Особенности защиты беспроводных и проводных сетей. часть 1

Моновендорный vs. мультивендорный подход

Заказчики, как правило, строят промышленные сети на основе решений одновременно от разных вендоров, говорят в КРОК. Компания работает в промышленности с порядка 15 вендорами решений в этой области. Но, полагает Павел Филатов, все же удобнее управлять сетями, имея единую моновендорную инфраструктуру.

Помимо удобства управления, в моновендорных решениях, например, отпадают проблемы совместимости компонентов между собой. Кроме того, вендоры обладают специализированной документацией, в которой изложено, как правильно выстроить взаимодействие решений. К преимуществам можно отнести и единую точку входа сервисов технической поддержки со стороны вендора. Это позволяет клиенту получить четко сформулированные рекомендации по сквозной интеграции продуктов. И, наконец, когда приобретается комплексное моновендорное решение, у заказчика есть шанс получить более выгодные цены.
Поэтому ниже мы рассмотрим опции построения надежных беспроводных промышленных сетей на примере использования решений одного из вендоров, чье оборудование часто выбирают заказчики – Cisco.

Какие бывают проблемы

Кроме ограниченности подключения по районам, беспроводные сети интернет могут функционировать некорректно и иметь трудности разного порядка:

• Сбой настроек роутера: от необходимости уточнения информации по устройству и смены канала, частоты работы до поломки микросхемы.
• Отсутствие драйверов на компьютере, необходимость обновления ПО, системные ошибки, несовместимость устройств и т. д.
• Проблемы на линии. Следует обращаться в службу поддержки клиентов: сложности могут быть как временного характера, так и более серьезные, связанные с выходом из строя оборудования.

В ряде проблем с интернетом пользователь может справиться сам, проверив глубокие настройки модема и компьютера

Несмотря на наличие протоколов защиты клиентов WPA, во многих случаях используются аппараты, работающие с WEP. Таким образом, формируются уязвимые хот-споты. Поэтому конфиденциальность передаваемой информации в рамках беспроводной сети не может гарантироваться на 100 % и личные сведения все же могут попасть в руки мошенников.

Возможно, вам также будет интересно

Оба интерфейсных протокола — RS 485 (стандарт физического уровня для асинхронного интерфейса) и CAN (Controller Area Network — стандарт промышленной сети, ориентированный, прежде всего, на объединение в единую сеть различных исполнительных устройств и датчиков) — существуют еще с середины 1980 х годов, когда они были впервые представлены в качестве стандартов для организации каналов связи. Долг…

Компания Schneider Electric одной из основных целей своей деятельности видит снижение общего влияния производственного фактора на состояние окружающей среды. Инструментом для достижения поставленной задачи служит уменьшение энергопотребления путем оптимизации технологических процессов на наиболее энергозатратных производствах и их отдельных элементах.

Компания ICP DAS, производитель аппаратных средств автоматизации технологических процессов предприятия, представляет новый многоканальный 16-ти битный модуль.
M-7002 располагает четырьмя каналами аналогового ввода, пятью каналами дискретного ввода и четырьмя релейными выходами. Каждый аналоговый вход позволяет использовать программируемый диапазон напряжений: ±150 мВ, ±500 мВ, ±1 В, ±5 В, ±10 В, ±20 мА, 0~20 мА и 4~20 мА. Помимо этого, каждый аналоговый вход оснащен защитой от перенапряжения 240 Vrms, гальванической защитой 4 кВ и внутренней изоляцией 2500 В постоянного тока. Выбор и …

Что такое беспроводные сети?

Эксперты утверждают, что беспроводные сети — это технологии, предназначенные для отправки информации без применения проводов. Расстояние между приемником и передатчиком может быть различным — от нескольких сантиметров (для блютуз) до десятков или сотен тысяч километров. Такие технологии применяют в разных сферах жизни — для подключения к Интернету, создания мобильной сети, дистанционного управления разными механизмами и т. д.

Беспроводные компьютерные сети — группа устройств, обеспечивающих подключение устройств друг к другу или Интернету без применения кабельной продукции. В роли носителя данных выступают радиоволны.

Преимущество беспроводных технологий

Основным преимуществом беспроводных систем является то, что они могут быть установлены эффективно, оперативно и без значительных затрат практически в любом месте. Измерительные преобразователи с автономным питанием не требуют проводной инфраструктуры или локальных ИП, поэтому могут находиться на удалении от проводной промышленной шины и сети питания, обслуживающей рассматриваемую технологическую единицу. Они также могут быть установлены в таких местах, где организация питания или прокладка кабеля будут слишком затратными или опасными. Такая универсальность применения означает, что преимущества от беспроводных решений можно получить как на проектах нового капитального строительства, так и при модернизации существующих производственных мощностей.

На проектах нового капитального строительства обычно от 10 до 20% традиционных проводных сигнальных каналов заменяются на беспроводные. Подрядчики и владельцы предприятий считают грамотно организованную беспроводную сеть преимуществом с точки зрения сокращения объемов аппаратной инфраструктуры. Они также используют беспроводную технологию для управления рисками сбоя графика ввода в эксплуатацию объекта и управления затратами.

Беспроводные решения уменьшают негативные последствия нарушения графика или роста затрат, поскольку всегда имеется возможность расширения границ проекта и установки дополнительных устройств ввода/вывода по мере строительства. Чем позднее в проект вносятся изменения, тем больше риск срыва графика проекта и выхода за рамки бюджета. Беспроводные решения обычно легче адаптировать к таким изменениям, чем промышленные шины.

Довольно часто из конструкции строящегося нового и модернизируемого старого проекта убирают дополнительные измерения, поскольку это значительно скажется на капитальных затратах. Если в таких измерениях возникает потребность позже, установка проводных КИП может быть гораздо дороже беспроводных решений. На таких проектах по модернизации существующих производств беспроводные технологии являются отличным способом поддержания программы совершенствования операционной деятельности с целью повышения производительности объекта и безопасности, а также обеспечения соответствия принимаемому законодательству в области безопасности и защиты окружающей среды.

Беспроводная сеть предприятия может быть развернута с минимальным вмешательством в основную инфраструктуру (проводка, кабельные каналы, лотки и т. п.). Прокладка дополнительной проводки к существующим объектам может быть затратной, а вмешательство в работу давно используемых систем может привести к непредвиденным последствиям, таким как нарушение передачи сигнала.

Благодаря низкому энергопотреблению устройств WirelessHART они могут работать несколько лет без замены элемента питания. Регулируемое время обновления данных экономит заряд элемента питания путем выбора наиболее подходящего для конкретного процесса времени опроса, которое составляет, как правило, от одной секунды до одного часа. Большинство решений в настоящее время выполняют задачи по мониторингу и таким образом не требуют частых обновлений. Измерительные преобразователи WirelessHART могут при определенных обстоятельствах использоваться для управления в режиме реального времени, но при этом требуется высокая частота обновления, что в некоторых случаях делает необходимым подвод сетевого питания.

Беспроводные средства измерений, работающие при температурах от –55 °С, позволяют автоматизировать труднодоступные объекты, расположенные в жестких погодных условиях субарктического климатического пояса. Теперь для получения достоверной информации о состоянии объектов и оборудования не нужно устанавливать дорогостоящие обогреваемые шкафы. Это позволяет сократить затраты на автоматизацию технологических процессов в суровых условиях более чем на 20%. Низкотемпературные беспроводные решения решают задачи по обеспечению безопасности персонала, исключая выход специалистов в мороз на участок повышенной опасности. Эти задачи наиболее актуальны для удаленных и высотных объектов.

Многие проекты становятся привлекательными в плане показателей ROI при использовании беспроводных технологий, поскольку не требуют прокладки проводных промышленных шин и связанных с этим дополнительных затрат на установку и обслуживание. В таких ситуациях беспроводные решения могут быстро обеспечить возврат инвестиций и ускорить получение прибыли.

Инструкция по подключению

Все достаточно просто. Какие порты сзади телевизора предназначены для вывода аудио-сигнала – мы уже разобрались. Если вы купили адаптер, который поддерживает только подключение по 3.5 разъёму, то такие модули имеют в комплектации не отсоединяемый проводок. Просто воткните его в разъём для телевизора. А для питания вставьте флэшку в любой USB порт.

Если у вас отдельный большой блок с аккумуляторной батареей. То вам нужно сначала его зарядить. Для этого в комплекте есть отдельный провод. Потом подключить, выбрав оптимальный вариант:

• Mini-Jack
• RCA
• Оптоволокно

Второй конец от каждого провода втыкаем в соответствующий разъём на телевизоре. После этого проверяем подключение. Включите ваши наушники и нажмите на них кнопку сопряжения. Обычно имеет значок угловатой буквы «B». Зажимаем кнопку, пока не загорится синий цвет.

Автоматически наушники должны сразу подключиться к устройству и определить тип подключения. После этого просто наслаждайтесь звуком, слушайте музыку, смотрите любимые фильмы и сериалы в полной тишине.

Быстрый и бесшовный роуминг

Обеспечение бесшовного роуминга – это сложная комплексная задача. Виктор Беляев рассказывает, что решение по построению сверхнадежных беспроводных сетей от Cisco имеет уникальные технические решения для преодоления проблем на каждом уровне сетевой модели – от физического до сетевого. Некоторые технические решения уникальны и запатентованы.

Радиомодули постоянно ведут сканирование радиоэфира и непрерывно обновляют список других радиомодулей, находящихся рядом. Список сортируется по ключевым метрикам, таким как уровень сигнала и отношение сигнал/шум. Радиомодули заблаговременно и проактивно выбирают модуляцию. Прежде чем разорвать текущее соединение, радиомодуль устанавливает новое соединение, тестирует его и только после этого разрывает предыдущее соединение. Отправляя пробы для оценки качества соединения, радиомодули на ходу вносят изменения в алгоритм.

Сравнительная таблица характеристик

В целях сравнения товаров, рекомендуем изучить таблицу с их характеристиками в статье ниже.

Где начало всех проблем?

На момент зарождения офисных и прочих WiFi сетей чаще всего поступали по нехитрому алгоритму: ставили одну-единственную точку доступа в центре периметра с целью максимального покрытия. Если для удаленных участков мощности сигнала не хватало, к точке доступа добавлялась усиливающая антенна. Очень редко добавлялась вторая точка доступа, например, для удаленного директорского кабинета. Вот, пожалуй, и все усовершенствования.

Такой подход имел свои основания. Во-первых, на заре становления беспроводных сетей оборудование для них стоило дорого. Во-вторых, установить больше точек доступа означало столкнуться с вопросами, на которые тогда не было ответов. Например, как организовать бесшовное переключение клиента между точками? Как бороться с взаимной интерференцией? Как упростить и упорядочить управление точками, например, одновременное применение запретов/разрешений, мониторинг и так далее. Поэтому гораздо проще было поступить по принципу: чем меньше устройств, тем лучше.

В то же время точка доступа, размещенная под потолком, вещала по круговой (точнее сказать, округлой) диаграмме.

Однако формы архитектурных строений не очень хорошо вписываются в округлые диаграммы распространения сигнала. Поэтому куда-то сигнал почти не доходит, и его нужно усиливать, а где-то вещание выходит за рамки периметра и становится доступным для посторонних.

Рисунок 1. Пример покрытия при использование единственной точки в офисе.

Примечание. Речь идет о грубом приближении, в котором не учитываются препятствия для распространения, а также направленность сигнала. На практике формы диаграмм для разных моделей точек могут отличаться.

Ситуацию можно улучшить, если использовать больше точек доступа.

Во-первых, это позволит более эффективно распределить передающие устройства по площади помещения.

Во-вторых, появляется возможность снизить уровень сигнала, не позволяя ему выходить за периметр офиса или другого объекта. В этом случае, чтобы считать трафик беспроводной сети, нужно почти вплотную приблизиться к периметру или даже войти в его пределы. Примерно так же действует злоумышленник, чтобы вклиниться во внутреннюю проводную сеть.

Рисунок 2. Увеличение числа точек доступа позволяет лучше распределить покрытие.

Давайте ещё раз рассмотрим оба рисунка. На первом четко прослеживается одна из главных уязвимостей беспроводной сети — сигнал можно ловить на приличном расстоянии.

На втором рисунке ситуация не так запущена. Чем больше точек доступа, тем эффективнее зона покрытия и при этом мощность сигнала уже почти не выходит за пределы периметра, грубо говоря, за пределы кабинета, офиса, здания и других возможных объектов.

Злоумышленнику придется как-то незаметно подкрадываться поближе, чтобы перехватить относительно слабый сигнал «с улицы» или «с коридора» и так далее. Для этого надо вплотную приблизиться к офисному зданию, чтобы, например, встать под окнами. Либо пытаться проникнуть в само офисное здание. В любом случае это повышает риск «засветиться» на видеонаблюдении, попасть на глаза охране. При этом значительно сокращается временной интервал для атаки. Это уже трудно назвать «идеальными условиями для взлома».

Разумеется, остается ещё один «первородный грех»: беспроводные сети вещают в доступном диапазоне, который могут перехватить все клиенты. Действительно, сеть WiFi можно сравнить с Ethernet-HUB, где сигнал передается сразу на все порты. Чтобы этого избежать, в идеале каждая пара устройств должна общаться на своем частотном канале, в который не должен встревать никто другой.

Вот вкратце основные проблемы. Рассмотрим пути их решения.

Применение Fieldbus

Идеальной областью применения для проводных промышленных шин являются технологические процессы, в которых КИП находятся на незначительном расстоянии друг от друга. Чем больше приборов находится на относительно небольшой площади, особенно в случае сложных многопараметрических установок, тем больше выгода от применения промышленных шин.

Путем использования БСУ и коммутационных шкафов, грамотно расположенных рядом с оборудованием, можно уменьшить количество проводки от КИП к БСУ. Большинство поставщиков измерительных приборов для промышленных шин предлагают средства автоматизированного проектирования, упрощающие разработку сегментов, расчет максимального расстояния и определение типа проводки. Если приборы в составе сегмента находятся слишком далеко друг от друга, то протяженность сегмента можно увеличить до 300 м с помощью повторителей.

Оснащение сегмента приборами не представляет трудности, поскольку многие поставщики производят компоненты с различными интерфейсами шин. Если на предприятии планируется модернизация существующих систем управления и установка КИП на основе промышленных шин, HART может использовать существующие цепи 4–20 мА от старых измерительных приборов для передачи цифровой информации к БСУ. БСУ можно установить в имеющиеся коммутационные шкафы, что позволяет снизить количество проводки и уменьшить трудозатраты. Хотя HART не обладает характеристиками, сравнимыми с новейшими технологиями, он является наименее затратной проводной цифровой альтернативой, а его возможностей часто бывает достаточно.

Органы управления клапанами и насосами также могут быть выполнены на основе промышленных шин, что дает возможность организовать локальные схемы управления в рамках структуры промышленной шины, работающей независимо от РСУ. Это осуществляется с помощью функциональных блоков, позволяющих, например, выполнять локальное пропорционально-интегрально-дифференциальное (ПИД) регулирование цифрового контроллера клапана на основе сигналов от расположенного рядом измерительного преобразователя уровня. Если происходит отказ РСУ, такая схема управления продолжит работать.

Обычно устройства и сегменты проводной промышленной сети имеют более энергоемкие, чем беспроводные, измерительные преобразователи. Это делает проводные промышленные шины подходящими для использования совместно с устройствами с питанием от контура, такими как двухпроводные волноводные уровнемеры, восьмиканальные измерительные преобразователи температуры, многозонные преобразователи температуры для измерения температуры жидкости в нескольких точках резервуара, интеллектуальные двухходовые клапаны и полевые индикаторы.

Проводные промышленные шины также подходят для управления процессами в режиме реального времени. Скорость реакции проводной системы, то есть от ветви до системы сбора данных и затем обратно до управляющего блока, например регулирующего клапана, может быть значительно выше скорости реакции беспроводной системы.

Из-за высокой стоимости аппаратной части (модули ввода/вывода, ИП, кабели и пр.) провод­ные промышленные шины не применяются, когда количество устройств невелико и они расположены далеко от других приборов контроля. В таких случаях удобнее применять беспроводные преобразователи, а также другие способы, такие как добавление новых КИП к существующему оборудованию без расширения проводной инфраструктуры.

Виды сетей передачи данных

Сети передачи информации (данных) могут быть следующих видов:

• телефонная;
• компьютерная;
• беспроводная;
• конвергентная.

Какие имеются узлы сети передачи данных?

• Центральные. На таких узлах происходит консолидация различных информационных ресурсов, разворачиваются подсистемы безопасности, находится основная часть серверов приложений, а также выполняется стыковка со всеми сетями внешнего типа.
• Крупные. Именно тут и располагаются все информационные ресурсы. Они имеют исключительно локальное значение. Предоставляются они пользователям тоже только лишь локально.
• Конечные. Это самый маломощный узел сети данных. В него не входят информационные ресурсы либо сервера приложений. Он служит исключительно для того, чтобы осуществлять подключение абонентов.