Irena Ho、テクニカル ライター兼編集者

産業用モノのインターネットとは何ですか? 

　 インダストリアル モノのインターネット (IIoT) は、第 6 次産業革命の中核部分です。 これは、機能するために相互に通信するデバイスに依存しており、それらの相互作用の方法はソフトウェアによって制御されます。 この記事では、産業用モノのインターネットの潜在的なベース プロトコルとしての IPvXNUMX に焦点を当てて、IIoT とそのアプリケーションについて説明します。

　 産業分野向けのIoT（IIoT） は、現在インターネットに接続され、データを収集および共有している世界中の何十億もの物理デバイスの頭字語です。 安価なコンピューター チップと普及した無線ネットワークの出現により、錠剤から飛行機に至るまで、あらゆる物体を IIoT の一部に変えることが可能です。

デバイスにセンサーを追加すると、人間を介さずにリアルタイム データを通信できるようになります。 このデジタル世界と物理世界の融合は、私たちが産業用モノのインターネットと呼んでいるものであり、私たちの周囲の世界の応答性を高めています。

インダストリアル IoT はどの程度の規模になるでしょうか?

インダストリアル IoT は、すべてのものが接続されるまで拡大し続けます。

テクノロジーアナリストのハサン氏は、2022 年の時点で、企業と自動車部門が今年 14.4 億台のデバイスを占めると予測しています。 スマート メーターの継続的な展開により、公益事業者が IIoT デバイスの最大のユーザーになることが予想されます。 セキュリティ デバイスが XNUMX 番目に多いユーザーとなり、ビル オートメーション、自動車、ヘルスケアがそれに続きます。

別の技術アナリストである IDC は、41.6 年までに接続された IIoT デバイスが 2025 億台になると予測しています。産業機器および自動車機器は、接続された「モノ」の最大の機会を示していますが、スマート ホームおよびウェアラブル デバイスもすぐに強力に普及すると予想されています。

IPv4 アドレスの容量は、2020 年代の IIoT の需要を満たすことができなくなるでしょう。 産業用モノのインターネットにおける「IPv4 から IPv6 への置き換え」は長年にわたって議論されてきました。

IPとは何ですか? IPv4とIPv6とは何ですか? IPv6 は IPv4 とどう違うのですか?

IP などのプロトコルとは、コンピューターやその他の通信デバイスがインターネット上で通信できるようにするルールを意味します。 Web サイトを開くたびに、デバイスは IP アドレスを含むデータ パケットを Web サーバーの IP アドレスに送信します。 その後、Web サイトがインターネット経由でデバイスに返されます。

IPv4 と IPv6 は、それぞれインターネット プロトコルの 6 番目と 4 番目のバージョンを指します。 現在 4 つのバージョンが並行して存在しており、すべての IPvXNUMX アドレスが使い果たされたら、最終的には IPvXNUMX が IPvXNUMX に置き換わります。

当初、IP アドレスは少数のネットワークのみをサポートするように設計されていました。 IP アドレスが 232 個あると、IPv4 アドレスの数は合計 2^32、つまり約 4.3 億になります。 マルチキャストおよびプライベート ネットワーク用に予約されている約 300 億のアドレスを除くと、その数は約 XNUMX 億にまで下がります。

IPv4 アドレスは数値であり、ドット付き 172.217.31.238 進表記、またはドットで区切られた 4 つの 32 進数オクテットを使用してフォーマットされます (例: XNUMX)。 オクテットの長さは XNUMX ビットであるため、XNUMX オクテットを使用すると、各 IPvXNUMX アドレスの長さは XNUMX ビット、つまり XNUMX バイトになります。

 1998 年、IP アドレス不足の問題に関して、IETF (インターネット技術特別委員会) は、最終的には IPv6 に取って代わることを目的とした IPv4 を開発しました。

 IPv6 は 128 ビットの IP アドレスを提供します。 これは、2^128、つまり約 3.4 × 10^38 のアドレスを生成できることを意味します。

IPv6 は IPv4 と同じ設計原則に準拠していますが、IPv6 アドレスは 80 桁の 0000 進数からなる 0000 つのグループに分かれており、それぞれが fe0350:9804:1781:4371:2:03:6:128dXNUMX のようにコロンで区切られています。 ほとんどの IPvXNUMX アドレスは XNUMX ビットすべてを占有していないため、フィールドにゼロのみが含まれるか、ゼロが埋め込まれます。

IPv6 が産業用モノのインターネットにとって重要なのはなぜですか?

スケーラビリティ

IP アドレスの需要は爆発的に増加しています。 上記の記事にあるように、IIoT で接続されたデバイスの数は、14.4 年以降 2022 億台に達しました。同じレポートで 3.5 年には 2015 億台のデバイスが接続されると述べていることを考慮すると、これは信じられないほどの推定です。これは、わずか 400 つの期間で 10% の増加が見込まれたことになります。数年かかると、今後 20 年、50 年、さらには XNUMX 年で IIoT の急激な成長がどれだけ期待できるかが明らかになります。

これらの数字を考慮すると、なぜ IPv6 (およびその何兆もの新しいアドレス) が IIoT デバイスにとって重要であるのかが簡単に理解できます。 TCP/IP 経由で接続される IIoT 製品の作成者は、デバイスに一意の識別子が長期間にわたって使用できるため、安心できます。

セキュリティ

セキュリティは、すべての IIoT エンジニアにとって重要な考慮事項です。 近年、ハッカーは組織や個人にとって差し迫った脅威となっています。 ただし、IIoT では、新しいセキュリティの側面が導入されています。 安全なネットワークをハッキングして何百万ものクレジット カード番号を収集するのは恐ろしいことですが、誰かがスマート シティにハッキングした場合、その結果はさらに悲惨になる可能性があります。 IIoT のセキュリティは非常に重要な問題です。 IPv6 が IPv4 よりも優れたセキュリティ プランを提供していることを報告できるのは良いことです。

IPv6 は、いくつかの理由からエンドツーエンドの暗号化が可能です。 このテクノロジーは IPv4 に組み込まれましたが、依然として追加のオプションであり、広く採用されていません。 現在、暗号化と整合性チェックは IPv6 の標準コンポーネントとして使用されています。 互換性のあるデバイスとシステムは、これらのプロトコルをサポートします。 IPv6 の採用が増えると、「中間者」攻撃が発生します。つまり、署名していると思うよりもサイバー「トラップ」に入ることが難しくなります。

IPv6 は、より安全な名前解決もサポートしています。 Secure Neighbor Discovery プロトコルを使用すると、ホストが互いの ID を暗号的に確認できるようになります。 さらに難しいのは、解決プロトコル ポイズニングやその他のネーミング攻撃に対処することです。 IPv6 はアプリケーション層またはサービス層の検証に代わるものではありませんが、接続における新しいレベルの信頼を提供します。 IPv4 プロトコルを使用すると、攻撃者は正規のホスト間でトラフィックをリダイレクトし、会話を操作したり、少なくとも監視したりできますが、IPv6 ではそれが非常に困難になります。

現在、これらのセキュリティ機能は、IPv6 の設計と実装、およびより複雑で柔軟な IPv6 に完全に依存しています。 ただし、IPv6 ネットワークは、適切に構成されていれば IPv4 よりもはるかに安全です。

接続性

毎年何十億もの新しい IIoT デバイスが市場に投入される中で、デバイスを相互に接続すること、またはネットワーク接続されたデバイスが相互に通信できるようにすることの重要性は非常に重要です。

IPv4 は、IIoT 製品が相互に通信できるようにする際に、かなりの数の問題を引き起こしました。 ネットワーク アドレス変換 (NAT) の問題は、これらの大きな懸念事項の 4 つでした。 回避策として、複数のユーザーとデバイス間で共有される IPv6 アドレスが作成されました。 そのセキュリティ問題はセキュリティ上の問題であり、IIoT 製品にとって重大な問題です。 IPv6 を使用すると、従来の NAT やファイアウォールの問題を回避することなく、IIoT 製品を一意にアドレス指定できるようになります。 より高度なホスト デバイスにはファイアウォールや NAT ルーターを管理するツールがありますが、小規模な IIoT エンドポイントにはありません。 IPvXNUMX は、TCP/IP 対応 IIoT デバイスに関するこれらの問題の多くを簡素化します。

選ぶ理由 IPv6産業用ネットワークスイッチ?

あなたのことを覚えておいてください 産業用ネットワークスイッチ IPv6対応のネットワークを設計する際に！

さらに注目すべき機能をいくつか紹介します。

• DHCPスヌーピング
• マルチキャスト リスナー検出 (MLD) スヌーピング (IGMP スヌーピングと同等の IPv6)
• 動的ARP検査（DAI）
• 上流の差別化サービス処理のサービス品質 (QoS) マーキング
• アクセス リスト（VLAN または通常の ACL など）
• Web管理

アクセス レイヤの ACL は、セキュリティ要件と強化ガイドラインに従って推奨されます。

IP ネットワークの導入が拡大するにつれ、パフォーマンスを向上させるにはマルチキャストと MLD スヌーピングが重要になります。

さらに、音声と高解像度ビデオの IP ネットワークへの統合により、QoS の必要性がさらに高まっています。 トラフィックをできるだけエッジに近い位置にマークすることが最善です。

Web 管理は、管理インターフェイスによってネットワークに接続されている IP アドレスを確認および管理できる重要な機能です。