Av Irena Ho, teknisk skribent och redaktör

Vad är Industrial Internet of Things? 

Smakämnen Industrial Internet of Things, eller IIoT, är en central del av den fjärde industriella revolutionen. Det är beroende av enheter som kommunicerar med varandra för att fungera, med programvaran som styr hur de interagerar. Den här artikeln kommer att diskutera IIoT och dess tillämpningar, med fokus på IPv6 som ett potentiellt basprotokoll för Industrial Internet of things.

Smakämnen Industrial Internet of Things (IIoT) är en akronym för de miljarder fysiska enheter världen över som nu är anslutna till internet, samlar in och delar data. Med tillkomsten av billiga datorchips och utbredda trådlösa nätverk är det möjligt att förvandla vilket föremål som helst, från ett piller till ett flygplan, till en del av IIoT.

Genom att lägga till sensorer till enheter kan de kommunicera data i realtid utan att involvera en människa. Denna sammansmältning av det digitala och fysiska universum är vad vi kallar det industriella Internet of Things, och det gör världen omkring oss mer lyhörd.

Hur stort kommer Industrial Internet of Things bli?

The Industrial Internet of Things kommer att fortsätta att expandera tills allt blir uppkopplat.

Från och med 2022 förutspår teknikanalytiker Hasan att företag och bilsektorer kommer att stå för 14.4 miljarder enheter i år. Utilities förväntas vara de största användarna av IIoT-enheter, tack vare den fortsatta utbyggnaden av smarta mätare. Säkerhetsenheter kommer att vara de näst största användarna, följt av byggnadsautomation, bilindustri och hälsovård.

En annan teknikanalytiker, IDC, förutspår att det kommer att finnas 41.6 miljarder anslutna IIoT-enheter år 2025. Industri- och fordonsutrustning representerar den största möjligheten för anslutna "saker", men smarta hem och bärbara enheter förväntas också få ett starkt antagande snart.

Kapaciteten hos IPv4-adresser kommer inte att kunna möta efterfrågan från IIoT under 2020-talet. "Att ersätta IPv4 med IPv6" för det industriella internet of things har diskuterats i många år.

Vad är IP? Vad är IPv4 och IPv6? Hur skiljer sig IPv6 från IPv4?

Med protokoll som IP menas reglerna som gör det möjligt för våra datorer och andra kommunikationsenheter att kommunicera över internet. När du öppnar en webbplats skickar din enhet ett datapaket med din IP-adress till webbserverns IP-adress. Webbplatsen skickas sedan tillbaka till din enhet via internet.

IPv4 och IPv6 avser Internetprotokollets fjärde respektive sjätte version. De två versionerna finns för närvarande sida vid sida, och IPv6 kommer så småningom att ersätta IPv4 när alla IPv4-adresser har förbrukats.

I början var IP-adresser utformade för att endast stödja ett litet antal nätverk. Vid 232 IP-adresser är antalet IPv4-adresser totalt 2^32, eller nästan 4.3 miljarder. Antalet går ner till cirka fyra miljarder om cirka 300 miljoner adresser reserverade för multicast och privata nätverk exkluderas.

IPv4-adresser är numeriska och formaterade med punktdecimalnotation, eller fyra decimaloktetter separerade med punkter, t.ex. 172.217.31.238. Eftersom en oktett är åtta bitar lång, med de fyra oktetterna, är varje IPv4-adress 32-bitars, eller fyra byte, lång.

 1998, angående problemet med att få slut på IP-adresser, utvecklade IETF (Internet Engineering Task Force) IPv6, som var tänkt att ersätta IPv4 så småningom.

 IPv6 tillhandahåller en 128-bitars IP-adress. Detta innebär att det tillåter generering av 2^128 eller ungefär 3.4 × 10^38 adresser.

Medan IPv6 följer samma designprinciper som IPv4, finns IPv6-adresser i åtta grupper med fyra hexadecimala siffror, var och en separerad med kolon som fe80:0000:0000:0350:9804:1781:4371:2d03. De flesta IPv6-adresser upptar inte alla sina 128 bitar, vilket leder till fält som bara innehåller nollor eller blir utfyllda med nollor.

Varför är IPv6 viktigt för det industriella Internet of Things?

skalbarhet

Efterfrågan på IP-adresser exploderar. Som artikeln ovan säger, har mängden anslutna enheter i IIoT nått 14.4 miljarder sedan 2022. Det är en otrolig uppskattning, med tanke på att samma rapport noterar att 3.5 miljarder enheter kommer att anslutas under 2015. Denna påstådda 400% ökning av tillväxten på bara fem år kastar lite ljus över hur mycket exponentiell tillväxt vi kan förvänta oss 10 till och med de kommande 20 eller 50 åren.

Med tanke på dessa siffror är det lätt att förstå varför IPv6 (och dess biljoner på nya adresser) är viktigt för IIoT-enheter. Skapare av IIoT-produkter anslutna över TCP/IP kan vara säkra på att en unik identifierare kommer att vara tillgänglig för deras enheter under lång tid.

Säkerhet

Säkerhet är en viktig faktor för alla IIoT-ingenjörer. Hackare har blivit ett överhängande hot mot organisationer och individer de senaste åren. I IIoT introduceras dock nya säkerhetsaspekter. Att hacka ett säkert nätverk och skörda miljontals kreditkortsnummer är fruktansvärt - men om någon hackar sig in i en smart stad kan resultatet bli mycket mer katastrofalt. IIoT-säkerhet är en mycket viktig fråga. Det är bra att rapportera att IPv6 erbjuder bättre säkerhetsplaner än IPv4.

IPv6 är kapabel till end-to-end-kryptering av ett par anledningar. Även om den här tekniken byggdes om i IPv4, är den fortfarande ett ytterligare alternativ som inte är allmänt använt. För närvarande används kryptering och integritetskontroll som standardkomponenter i IPv6. Kompatibla enheter och system stöder dessa protokoll. En ökad användning av IPv6 kommer att resultera i "man-in-the-middle"-attacker - dvs det är svårare att komma in i en cyber-"fälla" än att tro att du skriver under

IPv6 stöder också en säkrare namnupplösning. Secure Neighbor Discovery-protokollet tillåter värdar att bekräfta varandras identiteter kryptografiskt. Svårare är att ta itu med resolutionsprotokollförgiftning och andra namnattacker. IPv6 ersätter inte applikations- eller tjänstelagerverifiering men erbjuder nya nivåer av förtroende för anslutningar. IPv4-protokollet tillåter en angripare att omdirigera trafik mellan legitima värdar och manipulera konversationen eller åtminstone observera den - men IPv6 gör det extremt svårt.

Idag beror dessa säkerhetsfunktioner helt på designen och implementeringen av IPv6 och IPv6, vilket är mer komplext och flexibelt. Men IPv6-nätverk är betydligt säkrare än IPv4 om de är korrekt konfigurerade.

Anslutningsbarhet

Vikten av att ansluta enheter till varandra – eller tillåta nätverksanslutna enheter att prata med varandra – är avgörande med miljarder nya IIoT-enheter som kommer in på marknaden varje år.

IPv4 har skapat en hel del problem med att låta IIoT-produkter prata med varandra. Problemet med nätverksadressöversättning (NAT) var ett av dessa stora problem. En IPv4-adress som delas mellan flera personer och enheter skapades som en lösning. Dess säkerhetsfråga är ett säkerhetsproblem och ett stort problem för IIoT-produkter. IPv6 gör att IIoT-produkter är unikt adresserbara utan att man löser de traditionella NAT- och brandväggsproblemen. Medan mer avancerade värdenheter har verktyg för att hantera brandväggar och NAT-routrar, har inte små IIoT-slutpunkter det. IPv6 förenklar många av dessa problem för TCP/IP-aktiverade IIoT-enheter.

Varför välja en IPv6 industriell nätverksswitch?

Kom ihåg din industriella nätverksväxlar när du designar ett nätverk för IPv6!

Här är några funktioner som kommer att uppmärksamma dig mer:

• DHCP-snooping
• Multicast Listener Discovery (MLD) Snooping (IPv6-motsvarigheten till IGMP Snooping)
• Dynamisk ARP-inspektion (DAI)
• Quality of Service (QoS)-märkning för behandling av uppströms differentierade tjänster
• Åtkomstlistor (t.ex. VLAN eller vanliga ACL)
• Webbhantering

ACL:er vid åtkomstskiktet rekommenderas enligt säkerhetskrav och härdningsriktlinjer.

Med växande implementeringar av IP-nätverk är multicast och MLD Snooping avgörande för att förbättra prestandan.

Dessutom ökar konvergensen av röst och högupplöst video till IP-nätverk behovet av QoS. Det är bäst att markera trafiken så nära kanten som möjligt.

Webbhantering är en viktig funktion som låter dig kontrollera och hantera de IP-adresser som är anslutna till ditt nätverk via ett hanteringsgränssnitt.