Курс лекций по дисциплине «Использование ВЕБ технологий в системах автоматизации» (стр. 6 )

Процесс программы, реализующей протокол SMTP ( передача почты), обычно «слушает» порт TCP с номером 25 (кратко: «tcp/25»). Процесс программы, реализующей протокол POP (для получения почты), обычно «слушает» порт TCP с номером 110 (кратко: «tcp/110»).

IP-адрес называют динамическим, если он назначается автоматически при подключении устройства к сети и используется в течение ограниченного промежутка времени (как правило, до выключения компьютера).  Для получения динамического  IP-адреса используется  протокол DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol — протокол динамической конфигурации узла). Компьютер обращается к компьютеру-серверу, называемому сервером DHCP.

Процесс, желающей подключиться к серверу для отправки (SMTP) или получения (POP или IMAP) почты, как правило, получает номер порта динамически от сервера DHCP .  В некоторых случаях использование заранее известных номеров портов является обязательным. Например, порт 502 для драйвера Modbus TSP.

Процесс- сервер должен сначала совершить подготовительные действия: открыть, например,  UDP-сокет,  связав его с определенным номером порта, а затем связать с IP-адресом сетевого интерфейса – настроить адрес сокета.  При этом сокет может быть привязан к конкретному к компьютеру, то есть в полном адресе сокета может быть указан IP-адрес конкретного сетевого узла. Но может быть  дано указание операционной системе, что информация может поступить через любой сетевой интерфейс, имеющийся в наличии. После настройки адреса сокета операционная система сервера начинает принимать сообщения, пришедшие на этот адрес и складывать их в буфер сокета. Процесс  на компьютере  ожидает поступления сообщения, читает его, определяет, от кого оно поступило и через какой сетевой интерфейс, обрабатывает полученную информацию и отправляет результат по обратному адресу. После чего процесс готов к приему новой информации от того же или другого клиента.

Процесс-клиент должен сначала совершить те же самые подготовительные действия: создать сокет и настроить его адрес. Затем он передает сообщение, указав, кому оно предназначено ( IP-адрес сетевого интерфейса и номер порта сервера), ожидает от сервера ответа и продолжает свою деятельность.  За распространёнными сетевыми протоколами закреплены стандартные номера портов (например, веб-серверы обычно принимают данные по протоколу HTTP на порт 80).

Ниже приведён краткий список распространённых портов сетевых сервисов с комментариями. Подразумевается использование протокола TCP там, где не оговорено иное.

FTP: 21 (для команд), 20 (для данных) (передача файлов)

telnet: 23 (удалённое управление сетевыми устройствами (если такой сервис поддерживается)) (без шифрования)

SMTP: 25 (отправка почты (без шифрования))

SMTP c SSL: 465, 587 (отправка почты с шифрованием))

DNS: 53 (UDP) (получение IP-адресов по доменным именам и наоборот)

DHCP: 67, 68/UDP (получение IP-адреса для текущего хоста, IP-адреса шлюза по умолчанию, IP-адресов серверов DNS и др.)

HTTP: 80, 8080 (получение веб-страницы (без шифрования))

HTTPS: 443 (получение веб-страниц (с шифрованием))

POP3: 110 (получение почты (без шифрования))

POP3 с SSL: 995 (получение почты (с шифрованием))

NTP: 123 (time server) (UDP) (настройка часов)

СУБД Oracle: 1521

СУБД MySQL: 3306

RDP: 3389 (удалённое управление хостом с ОС Windows (если не запрещено)). Запретите процесс.

Как посмотреть  номера открытых портов. Вызовите «командную строку» и наберите команду «netstat –aon».

Вы можете узнать, какая программа использует интересующий вас порт. Обратите внимание на последнюю графу – PID. В ней указаны идентификаторы процессов, с их помощью можно узнать, какая программа открывает тот или иной порт.
Подробнее об этом: http://www. kakprosto. ru/kak-105441-kak-opredelit-nomer-porta#ixzz40nKTupwR  Перечень правильных портов и троянских портов в файле WEB\разное\Веб примеры.

Компьютеры используют язык чисел, в то время как пользователи предпочитают язык слов.  Система доменных имен (DNS) представляет собой базу данных, в которой хранятся все доменные имена и соответствующие IP-номера для словесных названий (доменов) сетей верхнего уровня, например .com или .net.  DNS выполняет поиск компьютерных систем и ресурсов в Интернете.  С её помощью решается, в какую крупную сеть послать Ваш запрос для дальнейшего поиска.  Например, когда пользователь вводит адрес веб-страницы или URL, система DNS проверяет соответствие словесного имени и IP-адреса для этого сайта, после чего перенаправляет пользователя в сеть верхнего уровня, где должен быть  соответствующий сайт.  Серверы имен DNS — это физически компьютеры-серверы, на которых хранятся записи базы данных DNS. Предполагается, что местоположение самого сервера имен хорошо извест­но. Каждая компьютер с DNS либо знает ответ на вопрос куда послать, либо знает, кого спросить.

Некоторые сетевые команды: Команда NETSTAT отображает статистику протокола и текущих сетевых подключений TCP/IP.  Команда PING проверяет наличие связи с указанным узлом. Команда TRACERT выводит имена и IP-адреса всех маршрутизаторов, через которые проходят пакеты от локального компьютера к указанному узлу. Команда IPCONFIG выводит различные сведения о текущей конфигурации протокола IP и может осуществлять базовое конфигурирование этого протокола. Команда NSLOOKUP обращается с запросом к DNS-серверу.  Команда NETSH показывает различные параметры настроек сети.

Контрольные вопросы.

1. Основные  причины, вызывающие ошибки и отказы  в сетях Ethzernet.  2. Какие составляющие «сокета» Вы знаете.  3. Суть понятия «порт».  4. Каким образом «порт» используется на уровнях модели OSI.  5.Как операционная система работает с «портами».  6. Какие номера портов используются для важнеших сервисов операционной системы.  7. Каков порт драйвера Modbus.

Резюме.  Для вызова необходимиго сервиса на другом компьютере сетевого адреса недостаточно. Тебуется знать «номер» этого сервиса. В этом случае операционная система активизирует этот сервис. Клиентская и серверная программа устаносят «контакт» между собой и будут взаимодействавать. 

Лекция 9. Встроенный интернет. Устройства с драйверами на примере Modbus.  Принцип работы. Сетевые настройки и использование.

Анотация. Использование встроенного интернета на примере модулей с драйверами Modbus. Запуск, сетевая настройка, использование возможностей.

Веб-серверы обычно располагаются на мощных компьютерах, которые  содержат жесткие диски большой емкости. Однако для удаленного управления в АСУ ТП небольшими объектами или получения  данных  с одного устройства (датчика, исполнительного механизма)  достаточно иметь на сервере всего несколько несложных динамических веб-страниц.  Для этой цели используют микро веб-серверы, встраиваемые в оборудование (встраиваемые веб-серверы, Embedded Web Server), выполненные в виде микросхемы, которая располагается на печатной плате устройства  или интеллектуального датчика, в кондиционере, в офисном оборудовании и др. Каждый микро-веб сервер доступен по своему интернет-адресу.  В настоящее время имеются дешевые однокристальные микроконтроллеры со встроенной реализацией протокола TCP/IP.  Это позволило применять веб-серверы  на выходе  датчика. Технологию применения микро веб-серверов называют "встроенным интернетом" (Embedded Internet).  Для обучения технологии Embedded Internet необходимо иметь соответствующее оборудование. 

С помощью встроенного веб-сервера  настраивается набор параметров  устройства/датчика, включая сетевые настройки, настройка параметров каждого канала сбора информации (аналоговых и дискретных), настройка предаварийных и аварийных границ  для каждого канала сбора информации. Веб страницы человеко – машинного  интерфейса являются  резервным  экраном контроля и управления  для оперативного персонала установки  и экраном настроечных и наладочных  работ персонала службы автоматики.  Основным источником  данных для технологического персонала является экраны рабочих станций оператора, обычно реализованными на СКАДА системах.

Обмен информацией между СКАДА  и местными устройствами сбора данных проводятся с помощью  интерфейсов, реализующих протоколы для аппаратной и программной частей методик связи и передачи  значений, называемых драйверами.

В  СКАДА заложены соответствующие программные блоки для различных приборов, которые могут взаимодействовать с программными частями, включенными в сами приборы.  Поскольку драйвер для связи двух своих  частей  использует интерфейс обмена данными,  драйвер более широкое понятие, чем интерфейс. Но каждый драйвер реализует  обработку только одного типа получения и  обмена  данными,  с конкретным «железом» одного типа устройств.  Поэтому драйвер разработка  узко направленная,  и работает только с конкретными  приборами. Разные приборы имеют  разные драйверы.  Этим объясняется большое число наличных драйверов. Напомним, что драйверы разделены на две составляющие части, размещенные в разных устройствах. Драйверы, использующие одинаковые интерфейсы и протоколы различаются адресами,  номерами регистров и другими подобными элементами. Все СКАДА системы ориентированы на  работу с драйверами.  В среде  разработки TRACE MODE предусмотрено использование около 2000 драйверов, реализующие интерфейсы и протоколы.

Мы рассмотрим использование драйверов на примере широко распространённого драйвера «Modbus».  Его поддерживают практически все контроллеры и СКАДА системы. Используем  СКАДА «TRACE MODE» и модуль сбора и управления данными ET 7019., связанными по сети Ethernet  и протоколам  IP/TSP. Физическим уровнем для передачи данных является витая пара (металл) или радиоволны. Уровни, где устройство получает и хранит свой адрес, является интерфейс  Ethernet.  «Modbus»  работает  по командам /функциям драйвера.  Правила использования функций описаны в инструкциях СКАДА и инструкциях на устройство ET 7019.  Мы будем использовать  функции 4 (опрос датчиков ), 5 (управление состоянием дискретных выходов, 16 (задание напряжения на аналоговый выход).  Зайдём на сайт  модуля ET 7019 по электронному адресу и паролю, заданным по умолчанию заводом изготовителем. Они указываются  в технической документации, поставляемой с устройством.  Затем заходим на страницу сетевых данных и устанавливаем  сетевые настройки, согласно характеристикам  нашей сети.  После  этого  выбираем  другие страницы встроенного сайта  и  настраиваем  параметры  каждого канала сбора информации (аналоговых и дискретных).  При этом учитывается типы наших  датчиков, величину выходных сигналов, порядок подключения приборов. Каналы являются источниками данных.  Эти сведения необходимо  очень чётко использовать в  СКАДА  во время привязки аргументам программы  к источникам данных.  Неправильная  привязка вызывает сбой работы системы.  На отдельной странице проводится  настройке  предаварийных и аварийных границ  для каждого канала сбора информации. На ВЕБ сайте имеются отдельные страницы с небольшим числом заготовок для самостоятельного создания графического представления Вашего объекта с привязкой к каналам опрашиваемых датчиков. Поэтому можно  создавать свои графические  образы для чеовеко-машинного  интерфейса.          В Trace Mode требуется создать компоненты, принимающие  пакеты данных от модуля  ET 7019 или направляющие  данные на выходные каналы  модуля. При получении данных  команду модулю для получения направляет СКАДА система, модуль выполняет функцию и передаёт данные  СКАДА, которая анализирует полученный ответ/сообщение от ET 7019  для определения ошибок.  При  отправке задания кроме команды, СКАДА посылает  данные для  ET 7019, который направляет их на выходной  канал, контроль  ошибок проводит программа на модуле. Она сообщает  СКАДА о выполнении полученной  команды. Весь этот обмен производится по правилам и протоколам «Интернет», используя отработанные Веб технологии.