โดย Irena Ho นักเขียนและบรรณาธิการด้านเทคนิค

Internet of Things สำหรับอุตสาหกรรมคืออะไร? 

พื้นที่ Industrial Internet of Things หรือ IIoT เป็นส่วนสำคัญของการปฏิวัติอุตสาหกรรมครั้งที่สี่ มันอาศัยอุปกรณ์ที่สื่อสารกันในการทำงาน โดยมีซอฟต์แวร์ควบคุมวิธีการโต้ตอบ บทความนี้จะกล่าวถึง IIoT และแอปพลิเคชัน โดยเน้นที่ IPv6 เป็นโปรโตคอลพื้นฐานที่มีศักยภาพสำหรับ Internet of Things ระดับอุตสาหกรรม

พื้นที่ Internet of Things อุตสาหกรรม (IIoT) เป็นตัวย่อสำหรับอุปกรณ์ทางกายภาพหลายพันล้านเครื่องทั่วโลกที่ปัจจุบันเชื่อมต่อกับอินเทอร์เน็ต รวบรวมและแบ่งปันข้อมูล ด้วยการถือกำเนิดของชิปคอมพิวเตอร์ราคาถูกและเครือข่ายไร้สายที่แพร่หลาย ทำให้มีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนวัตถุใดๆ ก็ตาม ตั้งแต่เม็ดยาไปจนถึงเครื่องบิน ให้กลายเป็นส่วนหนึ่งของ IIoT

การเพิ่มเซ็นเซอร์ให้กับอุปกรณ์ช่วยให้สามารถสื่อสารข้อมูลแบบเรียลไทม์โดยไม่ต้องมีมนุษย์เข้ามาเกี่ยวข้อง การผสานกันของจักรวาลดิจิทัลและกายภาพคือสิ่งที่เราเรียกว่า Industrial Internet of Things และทำให้โลกรอบตัวเราตอบสนองมากขึ้น

Industrial Internet of Things จะใหญ่แค่ไหน?

Internet of Things ระดับอุตสาหกรรมจะขยายตัวต่อไปจนกว่าทุกสิ่งจะเชื่อมโยงถึงกัน

ในปี 2022 นักวิเคราะห์ด้านเทคโนโลยี Hasan คาดการณ์ว่าบริษัทและภาคส่วนยานยนต์จะมีอุปกรณ์ 14.4 พันล้านเครื่องในปีนี้ ยูทิลิตี้คาดว่าจะเป็นผู้ใช้อุปกรณ์ IIoT รายใหญ่ที่สุดด้วยการเปิดตัวสมาร์ทมิเตอร์อย่างต่อเนื่อง อุปกรณ์รักษาความปลอดภัยจะเป็นผู้ใช้รายใหญ่อันดับสอง รองลงมาคือระบบอัตโนมัติในอาคาร ยานยนต์ และการดูแลสุขภาพ

IDC นักวิเคราะห์ด้านเทคโนโลยีอีกรายคาดการณ์ว่าจะมีอุปกรณ์ IIoT ที่เชื่อมต่อถึง 41.6 พันล้านชิ้นภายในปี 2025 อุปกรณ์อุตสาหกรรมและยานยนต์แสดงถึงโอกาสที่ใหญ่ที่สุดสำหรับ "สิ่งของ" ที่เชื่อมต่อกัน แต่คาดว่าบ้านอัจฉริยะและอุปกรณ์สวมใส่จะได้รับการยอมรับอย่างรวดเร็วเช่นกัน

ความจุของที่อยู่ IPv4 จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการจาก IIoT ได้ในปี 2020 “การแทนที่ IPv4 ด้วย IPv6” สำหรับ Internet of Things ระดับอุตสาหกรรมได้รับการพูดถึงมาหลายปีแล้ว

ไอพีคืออะไร? IPv4 & IPv6 คืออะไร? IPv6 แตกต่างจาก IPv4 อย่างไร

โปรโตคอล เช่น IP หมายถึงกฎที่ทำให้คอมพิวเตอร์และอุปกรณ์สื่อสารอื่นๆ ของเราสื่อสารผ่านอินเทอร์เน็ตได้ เมื่อใดก็ตามที่คุณเปิดเว็บไซต์ อุปกรณ์ของคุณจะส่งแพ็คเก็ตข้อมูลพร้อมที่อยู่ IP ของคุณไปยังที่อยู่ IP ของเว็บเซิร์ฟเวอร์ จากนั้นเว็บไซต์จะถูกส่งกลับไปยังอุปกรณ์ของคุณผ่านทางอินเทอร์เน็ต

IPv4 และ IPv6 หมายถึงเวอร์ชันที่สี่และหกของ Internet Protocol ตามลำดับ ขณะนี้มีทั้งสองเวอร์ชันเคียงข้างกัน และในที่สุด IPv6 จะเข้ามาแทนที่ IPv4 เมื่อใช้ที่อยู่ IPv4 ทั้งหมดหมดแล้ว

ในตอนแรก ที่อยู่ IP ได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับเครือข่ายจำนวนเล็กน้อยเท่านั้น ที่ที่อยู่ IP 232 ที่อยู่ IPv4 จำนวนทั้งหมด 2^32 หรือเกือบ 4.3 พันล้าน จำนวนจะลดลงเหลือประมาณสี่พันล้านหากไม่รวมที่อยู่ 300 ล้านที่สงวนไว้สำหรับมัลติคาสต์และเครือข่ายส่วนตัว

ที่อยู่ IPv4 เป็นตัวเลขและจัดรูปแบบโดยใช้เครื่องหมายทศนิยมแบบจุด หรือออคเต็ตทศนิยมสี่ตัวคั่นด้วยจุด เช่น 172.217.31.238 เนื่องจากออคเต็ตมีความยาวแปดบิต เมื่อออคเต็ตมีสี่ตัว ที่อยู่ IPv4 แต่ละอันจึงมีความยาว 32 บิตหรือสี่ไบต์

 ในปี 1998 เกี่ยวกับปัญหาที่อยู่ IP หมด IETF (Internet Engineering Task Force) ได้พัฒนา IPv6 ซึ่งตั้งใจจะแทนที่ IPv4 ในที่สุด

 IPv6 ให้ที่อยู่ IP 128 บิต ซึ่งหมายความว่าอนุญาตให้สร้างที่อยู่ 2^128 หรือประมาณ 3.4 × 10^38

แม้ว่า IPv6 จะเป็นไปตามหลักการออกแบบเดียวกันกับ IPv4 แต่ที่อยู่ IPv6 จะแบ่งเป็นแปดกลุ่ม กลุ่มละสี่หลักด้วยเลขฐานสิบหก โดยคั่นด้วยเครื่องหมายทวิภาค เช่น fe80:0000:0000:0350:9804:1781:4371:2d03 ที่อยู่ IPv6 ส่วนใหญ่ไม่ได้ใช้ 128 บิตทั้งหมด ทำให้ฟิลด์ที่มีแต่เลขศูนย์หรือถูกเติมด้วยเลขศูนย์

เหตุใด IPv6 จึงมีความสำคัญต่อ Internet of Things ระดับอุตสาหกรรม

scalability

ความต้องการสำหรับที่อยู่ IP กำลังระเบิด ดังที่บทความด้านบนกล่าวไว้ จำนวนอุปกรณ์ที่เชื่อมต่อใน IIoT สูงถึง 14.4 พันล้านเครื่องตั้งแต่ปี 2022 ซึ่งเป็นการประมาณการที่เหลือเชื่อ เมื่อพิจารณาจากรายงานเดียวกันที่ระบุว่าจะมีอุปกรณ์ 3.5 พันล้านเครื่องที่เชื่อมต่อในปี 2015 การเติบโตนี้เพิ่มขึ้น 400% ในเวลาเพียง 10 ปี ทำให้เราเข้าใจถึงการเติบโตแบบทวีคูณของ IIoT ที่เราคาดหวังได้ใน 20, 50 หรือแม้แต่ XNUMX ปีข้างหน้า

เมื่อพิจารณาจากตัวเลขเหล่านี้ จึงเป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจว่าทำไม IPv6 (และอีกนับล้านล้านตามที่อยู่ใหม่) จึงมีความสำคัญต่ออุปกรณ์ IIoT ผู้สร้างผลิตภัณฑ์ IIoT ที่เชื่อมต่อผ่าน TCP/IP สามารถวางใจได้ว่าตัวระบุเฉพาะจะพร้อมใช้งานสำหรับอุปกรณ์ของตนเป็นเวลานาน

Security

ความปลอดภัยคือข้อพิจารณาที่สำคัญสำหรับวิศวกร IIoT ทุกคน แฮ็กเกอร์ได้กลายเป็นภัยคุกคามต่อองค์กรและบุคคลในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม ใน IIoT มีการนำเสนอแง่มุมความปลอดภัยใหม่ๆ การแฮ็กเครือข่ายที่ปลอดภัยและเก็บเกี่ยวหมายเลขบัตรเครดิตหลายล้านใบนั้นแย่มาก แต่ถ้ามีใครแฮ็กเข้าไปในเมืองอัจฉริยะ ผลลัพธ์ที่ได้อาจเลวร้ายยิ่งกว่านั้นมาก ความปลอดภัยของ IIoT เป็นปัญหาที่สำคัญมาก เป็นเรื่องดีที่จะรายงานว่า IPv6 นำเสนอแผนการรักษาความปลอดภัยที่ดีกว่า IPv4

IPv6 สามารถเข้ารหัสแบบ end-to-end ได้ด้วยเหตุผลสองประการ แม้ว่าเทคโนโลยีนี้ได้รับการติดตั้งเพิ่มเติมใน IPv4 แต่ก็ยังคงเป็นตัวเลือกเพิ่มเติมที่ไม่ได้นำมาใช้อย่างแพร่หลาย ปัจจุบัน การเข้ารหัสและการตรวจสอบความสมบูรณ์ถูกใช้เป็นส่วนประกอบมาตรฐานใน IPv6 อุปกรณ์และระบบที่เข้ากันได้รองรับโปรโตคอลเหล่านี้ การยอมรับ IPv6 ที่เพิ่มขึ้นจะส่งผลให้เกิดการโจมตีแบบ "คนตรงกลาง" กล่าวคือ การเข้าสู่ "กับดัก" ทางไซเบอร์นั้นยากกว่าการคิดว่าคุณกำลังเซ็นชื่อ

IPv6 ยังรองรับการจำแนกชื่อที่ปลอดภัยกว่าอีกด้วย โปรโตคอล Secure Neighbor Discovery ช่วยให้โฮสต์ยืนยันตัวตนของกันและกันด้วยการเข้ารหัส สิ่งที่ยากกว่านั้นคือการจัดการกับปัญหาการเป็นพิษของโปรโตคอลการแก้ปัญหาและการโจมตีการตั้งชื่ออื่นๆ IPv6 ไม่ได้มาแทนที่การตรวจสอบแอปพลิเคชันหรือชั้นบริการ แต่มอบความไว้วางใจในระดับใหม่ในการเชื่อมต่อ โปรโตคอล IPv4 ช่วยให้ผู้โจมตีสามารถเปลี่ยนเส้นทางการรับส่งข้อมูลระหว่างโฮสต์ที่ถูกกฎหมายและจัดการการสนทนาหรืออย่างน้อยก็สังเกตได้ แต่ IPv6 ทำให้การดำเนินการดังกล่าวเป็นเรื่องยากมาก

ปัจจุบัน คุณลักษณะด้านความปลอดภัยเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการออกแบบและการใช้งาน IPv6 และ IPv6 ซึ่งมีความซับซ้อนและยืดหยุ่นมากขึ้น อย่างไรก็ตาม เครือข่าย IPv6 มีความปลอดภัยมากกว่า IPv4 อย่างมากหากกำหนดค่าอย่างเหมาะสม

ความสามารถในการเชื่อมต่อ

ความสำคัญของการเชื่อมต่ออุปกรณ์ระหว่างกัน หรือการอนุญาตให้อุปกรณ์ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายสามารถพูดคุยกันได้ มีความสำคัญอย่างยิ่ง เนื่องจากอุปกรณ์ IIoT ใหม่หลายพันล้านชิ้นเข้าสู่ตลาดทุกปี

IPv4 ได้สร้างปัญหาเล็กน้อยเกี่ยวกับการอนุญาตให้ผลิตภัณฑ์ IIoT พูดคุยกันได้ ปัญหาการแปลที่อยู่เครือข่าย (NAT) เป็นหนึ่งในข้อกังวลหลักเหล่านี้ มีการสร้างที่อยู่ IPv4 ที่ใช้ร่วมกันระหว่างผู้คนและอุปกรณ์หลายเครื่องเพื่อเป็นวิธีแก้ปัญหาชั่วคราว ปัญหาด้านความปลอดภัยเป็นปัญหาด้านความปลอดภัยและเป็นปัญหาสำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ IIoT IPv6 ช่วยให้ผลิตภัณฑ์ IIoT สามารถระบุตำแหน่งได้โดยไม่ซ้ำกัน โดยไม่ต้องแก้ไขปัญหา NAT และไฟร์วอลล์แบบดั้งเดิม แม้ว่าอุปกรณ์โฮสต์ขั้นสูงจะมีเครื่องมือสำหรับจัดการไฟร์วอลล์และเราเตอร์ NAT แต่อุปกรณ์ปลายทาง IIoT ขนาดเล็กไม่มี IPv6 ช่วยให้ปัญหาเหล่านี้ง่ายขึ้นสำหรับอุปกรณ์ IIoT ที่เปิดใช้งาน TCP/IP

ทำไมต้องเลือก สวิตช์เครือข่ายอุตสาหกรรม IPv6?

จำของคุณ สวิตช์เครือข่ายอุตสาหกรรม เมื่อออกแบบเครือข่ายสำหรับ IPv6!

นี่คือฟังก์ชั่นบางอย่างที่จะให้ความสนใจกับคุณมากขึ้น:

• DHCP การสอดแนม
• Multicast Listener Discovery (MLD) Snooping (เทียบเท่า IPv6 ของ IGMP Snooping)
• การตรวจสอบ ARP แบบไดนามิก (DAI)
• เครื่องหมายคุณภาพของบริการ (QoS) สำหรับการรักษาบริการที่แตกต่างต้นน้ำ
• รายการการเข้าถึง (เช่น VLAN หรือ ACL ปกติ)
• การจัดการเว็บ

แนะนำให้ใช้ ACL ที่ชั้นการเข้าถึงตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและแนวทางการเสริมความแข็งแกร่ง

ด้วยการปรับใช้เครือข่าย IP ที่เพิ่มขึ้น มัลติคาสต์และ MLD Snooping มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพ

นอกจากนี้ การบรรจบกันของเสียงและวิดีโอความละเอียดสูงเข้ากับเครือข่าย IP ยิ่งทำให้ความต้องการ QoS เพิ่มขึ้นไปอีก เป็นการดีที่สุดที่จะทำเครื่องหมายการจราจรให้ใกล้กับขอบทางมากที่สุด

การจัดการเว็บเป็นฟังก์ชันสำคัญที่ช่วยให้คุณตรวจสอบและจัดการที่อยู่ IP ที่เชื่อมต่อกับเครือข่ายของคุณด้วยอินเทอร์เฟซการจัดการ