Wall IE von Helmholz macht Sicherheit einfach

Security bei der Maschinenvernetzung umsetzen

Mit dem Industrial NAT/Gateway und Firewall Wall IE von Helmholz können Maschinen- und Anlagenbauer ihre Anwendungen sicher in übergeordnete Firmennetzwerke integrieren. Wir zeigen, wie die smarte Lösung von Helmholz funktioniert und zeigen, dass sich die kleinen Helfer auch im Praxiseinsatz bewähren - in unserem Beispiel bei dem Maschinenbauer MS Ultraschall Technologie mit Sitz im baden-württembergischen Spaichingen.
 Nicht nur die zuverlässige Hardware von Wall IE konnte überzeugen, sondern auch die Software und die Philosophie dahinter.
Nicht nur die zuverlässige Hardware von Wall IE konnte überzeugen, sondern auch die Software und die Philosophie dahinter.Bild: MS Ultraschall Technologie GmbH

Wall IE ist eine robuste und unkomplizierte Ethernet-Komponente, die eine einfache Integration von Maschinennetzen in das übergeordnete Produktionsnetz ermöglicht – unter Beachtung zentraler Sicherheitsregeln. Konkret schützt die Komponente die Netze, indem sie genau regelt, welcher Teilnehmer mit welchem Gerät kommunizieren und Daten austauschen darf. Wall IE passt sich durch eine individuelle Konfiguration über das Webinterface den jeweiligen Anforderungen des vorhanden Maschinennetzwerkes an. Die Beschränkung von Zugriffsrechten auf autorisierte Personen stellt dabei eine Grundvoraussetzung für den Schutz des Automatisierungsnetzwerkes dar. Dabei bleiben die hinter Wall IE liegenden Netze bzw. IP-Adressen verborgen und sind von außen nicht sichtbar. Wird das Firmennetzwerk nun durch einen Hackerangriff oder auch durch Unachtsamkeit eines Mitarbeiters von einer Viren- bzw. Schadsoftware bedroht, bleibt das Automatisierungsnetz hinter Wall IE davon unberührt und dementsprechend sicher.

Bild: Helmholz GmbH & Co. KG

Paketfilter regelt Datenverkehr

Die Voraussetzung dafür schafft eine Paketfilter-Funktionalität: Mit dem Paketfilter wird die Sicherheit dahingehend erhöht, dass nur erwünschte Kommunikation stattfindet. Der unnötige Datenaustausch wird blockiert – Broadcast bzw. andere Protokolle und Ports. Folglich wird der Zugriff zwischen dem Fabriknetzwerk und dem Maschinennetzwerk optimiert. Als Filterkriterien auf Layer 3 und 4 stehen bisher IPv4-Adressen, Protokoll (TCP/UDP), Ports und MAC-Adressen zur Verfügung. Als weitere Besonderheit kann Wall IE im NAT-Betriebsmodus und gleichermaßen auch als Bridge eingesetzt werden. Im Bridge-Betriebsmodus agiert Wall IE als Layer 2 Switch. Im Gegensatz zu normalen Switches ist jedoch auch in dieser Betriebsart die Paketfilterung möglich. Dadurch kann die Einschränkung des Zugriffs zu einzelnen Bereichen Ihres Netzwerkes erreicht werden, ohne dass hierfür unterschiedliche Netzwerke verwendet werden müssen. Wall IE unterstützt Industrial Ethernet mit einer Übertragungsrate von bis zu 100MBit/s. Die zugrundeliegende Software ist Linux-basiert und wurde komplett von Helmholz selbst entwickelt. Die Hardware ist industrietauglich robust und geeignet für die Montage auf der Hutschiene. Die Konfiguration von Wall IE erfolgt schnell und einfach über ein responsives Webinterface. In die übersichtliche Benutzerführung haben die Helmholz Entwickler ihre langjährigen Erfahrungen aus der TB20-Toolbox einfließen lassen. Der Online-Zugang ist streng passwortgeschützt und läuft über eine verschlüsselte HTTPS-Verbindung.

NAT Betriebsmodus

Bei der Verwendung von NAT (Network Address Translation) bietet Wall IE die Möglichkeit, die IP-Adressen der vorhandenen Maschinen zu belassen, aber die Kommunikation zum Maschinennetzwerk mit eigenen IP-Adressen aus dem Produktionsnetzwerk zu ermöglichen. Im NAT-Betriebsmodus leitet Wall IE den Datenverkehr zwischen verschiedenen IPv4-Netzwerken (Layer 3) weiter und nutzt Paketfilter für die Zugriffsbeschränkung auf das dahinterliegende Automatisierungsnetzwerk. Dabei wird die Adressübersetzung mittels Network Address Translation (NAT) unterstützt. Kollisionen, die andernfalls durch die nicht eindeutigen Adressen im Gesamt-Netzwerk entstehen würden, sind damit ausgeschlossen. Für die Kommunikation mit anderen Automatisierungszellen kommen statische Routen zum Einsatz. Hierfür muss das Netzwerk sowie die Adresse des dafür zuständigen Routers (Next Hop) konfiguriert werden. Im Router-Betriebsmodus unterstützt Wall IE zwei NAT-Funktionalitäten: Basic NAT und NAPT. Basic NAT (auch 1:1 NAT oder Static NAT genannt) ist die Übersetzung von einzelnen IP-Adressen und auch ganzer Adressbereiche. Die Übersetzung geschieht ausschließlich auf IP-Ebene, wodurch alle Ports ohne explizite Weiterleitungen angesprochen werden können. Bei NAPT (Network Address and Port Translation, auch 1:N NAT oder Masquerading genannt) hingegen werden nicht nur die IP-Adressen, sondern auch Port-Nummern umgeschrieben. Alle Adressen der Automatisierungszelle werden in eine einzige Adresse des Produktionsnetzwerks übersetzt. Die Absender-Adressen von Paketen aus der Automatisierungszelle werden durch diese ersetzt. Das DHCP-Protokoll (Dynamic Host Configuration Protocol) ermöglicht per DHCP-Server auf der LAN- sowie DHCP-Client auf der WAN-Seite eine automatische Vergabe von Adressen und DNS-Namen. Zudem ist nun nicht mehr für jeden einzelnen Port eine eigene Regel erforderlich, denn über Wildcards können ganze Port-Ranges gebündelt werden.

SNAT – einfache Integration

Mit der Funktion SNAT (Source NAT) gibt Wall IE den eingehenden Datenverkehr WAN-seitig transparent an das LAN Netzwerk weiter. Dabei werden alle ausgehenden Datenpakete mit der Absender-IP-Adresse des Wall IE versehen. Somit bleiben die festgelegten Parameter aller LAN-Teilnehmer unverändert und die Eintragung eines Gateways entfällt. Dies ist ein großer Vorteil bei der Integration in bestehende Netzwerkstrukturen. Alle Vorgaben können bei Wall IE anwenderspezifisch definiert und konfiguriert werden. Diesen Mehrwert durch Individualisierung bietet Helmholz seinen Kunden auch als Serviceleistung an. Die bereits anwendungsspezifisch konfigurierte Firewall wird dann einsatzbereit geliefert und muss dann nur noch mit Spannung versorgt werden.

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Helmholz GmbH & Co. KG

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: Uhlmann Pac-Systeme
Bild: Uhlmann Pac-Systeme
Weniger Risiko 
und bessere Qualität

Weniger Risiko und bessere Qualität

Die Industrie muss immer flexibler und schneller auf ihre Märkte reagieren, das gilt auch für Pharmaunternehmen. Infolgedessen werden Lieferzeiten ein zunehmend
entscheidendes Thema. Uhlmann Pac-Systeme, Systemanbieter für das Verpacken von Pharmazeutika aus Laupheim, wollte deshalb kürzere Durchlaufzeiten, beschleunigte Prozesse und Mehrkörpersimulation erreichen – und setzt dabei auf Simulationssoftware von Machineering.

Bild: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen an der Leibniz Universität Hannover
Bild: Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen an der Leibniz Universität Hannover
Neues Modalanalysesystem mit bis zu 32 Sensoren

Neues Modalanalysesystem mit bis zu 32 Sensoren

Zur Schwingungsanalyse von Maschinen wurde am IFW ein neues Modalanalysesystem Simcenter SCADAS mobile der Firma Siemens beschafft. Hiermit ist es möglich sowohl die Eigenfrequenzen der Maschine oder eines Bauteils mit einer Modalanalyse, als auch die während des Prozess auftretenden Schwingungen mit einer Betriebsschwingungsanalyse zu identifizieren.

Bild: Contrinex Sensor GmbH
Bild: Contrinex Sensor GmbH
Taschenspieler

Taschenspieler

Smarte Sensoren sind das Herzstück der digitalen Fabrik: Sie machen
Anwendungen wie Condition Monitoring oder Predictive Maintenance überhaupt erst möglich. Die intelligenten Sensoren von Contrinex eignen sich für zahlreiche Einsatzgebiete, denn sie vereinen mehrere Erfassungsmodi in einem einzigen Gerät. Jetzt hat das Unternehmen als Zubehör das Tool PocketCodr-Konfigurator auf den Markt gebracht, mit dem sich die Sensoren ohne IT-Kenntnisse einrichten und abfragen lassen.