Wstęp
Wraz z rozwojem przedsiębiorstw i ich przechodzeniem przez kolejne etapy cyfrowej transformacji, sieci przemysłowe stają się coraz bardziej złożone. To co jeszcze niedawno było wystarczające jak niezarządzalne przełączniki dziś często przestaje spełniać rosnące wymagania dotyczące niezawodności, bezpieczeństwa, segmentacji ruchu sieciowego czy integracji z systemami SCADA.
W tym kontekście wiele firm staje przed kluczowym wyborem: czy sięgnąć po prostsze, bardziej przystępne cenowo smart switche z podstawowym zakresem zarządzania, czy zainwestować w pełnoprawne zarządzalne przełączniki przemysłowe, które oferują większą kontrolę i szerszy wachlarz funkcji kosztem wyższych nakładów finansowych i potrzeby specjalistycznej wiedzy.
Celem niniejszego artykułu jest pomoc w podjęciu świadomej decyzji przy wyborze przełączników sieciowych poprzez porównanie dwóch serii przełączników przemysłowych firmy Moxa – SDS-3000 oraz EDS-4000 pod kątem ich funkcjonalności, możliwości zarządzania i zabezpieczeń.
Czym jest Smart Switch?
Smart switch, czyli „inteligentny przełącznik” to rozwiązanie dla tych, którzy potrzebują podstawowego zarządzania siecią bez skomplikowanej konfiguracji i kosztów charakterystycznych dla w pełni zarządzalnych przełączników. Urządzenia tego typu oferują kilka kluczowych funkcji takich jak segmentacja ruchu, podstawowe mechanizmy bezpieczeństwa czy monitorowania sieci zachowując przy tym intuicyjną obsługę.
SDS 3000 – smart switch od MOXA
Seria SDS-3000 to wzorcowy przykład smart switchy, które doskonale realizują założenia tej kategorii urządzeń. Stworzono je z myślą o przemysłowych zastosowaniach, w szczególności w systemach automatyki. Przełączniki te umożliwiają szybkie uruchomienie i łatwe zarządzanie bez potrzeby zaawansowanej wiedzy sieciowej. Przy czym ich kompaktowa konstrukcja ułatwia ich integracje z istniejącą infrastrukturą. Dla wielu firm to rozsądny wybór, kiedy liczy się budżet, niezawodność i podstawowa kontrola nad infrastrukturą.
Wsparcie dla przemysłowych protokołów
Przełączniki SDS zostały zaprojektowane z myślą o integracji z systemami automatyki przemysłowej. Wspierają najczęściej stosowane protokoły komunikacyjne, takie jak PROFINET, Modbus TCP oraz EtherNet/IP. Dzięki temu switche SDS umożliwiają bezproblemowe monitorowanie sieci z poziomu HMI oraz systemów SCADA, zapewniając większą kontrolę nad infrastrukturą. Switch oprócz wsparcia poprawnego przesyłu danych w wymienionych protokołach umożliwia również przekazywanie informacji o stanie każdego portu. Monitoruje obecność lub brak połączenia, aktywność transmisji czy nieautoryzowane podłączenia. Te dane mogą być wykorzystane jako cyfrowe sygnały wejściowe w sterowniku PLC przykładowo, do sterowania diodami LED na panelu operatorskim, sygnalizującymi stan połączeń w części operacyjnej zakładu (OT).
Co istotne, przełączniki SDS-3000 są w środowisku PROFINET rozpoznawane jako pełnoprawne urządzenia typu IO Device.
Sama konfiguracja przełącznika do obsługi protokołów jest banalnie prosta i odbywa się poprzez jedno kliknięcie w konsoli webowej.
Bezpieczeństwo sieci i redundancja
Przełączniki SDS 3000 oferują podstawowe funkcje ochrony infrastruktury sieciowej i zapewnienia ciągłości działania:
- RSTP, STP – zapobieganie pętli w sieci, automatyczne przełączanie w przypadku awarii.
- MRP – otwarty protokół umożliwiający tworzenie pierścieni sieciowych z szybkim czasem rekonfiguracji w przypadku awarii. (więcej o MRP)
- Static Port Lock – blokowanie portu do konkretnego adresu MAC, uniemożliwiające podłączenie nieautoryzowanych urządzeń.
- IP-Port Binding – przypisanie adresu IP do konkretnego portu switcha, aby zapewnić szybką wymianę urządzeń krytycznych bez konieczności ponownego przypisywania adresu IP
- VLAN – łatwe i szybkie segmentowanie ruchu sieciowego, pozwalające oddzielić krytyczny ruch produkcyjny od usługowego czy diagnostycznego bez konieczności konfiguracji dodatkowego routera.
- Port mirroring – umożliwienie debugowania i monitorowania online
- SNMPv3 oraz HTTPS - zwiększenia bezpieczeństwa sieci
Dzięki temu seria SDS 3000 umożliwia zapewnienie podstawowego poziomu bezpieczeństwa i niezawodności infrastruktury, idealnie wpisując się w wymagania typowych instalacji przemysłowych.
Switche zarządzalne – czym są?
Switche zarządzalne to zaawansowane urządzenia sieciowe, które umożliwiają szczegółową konfigurację i pełną kontrolę nad ruchem sieciowym. Oferują funkcjonalności takie jak zaawansowana segmentacja sieci, redundancja, zaawansowane mechanizmy bezpieczeństwa oraz diagnostyka sieci. Dzięki temu pozwalają spełnić rygorystyczne wymagania bardziej złożonych instalacji przemysłowych.
EDS 4000 – zarządzalny switch przemysłowy od MOXA
Seria EDS 4000 to w pełni zarządzalne switche przemysłowe, które powstały z myślą o rozbudowanych, wymagających aplikacjach przemysłowych. Charakteryzują się wysoką niezawodnością, wszechstronnością konfiguracji oraz szerokimi możliwościami integracji z zaawansowanymi systemami automatyki. Przełączniki te idealnie sprawdzają się w aplikacjach krytycznych, gdzie kluczowa jest stabilność pracy oraz najwyższe standardy bezpieczeństwa sieciowego.
Zgodność z IEC 62443-4-2 – Cyberbezpieczeństwo na najwyższym poziomie
Seria EDS-4000 jako pierwsza na świecie oferuje przełączniki Ethernet zgodne z międzynarodowym standardem cyberbezpieczeństwa IEC 62443-4-2, certyfikowane przez IECEE. Dzięki temu zapewniają one bezpieczną infrastrukturę sieciową, która kompleksowo chroni aplikacje przemysłowe przed zagrożeniami cyfrowymi.
Co istotne, zgodność z normą IEC 62443-4-2 wiąże się z wdrożeniem konkretnych mechanizmów zabezpieczeń, które odpowiadają na wymagania dotyczące ochrony urządzeń przemysłowych w środowisku OT.EDS-4000 realizuje te wymagania poprzez zestaw zaawansowanych mechanizmów:
- Secure Boot, czyli weryfikację integralności oprogramowania przy uruchomieniu urządzenia.
- Minimalizację funkcjonalności, ograniczającą działanie urządzenia do niezbędnych usług i interfejsów.
- Kontrolę dostępu, obejmującą uwierzytelnianie użytkowników i urządzeń (m.in. z użyciem RADIUS, TACACS+, IEEE 802.1X).
- Szyfrowaną komunikację, z wykorzystaniem protokołów takich jak HTTPS, SSH, SNMPv3 i SFTP
Turbo Ring v2 i Turbo Chain – błyskawiczna rekonfiguracja i elastyczność sieci
Jednym z kluczowych wyróżników serii EDS-4000 jest zaawansowana obsługa mechanizmów redundancji sieciowej, nieosiągalnych w serii SDS. Wśród nich znajdują się autorskie rozwiązania Moxa: Turbo Ring v2 oraz Turbo Chain.
Turbo Ring v2 pozwala na tworzenie pierścieni sieciowych o czasie rekonfiguracji około 20 ms, nawet przy 250 urządzeniach w topologii. To rozwiązanie doskonale sprawdza się w aplikacjach o krytycznym znaczeniu dla ciągłości działania. Funkcjonalność obejmuje również Ring Coupling oraz Dual-Homing, co zapewnia jeszcze wyższy poziom niezawodności i elastyczności topologii.
Turbo Chain oferuje podobne korzyści w strukturach bardziej rozproszonych, umożliwiając łączenie urządzeń w łańcuchy. Rozwiązanie to umożliwia stopniową rozbudowę infrastruktury sieciowej bez konieczności zamykania jej w klasyczny pierścień, co sprawdza się w rozległych aplikacjach o zmiennej strukturze. Turbo Chain podobnie jak w przypadku Turbo Ringu w wersji drugiej umożliwia rekonfigurację łącza w czasie poniżej 20ms.
Wyjmowane i modułowe zasilacze – łatwość serwisu i elastyczność instalacyjna
W odróżnieniu od serii SDS, przełączniki EDS-4000 wyposażone są w modułowy system zasilania z możliwością obrotu modułu lub szybkiej wymiany w razie potrzeby. To kluczowa cecha w środowiskach przemysłowych, gdzie przestoje muszą być minimalizowane, a dostęp do urządzeń może być utrudniony
Gotowość na przyszłość
Switche serii EDS-4000 zostały stworzone, aby sprostać dynamicznie zmieniającym się potrzebom sieci przemysłowych. Dzięki skalowalności (nawet do 14 portów), dużej różnorodności interfejsów – od szybkich portów 2.5GbE po obsługę technologii SFP. Urządzenia te pozwalają na elastyczną rozbudowę i dopasowanie infrastruktury do przyszłych wyzwań technologicznych, bez konieczności wymiany sprzętu.
Switche przemysłowe SDS-3000 oraz EDS-4000 – porównanie kluczowych funkcjonalności
Obsługa protokołów przemysłowych
Obie serie, zarówno SDS jak i EDS, oferują pełne wsparcie dla następujących protokołów przemysłowych: EtherNet/IP, PROFINET IO oraz Modbus TCP.
Możliwości zarządzania
Smart switch zapewnia podstawowe funkcje zarządzania poprzez intuicyjny, wielojęzyczny interfejs webowy oraz wsparcie dla SNMP, port mirroringu czy podstawowej konfiguracji VLAN. Przełączniki EDS oferują znacznie szersze możliwości zarządzania, m.in. serwer DHCP, protokoły SFTP oraz SMTP do powiadomień, rozbudowane funkcje diagnostyczne oraz zaawansowaną obsługę VLAN (aż 256 VLAN wobec 8 VLAN w SDS). Jest to szczególnie ważne w przypadku dużych, rozbudowanych sieci przemysłowych, gdzie precyzyjna kontrola i efektywne zarządzanie ruchem są kluczowe.
Redundancja sieciowa
Pod względem redundancji, seria SDS-3000 obsługuje podstawowe protokoły takie jak RSTP/STP oraz MRP, które zapewniają podstawowy poziom niezawodności sieci. Seria EDS-4000 oferuje jednak znacznie bardziej zaawansowane mechanizmy, takie jak Turbo Ring v2, Turbo Chain, MSTP, Dual-Homing oraz Ring Coupling. Dzięki tym technologiom, czas odzyskania połączenia po awarii może nie przekraczać 20 ms nawet przy dużej liczbie przełączników, co ma kluczowe znaczenie dla ciągłości działania w krytycznych aplikacjach przemysłowych.
Bezpieczeństwo sieciowe
Największą przewagą serii EDS-4000 jest zaawansowane bezpieczeństwo sieciowe. Choć SDS-3000 oferuje podstawowe zabezpieczenia (HTTPS, SNMPv3, Port Lock, Trusted Access control), to EDS-4000 idzie znacznie dalej, spełniając wymagania certyfikacji IEC 62443-4-2. Seria ta zapewnia zaawansowane funkcje ochrony, takie jak uwierzytelnianie IEEE 802.1X, ACL, DHCP Snooping, SSH, MAC Sticky oraz centralizowane zarządzanie dostępem użytkowników (RADIUS, TACACS+). To czyni ją doskonałym wyborem dla infrastruktury krytycznej, która musi sprostać najwyższym standardom cyberbezpieczeństwa.
Filtrowanie ruchu sieciowego
Seria SDS umożliwia jedynie podstawowe filtrowanie ruchu sieciowego poprzez VLAN. Z kolei EDS posiada funkcję ACL (Access Control List), która umożliwia precyzyjne filtrowanie ruchu na poziomie adresów IP, portów oraz adresów MAC. Ponadto EDS-4000 wspiera IGMP Snooping oraz IGMP Querier, co optymalizuje ruch multicast, szczególnie istotny w systemach monitoringu wideo i automatyki przemysłowej.
Podsumowanie
EDS-4000 posiada wszystkie funkcjonalności dostępne w SDS-3000, wzbogacając je o bardziej zaawansowane i kompleksowe mechanizmy zarządzania, redundancji oraz najwyższej klasy zabezpieczenia zgodne ze standardem cyberbezpieczeństwa IEC 62443. Dzięki temu jest idealnym rozwiązaniem do najbardziej wymagających aplikacji przemysłowych, w których krytyczne znaczenie ma zarówno niezawodność działania, jak i bezpieczeństwo danych.
Natomiast przełączniki SDS są doskonałym wyborem dla użytkowników, którzy posiadają elementarną wiedzę z zakresu sieci przemysłowych i oczekują podstawowych funkcjonalności umożliwiających zarządzanie siecią. Świetnie sprawdzają się w aplikacjach o umiarkowanych wymaganiach, gdzie liczy się szybkie wdrożenie, łatwość konfiguracji oraz rozsądna cena.
