 페이로드는 다른 레벨로 캡슐화됩니다.
데이터 유닛 등 그런 다음 라우팅 측면에서 보면 이는 레이어 3 기능입
니다.
패킷을 전달할 수 있게 해주는 것
하위 네트워크 간. 이것이 바로 이것이 어떻게 이루어지 는지에 대한 훌륭한 설명입니다.
네트워킹과 관련된 용어입니다. 내가 제어 엔지니어라면 이렇게 생각할 것이다.
연결은 내 컨트롤러에서 I/O로의 소유자 연결입니다.
아니면 내 레벨이 Purdue 모델이 될 거야 수준. 따라서 레벨 2가 내 컨트롤러 레이어 레벨이 될
수도 있습니다.
또는 라우팅. 저는 CIP 라우팅에 대해 생각하고 있는 데, 그게 바로 가능한 기능입니다.
백플레인을 통해 트래픽 보내기 CIP만 있고 다른 표준으로 나오나요?
이더넷 또는 그냥 컨트롤넷이나 디바이스넷으로 나옵니다.
따라서 이 용어의 과부하는 우리가
사람들이 생각하는 바를 이해하고 명확하게 설명해야 하는 사람들과 대화하세요.
우리의 커뮤니케이션.
여기 다양한 수준에서 사용할 수 있는 보안이 있습니다.
OSI 모델의 아래에서 위로 오고 있어
물리적 계층에는
정전 잠금.
물리적 보안은 다음과 같습니다. 데이터 링크 계층에는
포트 보안 및 MACsec과 같은 것.
그 다음에는 레이어 3이 있습니다. IPsec과 ACLS가 있습니다. 그래서
VPN도 포함되어 있습니다
레이어 4에는 TLS(전송 레이어 보안)와 dtls가 있습니다.
데이터그램 전송 계층 보안.
또 다른 예는 은행 업무입니다.
온라인 뱅킹. 이제 애플리케이션 계층과
프레젠테이션 세션 레이어,
이때 CIP 보안이 적용됩니다.
프레젠테이션 세션 레이어에는
애플리케이션 계층을 위한 FactoryTalk 정책 관 리자입니다.
CIP 애플리케이션 계층에 들어가는 것을 알고 있습니 다. 우리는 그것에 대해 조금 이야기 할 것입니다
CIP가 애플리케이션을 제공하기 위해 수행하는 작업
일관된 통신을 허용하기 위해 Edge 또는 해당 모델을 추가합니다.
그래서 여기에 있습니다 예를 들어 두 개의 다른 식물이 있는데,
모든 장치에는 자체 데이터 모델이 있으며
이는 장치가 서로 통신할 수 없음을 의미합니다.
따라서 번역 레이어를 통합해야 합니다.
사이. 하지만 함께
여기 CIP 우리는 유니폼을 입을 수 있는 능력이 있어요
장치 간의 데이터 모델이 필요하지 않습니다.
별도의 번역 레이어.
따라서 이더넷/IP에 내장된 첫 번째 애플리케이션은 우 리가 구현하려는 CIP 안전입니다.
오늘 얘기해요. 그리고 이는 이더넷 전반에 걸쳐 기능적 안전성을 확보할 수 있는 능력입니다.
이는 SL3 시스템에 필요한 것과 동일한 수준의 보안을 제공합니다.
이는 노드 간 안전 통신을 제공합니다. 트래픽을 보냅니 다.
여러 번. 그렇게 하면 안전 데이터가 정확한지 확인할 수 있습니다.
다음을 제공하기 위해 추가 CRC가 추가되었습니다.
패킷이 인라인에서 변경되지 않았는지 확인하는 기능
패킷이 있거나 모든 패킷에 타임스탬프가 있어
교통이 적시에 도착합니다. CIP 안전의 초점은 다음과 같습니다.
내 장치가 안전하게 고장날 것이라고 말하고 우리는 그것 을
안전한 오류나 결함이 있는 경우를 기술합니다.
프로필을 작성하는 중입니다. CIP 안전에서 해당 데이터를 공유할 수 있습니다. 객
체 라이브러리가 있습니다
그리고 이와 관련된 표준 서비스 및 메시지를 통해 장치 가 통신할 수 있습니다.
동일한 데이터 모델에서 원활하게 함께 사용할 수 있습니 다.
CIP Sync는 또 다른 기능입니다.
CIP를 허용합니다 시간에 민감한 애플리케이션을 활성화합니다.
그리고 이는 PTP를 사용하여 수행됩니다.
정밀 시간 프로토콜. PTP의 장점은 매우 정확하다는 것입니다.
심지어 마이크로초 또는 나노초 수준까지 가능합니다.
이것이 사용될 수 있는 다양한 애플리케이션
예를 들어 시간은 입력 타임 스탬핑, 예약된 출력,
그리고 조화로운 움직임.
이더넷/IP의 통합 모션 또는 조정 모션은 독특한 접근 방식을 취합니다.
전통적으로는 네트워크 일정을 계획하고 시간을 정하는 데 중점을 두었습니다.
귀하의 데이터가 도착합니다. CIP 싱크와 빡빡한 시간 을 보낼 수 있는 능력으로 인해
CIP를 통한 동기화를 통해 우리는 전통적인 접근 방식 을 사용할 수 없으며 어떤 훌륭한 방법도 사용할 수 없
습니다.
수정되지 않은 표준 이더넷을 사용하여 다시 이더넷/IP 로 동작합니다. 우리는 미리 결정했습니다.
기본적으로 적시에 장치에 전송되는 실행 계획
이때 장치가 이 위치로 이동하도록 지시합니다.
CIP 동기화와 PTP를 사용하여 이를 수행합니다.
네트워크 장치의 QOS를 통한 데이터 우선 순위 지정.
공통 인터페이스와 프로필을 다시 구축했습니다.
통합 모션에도 적용 장치가 서로 제대로 통신할 수 있도록 하기 위해
상호 운용성 문제 없이.
CIP 보안은 애플리케이션 계층에서 작동하는 기능으로,
이더넷 장치에 대한 보안 통신.
이 내용은 위에 추가됩니다.
레이어 4의 TLS(전송 레이어 보안) 암호화,
이는 선택적인 기능입니다. 이
NIST 표준을 지원합니다
제로 트러스트. 전반적으로 CIP 보안이 중요한 부분입 니다.
총체적인 심층방어 철학의
어느
OSI 모델의 다양한 계층에서 보안을 허용합니다.
여기서 우리는 볼 수 있습니다
CIP 보안은 서로 다른
장치, 컨트롤러 및 엔드포인트
뿐만 아니라 사이 워크스테이션, 컨트롤러 또는 다른 엔드포인트.
왼쪽에서는 CPwE 아키텍처를 볼 수 있습니다.
보안에 대해 더 자세히 알고 싶다면 다음을 참조하세요.
여기로 가세요. 좋아, 산업용 IoT로 나아가자
아키텍처, 어떻게 활성화합니까? 모든 것을 실행하는 하 나의 네트워크를 어떻게 얻을 수 있습니까?
이러한 다양한 애플리케이션이 실제로 작동하고 우리는 사 용할 수 있게 될 것입니다.
이를 가능하게 하기 위해 인프라를 관리합니다.
그러니 스티브가 내가 원한다면
공장을 운영하고 있는데
높은 트래픽, 나는 많은 장치를 가지고있다.
서로 통신하려면 빠른 통신을 위해 기가 포트도 필요합니 다.
어떤 종류의 스위치가 필요합니까? 글쎄요, 저는 풀앤하 이를 추천하고 싶습니다
성능 관리 스위치. 전체 성능 수준에서는 다음과 같은 목표를 달성할 수 있습니다.
긱 포트를 얻으세요. 당신은 연결을 얻을 것입니다 이는 많은 최종 장치와 많은 데이터로 이를 가능하게 합
니다.
레이어를 연결하기만 하면 됩니다. 따라서 다음 사이에 라우팅해야 하는 경우
서브넷으로 이동해야 합니다. 5800년대 고성능 라인.
그래서 제가 그 상황에 추천하고 싶은 것이 바로 이것입 니다.
좋아요, 그럼 그걸 다음 용도로 사용해도 될까요?
OT와 IT 사이의 레이어?
당신은 절대적으로 할 수 있습니다. 네. 네트워크 간 라우팅에 관한 모든 것.
레이어 3 스위치가 이를 수행할 수 있습니다.
좋아요, 저비용 옵션이 필요하다면 어떨까요?
어쩌면 기계일지도 몰라
스위치를 통해 너무 많은 트래픽이 흐르지 않는 곳은 어 디입니까? 잘,
우리는 저렴한 비용으로 가볍게 관리되는 스위치를 보유하 고 있습니다. 그들은
우리가 원하지 않기 때문에 몇 개의 포트처럼
그들에게 많은 것을 연결하십시오. QOS가 있으므로 일 부 작업에 도움이 됩니다.
귀하의 데이터에 대한 우선순위를 정합니다. 하지만 그 외에는 슈퍼가 아닙니다.
구성 가능. 관리되는 스위치로 이동하는 기본 스위치입니 다.
상황을 이해할 수 있도록 네트워크의 가시성을 보여줍니 다.
잠재적으로 잘못될 가능성이 있습니다. 그러면 이 모든 것을 어떻게 하나로 합칠 수 있을까요?
여기에서는 연결성과 어댑터에 대해 이야기합니다. 그래서 우리는
어댑터가 필요합니다. 연결을 가능하게 하는 도구가 필요 합니다. 그래서 만약 우리가
필드 버스나 디바이스넷 같은 다양한 기술을 활용할 수 있습니다.
이러한 연결 지원 도구를 사용하여 네트워크에 연결합니 다. 원격 액세스가 가능합니다. 그래서 만약
Wi-Fi나 셀룰러를 통해 연결해야 하는데 그렇게 할 수도 있습니다. 그런 다음 우리는
모든 것을 이와 유사한 토폴로지에 넣으면 이것이 모두 합쳐지는 방법입니다.
따라서 여기에서 핵심 내용으로 이동합니다. 좋아요. 좋아요. 그래서 거기에는 많은 것이있었습니다.
세부 사항을 자세히 살펴보실 수 있나요?
도움이 필요할 수도 있습니다. 확신하는. 그래서
그 사진 속. 여러분이 보고 있는 세 가지 기본 토폴로 지가 있습니다.
스타 토폴로지, 선형 토폴로지, 링 토폴로지가 있습니 다.
좋아요. 그렇다면 어떤 것을 사용해야 하는지 어떻게 알 수 있나요? 글쎄요.
기본은 스타가 될 것 같아요. 그러니 아무것도 할 이유 가 없다면
그렇지 않으면 스타 토폴로지를 선택하겠습니다. 처리량이 가장 높으며 구축이 매우 간단합니다.
어떤 유형의 탄력성을 찾고 있을 때-
-케이블이 끊어진 경우 어떻게 그대로 유지됩니까?
해당 장치에 연결되어 있나요? - 탄력성을 원한다면 링 을 살펴보세요.
그리고 이를 지원하는 DLR이 있습니다. 선형 토폴로 지? 나
실제로는 그다지 권장하지 않습니다.
끝이 연결되지 않은 고리. 그래서
이는 탄력성을 갖는 능력을 제한합니다.
그리고 너에겐 약점이 있어 장치 데이지가 서로 연결되어 있습니다. 그래서
그때 저는 별이나 반지에 집중했어요. 솔직히 왜 선형을 사용하지 않겠습니까? 이제 모두 함께
넣을 수 있습니다. 당신은하지 않습니다
당신의 식물에 대해 둘 중 하나를 선택해야합니다. 이 모든 것을 시스템에 통합할 수 있습니다.
해당 플랜트의 해당 영역에 가장 적합한 토폴로지를 선택 합니다.
내가 여러 개 있다면 어떤 모습일까요?
예를 들어 사이트 또는 다른 영역? 그래서 우리가 식물 을 자르면 우리는 정말로
논리적으로 세그먼트가 셀 영역 및 영역에 설치되어야 합 니다.
이를 통해 중단을 제한하고 변경 금액을 제한할 수 있습 니다.
수행해야 할 문제 해결 및 액세스를 제한하기 위한 논리 적 지점도 제공합니다.
보안상의 이유로 필요한 경우. 보시다시피 이를 셀 영역 영역으로 나눕니다.
여기 다른 상자들이 있어요. 앞으로 가면 보이겠지
우리는 이것을 더 큰 그림의 일부로 보여주고,
아래쪽에 있는 부분입니다. 이것이 셀 영역 영역입니다. 만약 너라면
더 많이 갖고 싶으면 너무 많이 확장하면 됩니다. 다양한 셀 영역과 영역이 있으며 다음과 같습니다.
엔터프라이즈 프로덕션 시스템에 연결합니다.
따라서 이 다이어그램에서 내 FactoryTalk는 어 디에 있습니까?
소프트웨어 실행?
음, FactoryTalk 소프트웨어는 레벨 3에서 실 행될 것입니다.
사이트 운영. 따라서 이것은 레벨 대 레이어로 돌아갑니 다.
지금은 퍼듀(Purdue) 모델에 대해 이야기하고 있으 므로 레벨 3 사이트 작전으로 돌아갑니다.
엔지니어링 팀이 앉을 곳입니다. 모든 산업 응용 프로그램이 있는 곳입니다.
좋아요. 해당 데이터를 기업에 어떻게 가져오나요?
그리고 ERP 시스템에?
따라서 Enterprise와 Erp 시스템은 실제로
당신의 회사 네트워크에 앉아있을 것입니다 당신의 그것의 측면. 그리고 그것은 실제로 여기 목록에
나와 있습니다.
엔터프라이즈 존. 이제 그것들은 연결되었습니다
산업 DMZ를 통해. 그리고 그것은 중앙에 있는 빨간 부분입니다.
이는 IT에 대한 연결을 가능하게 한다는 것입니다.
동시에 IT에 연결될 위험을 최소화합니다.
또한 제어할 수 있는 지점도 제공합니다. 데이터의 유입과 유출, 그리고
사고가 발생한 경우 연결을 끊어 OT 네트워크를 완전히 격리하세요.
오늘의 몇 가지 핵심 내용을 알려드리겠습니다. 우리는 단일 산업 네트워크를 보유하고 있습니다.
기술이죠? 우리는 이러한 기술을 하나의 시스템으로 융합 하려고 노력하고 있습니다.
단일 네트워크. 우리는 이를 데이터 모델을 생성하는 기 능으로 사용하고 있습니다.
다른 응용 프로그램과 다른 장치에 대해. 따라서 데이터 매핑이 없으며
디자인을 단순화합니다. ODVA 및 이더넷/IP가 설정 되었습니다. 그것은
매우 다양한 공급업체에서 사용하고 구축함
Cisco, Endress+Hauser, Rockwell Automation이 주요 구성원으로
있습니다. 위험이 있어요
적합성 테스트 및 정의된 QOS 우선순위로 인해 감소합 니다.
표준 이더넷과 수정된 이더넷에서 작동할 것이며 이를 기 반으로 구축되어 있는지 확인하세요.
표준. 이것이 귀하의 모든 IT 기술이 실행되는 방식이 며 우리는 단지 활용하고 있습니다.
이러한 표준을 기반으로 OT 애플리케이션을 구축하는 것 이 미래입니다.
이러한 표준을 기반으로 구축되었기 때문에 준비가 되어 있습니다. 우리가 기술을 확장함에 따라
고급 이더넷을 통해서든 다양한 연결 방법을 인계받음
물리적 계층이나 단일 쌍 이더넷, 심지어 Wi-Fi까지 채택할 수 있습니다.
왜냐하면 우리는 오늘날의 표준을 토대로 만들어졌기 때문 입니다. 참여해 주셔서 감사합니다.
이더넷/IP의 기초를 통해 우리에게 알려주세요. 피드백 이 있으시면 감사하겠습니다.
EventROK 앱을 통해 제공하고 있으며, 질문이 있 는 경우
앱을 통해서도 보내주세요. 매우 감사합니다.
감사합니다.