Netzwerkmanagement in der Automatisierungstechnik

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1 Netzwerkmanagement in der Automatisierungstechnik Aktuelle Situation in der Automatisierungstechnik Warum Netzwerkmanagement? Struktur von Netzwerkmanagementsystemen? Wie funktioniert Netzwerkmanagement (SNMP)? Benefits Referenzen Page 1 Beispiel: Verfahrenstechnische Anlage aus der Chemie Page 2 Architektur von Prozeßautomatisierungssystemen Leitebene O-Net Composer Printer X-Net X-Terminals/ PC-Clients Workstation (WS) Printer X-Net WS Steuerungsebene C-Net (O) Gateway CCO C-Net (C) Process Station CMC Profibus DPV1, 12 Mbit/s Feldebene Conventional I/O Boards HART Contrans FB Ex Actuator F-Net PLC (SPS) Sensor/Actuator: DP Gateway PA Profibus PA, 31,25 kbit/s TZID Flow Temperature p/dp transmitter transmitter Page 3

2 Aktuelle Entwicklungen Komponentenzahl wächst sprunghaft => höheres Ausfallrisiko (Π P i ) Komplexität und Funktionalität der IT- Komponenten nimmt zu => längere Diagnose- und Remote-Session Zeiten Komponenten werden an Auslastungsgrenzen betrieben => Überlastprobleme in Kommunikationsnetzen häufen sich Page 4 Planbarkeit Verfügbarkeit Redundanz Spezielle Netzwerktechnologien System-/Netzwerkmanagement Erweiterbarkeit Page 5 Einsatz struktureller Redundanz Process Control Plant Managemet Layer Redundante Applikation z. B. Archiv Page 6 Redundante Prozeßrechner Redundante Gateways Redundantes Power Supply Redundanter Feldbus (2 bus coupler) Redundantes Netzwerk

3 TX/FX(SM) TX/FX(SM) TX/TX Spezielle Technologien: Ring-Redundanz Netzwerk HMI Ethernet Switching B1 WS Redundancy TX/TX B2 CCOx CMCx Hirschman Rail-Switches RSX Flow Meter Profibus B4 B3 Fiber, Coax or Twisted Pair WS CCOx (Ethernet Based PLC) Fieldbus Foundation H1 Page 7 Einsatz zentraler System- und Netzwerkmanagement Tools Plant Managemet Layer Composer O-Net Printer X-Net X-Terminals/ PC-Clients Composer Workstation (WS) Remote PC Process Control Field Device Layer C-Net (O) Conventional I/O Boards Gateway CCO Gateway CCO C-Net (C) Process Station CMC HART Contrans FB Ex Actuator Profibus DPV1, 12 Mbit/s F-Net DP Gateway PLC PA (SPS) Profibus PA, 31,25 kbit/s Sensor/Actuator: TZID Flow Temperature p/dp transmitter transmitter Page 8 Komponenten des /-Konzepts Programm in einer zentralen Managementkonsole ruft Informationen von den en ab und stellt sie übersichtlich dar wertet Statusinformationen statistisch aus empfängt spontane Ereignisse (Traps) von den en wirkt über die en auf die Netzkomponenten ein Programm in einer Automatisierungs- oder Netzkomponente sammelt Status-Daten in der Komponente und stellt diese in s (Management Information Basis - RFC1213) zur Verfügung stellt Informationen für den bereit RFC = Request For Comment, vorläufige Internet-Spezifikation mit der Bitte um Kommentierung und Ergänzung Page 9

4 Simple Network Management Protokoll-Kommandos Standardisierte Kommunikation zwischen und Kommunikationsprotokoll SNMP basiert auf IP und UDP <-> abfragen setzen get Request get Response set Request get Response Anzahl der gesendeten Pakete ermitteln. Port einer Brücke Sperren. -> spontanes Ereignis Trap Konfigurationsänderung der Netzkomponente Page 10 Struktur und Inhalt der (1) die Datenspeicherung erfolgt auf enseite in einer beschreibt die Daten, die der beim abfragen und ändern kann Zugriff über Object-Identifier (OID) root 3 - ISO/CCITT Objekte 2 - CCITT Objekte 1 - ISO Objekte 0 - standard 1 - registration-authority 2 - member-body 3 - org Objekte anderer internationaler Organisationen 1 - n.n : 6 - dod Objekte des Department of Defense 1 - internet Objekte im Internet 1 - directory 2 - mgmt Objekte des IAB Internet Architection Board 1 - mib-2 -II Standard 3 - experimental 4 - private 1 - enterprises Objekte privater Unternehmen 1 - Proteon Page 11 : Hirschmann Bsp.: Abfrage eines -Objekts Gesucht: Version der Brücken Firmware? -Objekt: hirmabasbridgesoftversion OID Instanz SoftwareVersion bas = Basis Capabilities bridgemnmt = Brückenmanagement bridge1 = Brücke 1 bridge = Brücke hirma = Hirschmann enterprise = Hersteller spezifisch private = nicht genormt internet = Internet Objekte dod = Department of Defense org = Obj. anderer Organisationen iso = Objekte der ISO OID Hirma.bridge.bridge1.bridgemnmt.bas.SoftwareVersion.0 Page 12

5 Struktur und Inhalt der (2): -II Gruppen Page 13 Architektur der Managementkonsole Page 14 Logfiles / EventLogs Applikationen, Systemlogs (Unix/NT) Schwellwert überprüfung Filesystem, Prozesse, Platten Netzwerk- Alarme ( Traps ) Hirschman RSx, printer box... Applikation / Skript Meldungen Eigene Skripte, Smart PlugIns Korrelatierte Meldungen Zusammenfass ung mehrerer Meldungen User Interface des Management Tools (Bsp.) Page 15

6 Benefits System-/Netzwerkmanagement Automatische Erkennung von Totalausfällen von Komponenten durch zyklische Überwachung der Komponenten Detektion von Performance-Engpässen durch Performance-Messung anhand der dynamischen Daten von Komponenten Reduzierte Diagnose- und Remote Session Zeiten durch automatisch generierte, fehlergetriggerte Detaildiagnosen und Reports Fehlerprädiktion / Proaktives Fehlermanagement durch kontinuierliche Beobachtung von Performancedaten und Auswerten der historischen Daten (Trendanalyse) Planbare Shut Down - Zeiten durch proaktives Fehlermanagement und Fehlerprädiktion auf Basis von Trendanalysen der Historien von Komponenten und Alarmen Page 16 Referenzen Zusammenfassung => World of SNMP and Network Management => World of Protocols => The Internet Engineering Task Force => The list of current Internet-Drafts (RFCs) Simple Network Management Protocol (SNMP) - Status => Institut für Betriebssysteme und Rechnerverbund, Verteilte Systeme und Netzwerkmanagement, Prof. Dr. Langendörfer => Benutzergruppe Netzwerk Page 17