Komunikacja szeregowa do TCP/IP

W świecie bazującym na danych, przekształcenie danych na akcje jest najlepszym sposobem na zwiększenie wydajności. Wraz ze wzrostem globalizacji i złożoności biznesu, dane operacyjne muszą przemierzać większe odległości, z większą prędkością i w większych ilościach. Nasz menedżer branżowy Jürgen Resch sprawdza, dlaczego producenci powinni przenieść swoje systemy informacyjne z komunikacji szeregowej do TCP/IP.

 

Na ogół komunikacja szeregowa jest powszechnie stosowaną metodą przesyłania danych między sprzętem przetwarzającym a obiektami peryferyjnymi. Każde urządzenie, czy to komputer, czy telefon komórkowy, wykorzystuje protokół szeregowy, który jest niezawodną formą komunikacji.

 

Nie było tak do 1990 roku, kiedy to wprowadzono światłowody gwarantujące odporność na zakłócenia elektromagnetyczne. Nie tylko zapobiegło to przerwaniom, ale także pomogło zaoszczędzić na tonach miedzi, które układano w kanałach kablowych.

 

Spowodowało to obniżenie cen technologii Ethernet i pozwoliło na tworzenie nowych topologii sieci — układu, w którym systemy komputerowe lub urządzenia sieciowe są ze sobą połączone — na przykład protokół Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP).

 

 

 

 

Protokół TCP/IP

TCP/IP odpowiada za zarządzanie połączeniem między klientem i serwerem. Zapewnia, że przesyłane dane są dzielone na kilka paczek, które ostatecznie trafiają do punktu docelowego. W przeciwieństwie do komunikacji szeregowej, gdy dane ulegną uszkodzeniu lub nie dotrą do punktu docelowego, TCP/IP definiuje sposób ponownej transmisji brakujących danych, kontrolując przepływ danych do właściwego miejsca.

 

W technologii TCP/IP poświęcono znacznie więcej nakładów na rozwój niż na komunikację szeregową ze względu na ogromną liczbę jej użytkowników. Przykładowo, technologia TCP/IP jest wykorzystywana do realizowania połączeń internetowych, co oczywiście wymaga dużej szybkości komunikacji i elastyczności pod względem topologii.

 

TCP/IP jest także powszechnie stosowana w konfiguracjach przemysłowych, chyba że w danym zakładzie wybrano protokoły Ethernet. W tych środowiskach TCP/IP może pomóc w obsłudze protokołów sieciowych w obrębie podstacji i zakładów produkcyjnych, takich jak DNP3 i IEC 60870-5-104. Te protokoły są powszechnie stosowane w komunikacji między podstacją a systemem kontroli nadzorczej i pozyskiwania danych (SCADA).

 

Mając to na uwadze, protokół TCP/IP ma istotne znaczenie dla nadmiaru nowych, obecnie zdalnych stacji roboczych, wykorzystywanych w rozwiązaniach przemysłowych. Wynika to z możliwości kontrolowania lokalizacji oddalonych od siebie na duże odległości. TCP/IP nie jest jednak pozbawiony wad.

 

 

Rozważania

Ze względu na powszechne zastosowanie, protokoły TCP/IP mogą być podatne na ataki. Obecnie łatwiej jest znaleźć narzędzia hakerskie do protokołów bazujących na TCP/IP niż protokołów szeregowych, dlatego ważne jest zapewnienie bezpieczeństwa systemów.

 

Zastanówmy się, przykładowo, nad konsekwencjami ryzyka dla sieci energetycznej. Protokół TCP/IP zapewnia komunikację danych dla rozproszonych zasobów, takich jak liczne podstacje i obiekty wytwarzające energię, lecz ta rozległa infrastruktura jest poważnie narażona na cyberataki. Rzeczywiście, od czasu niesławnego wykrycia robaka Stuxnet w 2010 roku, zaobserwowano wzrost liczby ataków na sektor energii – o 380 procent między rokiem 2014 i 2015.

 

Podczas stosowania protokołów TCP/IP sektor energetyczny musi być szczególnie czujny. Przy dobieraniu technologii, branża energetyczna wykorzystuje opcje wirtualnych sieci prywatnych (VPN), połączone z normami, jak seria IEC 62351, zapewniające wymagane poziomy bezpieczeństwa. Oprogramowanie do obsługi sieci energetycznych firmy COPA-DATA, zenon, spełnia na przykład wymogi normy IEC 62351 w zakresie bezpieczeństwa w systemach zarządzania energią i jest rozwijane z wykorzystaniem podejścia „bezpieczeństwo od samego początku”.

 

Istnieją oczywiście przypadki, w których komunikacja szeregowa jest wykorzystywana ze względów bezpieczeństwa. W sektorze zasilania są one rzadkie, na przykład, gdy ze względów bezpieczeństwa dedykowane łącze komunikacyjne jest stosowane szeregowo. Zapewnia to wyższy poziom ochrony przed hakerami, ale bezpieczeństwo przez zapomnienie nie jest właściwą metodą zabezpieczenia infrastruktury o znaczeniu krytycznym. Zamiast tego zaleca się sięgnąć po bezpieczny protokół TCP/IP.

 

TCP/IP umożliwia przesyłanie danych na większe odległości, z większą prędkością i w większych ilościach. I chociaż protokół TCP/IP może być narażony na ataki, to połączenie go z bezpieczną technologią komunikacyjną, jak zenon firmy COPA-DATA, może zapewnić ochronę danych, a w efekcie także i sieci. 

 

 

Ten artykuł został również opublikowany przez Jürgena Rescha w serwisie LinkedIn.

CONTACT US