Netzwerke at Duale Hochschule Baden-Württemberg

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RAID 1

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Industrie 4.0 

Sicherheit

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Echocollect

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Symmetrische Verschlüsselung

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RAID 0

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Industrie 4.0

Datensicherheit und Zuverlässigkeit


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Kromberg und Schubert Modell

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Industrie 4.0


Mapping

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Industrie 4.0

Perform unabhängig

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 Cybersichheit

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Das Hirschmann Modell

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Netzwerke

RAID 1

RAID 1: Die Daten werden komplett auf zwei oder mehr Festplatten gespeichert. (Daten doppelt gespeichert) Dadurch ergibt sich eine Datenredundanz. Jedoch wird der Schreib und Lesezugriff langsamer

Netzwerke

Industrie 4.0 

Sicherheit

Sicherheit

  • Drei Ebenen: Benutzer-Authetifizierung, Austausch von digital signierten Zertifikaten, Verschlüsselung der Nachrichten

Netzwerke

Echocollect

Echocollect

  • Holt Symboltabelle und Signalzustände aus der SPS heraus und stellt sie nach oben hin als Server zur Verfügung
  • Universelles Gateway
  • Vorteile: Einfache Nachrüstung, Schnelle Inbetriebnahme, minimaler Wartungsaufwand

 

 

 

 

Netzwerke

Symmetrische Verschlüsselung

Symmetrische Verschlüsselung

  • Verwendung von einem Schlüssel zum ver und entschlüsseln
  • Jeder der den Schlüssel kennt muss ihn geheim halten
  • Wird jemandem den Zugang entzogen muss ein neuer Schlüssel erzeugt werden (aufwendig)

 

Netzwerke

RAID 0

RAID 0: Die Daten werden nacheinander auf zwei oder mehr Festplatten verteilt, Speicher kann aufaddiert -> Keine Datenredundanz aber hohe Schreib und Lesegeschwindigkeit (ausfall alles weg)

Netzwerke

Industrie 4.0

Datensicherheit und Zuverlässigkeit


Datensicherheit und Zuverlässigkeit

  • Physikalische und logische verbindung,   Verbindungsüberwacht
  • Pufferung zum Schutz vor Datenverlust
  • Physikalische und Logische Verbindungen

 

Netzwerke

Kromberg und Schubert Modell

Kromberg und Schubert Modell
Im lokal getrennten ERP System ist ein OPC UA Client enthalten der über das Internet hinweg durch einen echocollect Daten aus den SPSsen heraus holen kann.

Netzwerke

Industrie 4.0


Mapping

Mapping

  • Dadurch wird die Kompatibilität verschiedener Systeme erreicht -> Verschiedene Systeme werden in einen OPC UA Server gemappt

 

Netzwerke

Industrie 4.0

Perform unabhängig

Perform unabhängig

  • Embedded Hardware (Windows..)
  • Skalierbar-definierte Profile auf den Geräten-> UA-Server mitteineln welche Funktionaliät sie unterstützen

 

Netzwerke

Industrie 4.0

Industrie 4.0

  • Beschreibt die vierte Industrielle Revolution 
  • 1. IR -> Dampfmaschienen
  • 2. IR -> Fließbandvertigung
  • 3. IR -> IT und Elektronik für Automatisierung
  • 4. IR auf Basis von Cyber physical systems (CPS)
  • Hoffnungen durch Industrie 4.0: Individuelle Massenfertigung, höhere Produktivität, Kürzere Innovationszyklen, Komplexere Produkte, Voltaile Märkte (sich sehr schnell ändernde Märkte).
  • Industrie 4.0 soll aus Produktionssystemen (Physische Objekte, Datensicherung und dynamische Informationszwecke, Dienste und Algorithmen) und CPS(Cyber-Physische Produktionsnetzwerke) bestehen (Digitales Produktgedächntis und digitale Spiegelung der Produktion)
  • Dabei verändert sich die Automatisierungspyramide zu einem komplxen Netz, in dem die einzelnen Ebenen keine feste Zuordnung mehr haben sondern von allen und zu beliebiger Zeit zur Verfügung stehen. Muss zb eine Steuerung eine aufwändige Berechnung durchführen kann sie sich ohne Zwischenschritt an die MES richten. Zudem haben wir unten immernoch die Feldebene mit den Maschienen seber 
  • Produkte sollen selber wissen was mit ihnen geschehen ist und handeln dementsprechend und kommunizieren mieinandere (IoT)
  • Auswirkungen von Industrie 4.0: Dezentralisierung von Intelligenz, steigender Kommunikationsbedarf, zwingende Security Konzepte

Definiert wie transportiert wird und nicht was

Netzwerke

 Cybersichheit

  • Hauptkritierien(-> 1. Physichen Rahmenbeding vor Ort ; 2. Bedienkonzept entwickeln)
  • Potenzial lieg bei der Flexibilität direkten/effektiven Einbindung d. Produkte (vertikale Integration)
    • Einfache Wartung/Fehleranalyse (-> horizontale Integration)
  • Oft profitiert man bei der Integrierung von Anlagen durch die bereits vorhandenen Enterprise Netze. Ein Angriff von extrern liegt also nicht im Fokus-> schutzmaßnahmen v. Seite des herstellers deswegen getroffen werden, weniger aus Internet eher Verbreitung von Viren für unerwünschte Zugriff auf Unternehmensinterne Quellen
  • Hauptaugenmerk: Untergliederung des Gesamtnetzes und der individuellen Einschränkung von Verbindungen

 

 

Office IT

Industrial IT

Topologie

Strenge Sterntopologie, hohe Anschlussdichte

Oft Ringtopologie (wegen Redundanz), niedirge Anschlussdichte

Architektur

Homogen, zentriert (Client/Server)

Heterogen, lokal (autarke Zellen)

Expertenwissen

Zentral, hoch und spezifisch

Lokal und eher breit

Wartungsfenster

Periodisch, gleichzeitig (Nachtzeiten/Wochenende)

Prozessorientiert, kurz, zeitverschoben

Wichtigkeit für Unternehmen

Indirekter Einfluss auf Unternehmenserfolg

Direkte Auswirkung auf den Produktionsprozess

Ausfallrisiko

Gelegentliche Netzwerkfehler erlaubt

Netzunterbrechung nicht akzeptabel

Störbeseitigung

Längerer Zeitraum zur Fehlerbehebung ist tolerierbar

Sofortige Fehlerbeseitigung unumgänglich

Anforderung an Performance

Hoher Durchsatz, keine Echtzeit, Delay und Jitter unkritisch

Geringer Durchatz akzeptabel, Echtzeit

Risikomanagment

Reaktives Handeln 

Auch präventiv, Ausfälle sind Planungsbestandteil

 

Netzwerke

Das Hirschmann Modell

Das Hirschmann Modell

  • Ein Komplexes Gesamtsystem wird anhand der unterschiedlichen Kommunikationsprotokollen und den unterschiedlichen Sicheheitsanforderungen in verschiedene Compartments untergliedert -> Compartments wirken nach außen weniger komplex (->Sicherheitsgeräte müssen möglichst unsichtbar sein)
  • Teilanlagen müssen aus Sicherheitverantwortung getrennt werden, dabei muss betreiber noch Handlungs-/ Entscheidungsspielräume haben,
  • Verantwortung d. Produktion dard nicht von der Sicherheitversantwortung getrennt werden 
  • Randbedingungen für Compartments
    • Unterteilung sollte keinen Eingriff auf das vorhandene Netzwerk haben
    • Wenn Topologie beibehalten werden soll -> Security Device muss nahezu unsichtbar sein/rückwirkungsfrei
    • Tzdm soll der Datenverkeher entsprechenden Sicherheitsregeln unterworfen werden

 

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