Alexander Bormann Ingo Hilgenkamp. Industrielle Netze. Ethernet-Kommunikation für Automatisierungsanwendungen. OJ Hüthig Verlag Heidelberg

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1 Alexander Bormann Ingo Hilgenkamp Industrielle Netze Ethernet-Kommunikation für Automatisierungsanwendungen OJ Hüthig Verlag Heidelberg

2 Inhaltsverzeichnis 1 Ethernet in der Automatisierung Entwicklung der Ethernet-Technologie Historie Ethernet im industriellen Einsatz Anforderungen an Netzwerke im Vergleich Organisationen Netzwerktypen Ethernet Fast Ethernet Prompt-Befehle der Eingabeaufforderung IP-Paramcter Gigabit Ethernet Router Power over Ethernet Die Technik Grenzwerte Einspeisung (Schema) Kompatibilitätsprüfung und Gerateschutz VLAN - Virtual Local Area Network Grundlagen Zuordnung von VLANs Bluetooth Einsatzgebiete und Handhabung Auszüge aus der Bluetooth-Spezifikation Profile Verbindungsaufbau und Netztopologien Sccurity bei Bluetooth Kryptographische Sicherheitsmechanismen Verschlüsselung Sicherheilsbetriebsarten ZigBee Interoperabilität 54

3 X Inhaltsverzeichnis 1.10 Wireless Local Area Network Allgemeines ^^ Vorteile der Funktechnologie Risiken beim Einsatz von Funklechnologie Funktechnologie Dämpfung von Funkwellen Antennengewinn D Berechnungsbeispiel für eine Sende-/Empfangsanlage Empfängerreserve und Qualität der Übertragung Fresnel-Zone Drahtloses Ethernet im ISM-Band Der IEEE 802-Standard Kanalzugriff Infra.struktur Modus - Basic Service Set Roaming 7Q Fragmentierung Modulationsverfahren 7 ] Der Standard IEEE lb Der Standard IEEE a/h Zusammenfassung der Standards COM-Server Kabelersatz Modbus Gateway %Q RAS-Server 80 Installation Übertraglingsmedien Kabel und Leitungen ^ I Messtechnik zur Überprüfung der Installationsqualität Glasfaserleitungen Lichtwellenleitertypen g LWL-Stecker Hinweise zur Verlegung von Lichtwcllenleitcrn Kupferkabel Allgemeine Inslallationshinweise bei Kupferleitungen Grenzwerte für Kupferleitungen nach EN Topologie Q Detaillierte Kabelkennzeichnung nach DIN Aufbau der elektrischen Leiter/Adern Mindestanforderungen an Twisted-Pair-Leitungen Ethernet-Patchfeld \ H Störquellen I 13

4 Inhaltsverzeichnis XI 2.2 Blitz-/Überspannungsschutz Überspannung Überspannungsableiter Blitzschutzklassen Einkopplung von Überspannung Maßnahmen gegen Überspannung Fangeinrichtungen auf Gebäuden und Anlagen Schutzmaßnahmen für besonders wichtige Erdkabel Anwendung von Blitzstrom-und Überspannungsableiter Ansehlussleitungen zwischen Überspannungsubleitern und Potenzialausgleich Fundamenterder Maßnahmen gegen elektrostatische Entladungen Entstörmaßnahmen an induktiven Verbrauchern/Schaltrelais RC-Schaltungsvarianten Schalten von WechseU/Gleichstromlasten Spannungsversorgung Steuerspannung 24-V-DC Installationshinweise EMV-Maßnahmen Allgemeines Störquellen in elektrischen Anlagen und Netzwerken Filtereinsatz Hochfrequente Störungen Niederfrequente Störungen Erdung/Potenzialausglcieh/Massebezug Empfehlungen laut EMV-Norm Ausführung und Verkabelung besonders geschützter Schaltschrankinstallationen Frequenzumriehter Anwendung Einsatz von NetzdrosselnAfiltern Rückspeisefähige Frequenzumrichter Grundregeln für den Einsatz von Steckverbindungen bei Frequenzumrichtern 151 Konfiguration und Planung Management Teilbereiche des Netzwerkmanagements SNMP - Simple Network Management Protoeol SNMP im Prinzip Hintergrund: SNMP 155

5 X11 Inhaltsverzeichnis Versionen von SNMP Das SNMP Management-Modell Sprachen von SNMP Das Network Management System bei SNMP SNMP OPC OPC COM DCOM OPC-Funktionalitäten OPC DX SNMP-OPC-Gateway Echtzeit-Ethernet-Kommunikation Allgemeine Situation Basis für eehtzeitfähige Systeme Synchronisation EtherNet/IP TCP und UDP Multicasts Statische Multicast-Gruppen Dynamische Multicast-Gruppen Broadcasts Profinet Profinet Komponentenmodell Komponentenerzeugung Verschaltung der Automatisierungsobjekte - Technologische Struktur Aufbau und Abbau einer Kommunikationsbeziehung NRT-Funktionen Profinet Gerätetaufe Integration von Feldbussen Programmierung und Prozessdatenzuordnung IRT-Kommunikation Modbus TCP IT-Security Sicherheit in Netzwerken Gefahren erkennen und bewerten Notfallvorsorge Sicherheitsverletzungen und -maßnahmen Security in der Automation Security in Feldbussystemen 223

6 Inhaltsverzeichnis XIII 4.3 Erkennung und Behandlung von Angriffen im Netzwerk Ausgangssituation Ablauf eines Angriffs auf das Netzwerk Weitere Schwachstellen Öffnen von Diensten Rootkits Abwehrmechanismen Abgestufte Schutzmechanismen Firewall Paketfilter Intrusion Detection/Response Schadenstypen Angriffe und deren Spuren erkennen Schwachstellen Sicherheitsrichtlinie und Notfallplan Security bei Bluetooth Kryptographischc Sicherheitsmechanismen Security in Wireless LANs Betriebsarten im WLAN Maßnahmen zur Erhöhung der Sicherheit Erweiterte Sicherheitsverfahren IEEE i Virtual Private Network - VPN Erhöhung der Verfügbarkeit 248 Glossar 249 Literaturverzeichnis 291 Stichwortverzeichnis 293