《工业互联网网络互联技术》 课件 项目2 配置工业互联网网络设备

Project2工业互联网网络设备IndustrialInternetNetworkEquipment【项目情境】在工业互联网架构体系中，通过配置先进、可靠、安全的工业互联网网络设备，来组建工厂内网和工厂外网。工业互联网络设备主要实现智能设备的网络互联功能，以及实现工业设备之间的数据互通功能。任务1识别工业网络物理接口任务描述：工业互联网网络设备接口繁多，需要识别不同物理接口，以利于对接不同类型工业网络设备间的数据流动，进而管理各类工业生产设备。本任务主要围绕RS-232接口、RS-485接口、RJ-45接口、USB接口、光纤接口、接口转换等进行介绍，为读者具备后续配置工业网络设备提供接口识别与对接能力。任务1识别工业网络物理接口1.识别RS-232接口RS-232接口被定义为一种在低速率串行通信中增加通信距离的单端标准，其采取不平衡传输方式，即单端通信。RS-232接口一般采用25引脚的DB-25连接器，但在工业控制中接口一般简化为DB-9连接器，其接口一般只使用RXD、TXD、GND三条线。任务1识别工业网络物理接口RS-232接口的信号传送距离最长约为15米，最高速率为20Kbps，只限于计算机串口和设备之间点对点通信。任务1识别工业网络物理接口2.识别RS-485接口 RS-485被定义为平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性标准，也是串行通信方式。RS-485接口有两线制、四线制两种接线方式，其接口采用差分方式传输信号。两线制为总线式拓扑结构，在同一总线上最多可以挂接32个节点，还可通过增加网络中继器连接更多站点；四线制只能实现点对点通信，一般采用较少。任务1识别工业网络物理接口RS-485接口的信号传送距离最长约为1200米，最高速率为10Mbps。其在工业场景中的应用主要包括可编程逻辑控制器（PLC）系统、工业仪器仪表、高精度传感器和自动化控制设备。任务1识别工业网络物理接口3.识别RJ-45接口 RJ-45是标准8位模块化接口，是布线系统中信息插座连接器的一种，由插头（水晶头）和插座（模块）组成，用导线进行连接以实现电气连续性。RJ-45接口是常见的双绞线以太网端口，有数据终端设备（DTE）类型、数字通信设备（DCE）类型共两类，前者用于以太网网卡、路由器接口等，后者用于交换机接口等。任务1识别工业网络物理接口RJ-45接口的信号传送距离约为100米，其端口速率一般为10/100Mbps带宽自适应。RJ-45接口主要应用于网络通信领域，常用于局域网（LAN）和广域网（WAN）中，广泛用于交换机、路由器、计算机等设备的网络连接。任务1识别工业网络物理接口4.识别USB接口 通用串行总线（USB）是一种计算机外部接口总线标准，用于规范计算机机与外部设备的连接和通信。USB接口有不同版本，其中包括USB1.0、USB2.0、USB3.0和USB4.0。每个版本都有不同的传输速度和带宽。任务1识别工业网络物理接口USB接口可以提供5V电压，适用于传输数据和供电。USB接口在工业场景中的应用使得工业自动化控制、工业检测仪器、工业摄像头和工业数据采集等方面的设备更加智能和高效。任务1识别工业网络物理接口5.识别光纤接口 光纤接口是一种通过光传输信息的接口，用来连接光纤线缆的物理接口,一般用于长距离和高速传输。光纤接口的基本构成是由光信号发射器和接收器组成的两个设备，信号发射器将电信号转换为光信号发送到光纤上，信号接收器则将光信号转换为电信号进行解码。任务1识别工业网络物理接口在光纤连接中，常用的光纤接口有SC型（直插式连接器）、LC型（锁扣式连接器）、FC型（圆形金属插头）和ST型（直径2.5毫米的插头）等标准化连接器。SC型和LC型光纤连接器，常用于路由器、交换机；ST型和FC型光纤连接器，接头为圆型带螺纹，常用于配线架。任务1识别工业网络物理接口6.识别串口服务器串口服务器是用来实现TCP/UDP数据包与RS232/RS485/RS422接口之间数据透明传输的设备。串口转以太网服务器通常包括一个串口接口和一个以太网接口，通过该转换模块将串口连接到设备，然后将数据通过以太网传输给其他设备。任务1识别工业网络物理接口使用串口转以太网模块一般需要先通过串口发送指令配置模块，以便实现正确的通信，实现串口发送数据的基本功能，再通过以太网将数据传输给其他设备。此外，还有一种方法是使用单片机实现串口转以太网。任务1识别工业网络物理接口7.串口转以太网规则 串口转以太网并非是简单的传输媒介变化，串口协议本身不具有网络层和传输层，因此串口转以太网实际是将串口数据作为TCP/IP的应用层数据，采用TCP/IP封装传输的方式。任务1识别工业网络物理接口例如：USR-N520在串口侧数据是透明传输，两个串口相互独立；在以太网口侧则是TCP/IP数据包，可通过服务器内部网页或软件进行简单设置，即可完成对接转换。任务1识别工业网络物理接口8.串口转USB规则串口转USB转换器的基本工作原理是将串口信号转换为USB信号。串口信号包括发送和接收线路、数据位和停止位等，这些信号被转换为USB数据流，然后传输到计算机的USB端口上。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary①实践目的掌握RS-485物理接口接线制作的方法，以及串口转接以太网的方法，具备RS-485物理接口接线制作和串口转接以太网调试的操作技能。任务实践:物理接口接线和串口转接调试②实践环境实践环境搭建包括RS-485接线公头1个、RS-485接线母头1个、网线1根、RS-485信号线缆、USR-N520双串口服务器1个、串口线(公转母)1根、网线1根、DC12V(或5V)电源线1根、PC1台、剥削钳子、一字螺丝刀等。任务实践:物理接口接线和串口转接调试③实践内容

RS-485物理接口接线制作:

第一步，准备工作准备好接线材料及相关工具。第二步，拧松接线端子将RS-485接线公头和母头外壳的侧面线扣打开，使用螺丝刀拧松（2、3、5引脚）接线柱。任务实践:物理接口接线和串口转接调试第三步，线缆去芯选取适合长度的RS485通信信号线缆，使用剥线钳将线缆两端剥外皮40mm，线芯剥皮3mm。第四步，接线柱接线将剥好的线芯分别插入（2、3、5引脚）接线公头和母头的接线柱，使用螺丝刀拧紧。任务实践:物理接口接线和串口转接调试第五步，压紧接线扣装入接线公头和母头的外壳压紧线扣。第六步，检查电气性使用万用表测试接线公头和母头的电气连接性，完成接线安装工作。任务实践:物理接口接线和串口转接调试

串口转接以太网调试第一步，连接设备将USR-N520的串口通过串口线与PC相连接，再将USR-N520网口与PC相连接，最后接入电源适配器为USR-N520供电。任务实践:物理接口接线和串口转接调试第二步，本地连接关闭PC防火墙和杀毒软件，再关闭与本次测试无关的网卡，只保留一个本地连接。任务实践:物理接口接线和串口转接调试第三步，设置静态IPUSR-N520直连PC情况下，设置一个静态IP，确保与USR-N520的IP在同一个网段，例如：01。任务实践:物理接口接线和串口转接调试第四步，使用调试助手打开调试助手软件“USR-TCP232-Test.exe”，在网络设置区选择“TCPClient”模式，设置IP地址“”，设置端口号“23”（硬件连接串口1），再点击“建立TCP连接”，设置串口波特率“115200”，设置串口参数“None/8/1”，点击“打开串口”。任务实践:物理接口接线和串口转接调试完成前述操作后，即可测试串口和网络之间的数据收发。串口至网络的数据流向：计算机串口→USR-N520串口→USR-N520以太网口→计算机网络；网络至串口的数据流向：计算机网络→USR-N520以太网口→USR-N520串口→计算机串口。任务实践:物理接口接线和串口转接调试课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务2配置工业网关设备任务描述：在工业现场中，不同通信设备及系统之间的相互通信，需要通过工业网关进行数据传递，使用工业网关能够面向工业设备采集相关数据，并进行协议解析和数据转换。本任务主要围绕工业网关功能、工业网关协议等进行介绍，为读者具备后续实现设备数据上云提供工业网关配置的能力。任务2配置工业网关设备1.认识工业网关网关是一种起到数据转换作用的计算机系统或设备，在使用不同的通信协议、数据格式时，甚至体系结构异同的网络系统里，通过网关数据转换作用，可以实现异构系统之间的互联互通。任务2配置工业网关设备工业网关，主要负责将工业现场设备之间的不同通信协议，进行解析和转换，使之成为工业互联网平台可以理解的语言和协议。在工业现场中，使用工业网关可以实现异构系统之间的互联互通，它在工业互联网中起到“承上启下”的作用。任务2配置工业网关设备工业网关主要功能包括：①数据采集和传输工业网关通过多种物理接口连接设备，读取设备现场数据，实现各设备之间的互联互通。②数据协议解析工业网关按照工业协议，对采集数据进行数据解析，从而提取有用数据字段，并进行格式转换。任务2配置工业网关设备③数据协议转换工业网关完成采集数据解析后，可将提取的有用数据按照其他软件系统或设备协议进行数据重组或重新打包，重组后的通信数据帧，可被其他软件系统或设备识别并读取。④数据过滤和汇聚工业网关对设备数据过滤，提取有价值的数据，将其他部分过滤，可减少数据传输、处理和存储的要求。任务2配置工业网关设备⑤数据边缘计算具备边缘计算功能的工业网关，一般被视为边缘节点，在靠近设备的边缘侧进行数据计算，并将计算后的数据反馈至工业互联网平台，达到低时延的效果。⑥网络安全保护工业网关作为重要的边缘节点，与工业设备直接连接和通信，并汇聚大量工业设备数据，信息安全保护也是工业网关必须具备的功能。任务2配置工业网关设备在工业现场中，选择合适的工业网关，需要根据系统需求来确定，主要有以下几点因素。①匹配通信接口要根据现场设备接口情况，应根据需要连接的设备类型，选择合适的网关通信接口类型。任务2配置工业网关设备②支持工业协议根据工业现场的通信协议来判断，所选型号是否适配工业设备的通信协议，确保其能够与现有网络和设备兼容，实现数据采集。③数据传输速度根据传输数据量和数据类型选择合适的网关。若需要传输大量的实时数据，应选择具有高带宽和高传输速度的网关。任务2配置工业网关设备④配置硬件资源工业网关硬件配置，包括CPU型号及主频、内存大小、硬盘容量，以及工作电压和工作电流的要求。⑤抗干扰能力在生产环境中，会有许多电磁干扰。因此选择具有抗干扰能力的工业网关，可以确保数据传输的可靠性和准确性。任务2配置工业网关设备⑥可靠性和稳定性为确保工业网关在工业生产环境中连续运行，一般应选择具有高度稳定性和可靠性的工业网关。⑦安全性为防止未经授权的访问和数据泄露，应选择具有高级安全功能的工业网关。此外，还需兼顾工业网关的工作环境参数，包括工作温度、存储温度、工作湿度以及IP防护等级。任务2配置工业网关设备以YZ-G8406型工业网关为例。该网关支持工业设备协议超过200种，其中国际标准协议包括：OPC、Modbus、IEC61850、IEC60870、DNP3、BACnet等；PLC、DCS等设备厂商私有协议包括：西门子S7协议、三菱编程接口协议等；支持各种智能仪表、智能设备私有协议；还支持对各种数据文件解析，如TXT、CSV等。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary①实践目的掌握工业网关联网的基本方法，具备配置工业网关的静态IP、登录管理、启用蜂窝网和联网测试等相关操作技能。②实践环境实践环境搭建包括YZ-G8406工业网关1个、网线2根、DC12V电源线1根、PC1台等。任务实践：工业网关基本配置和联网测试③实践内容

配置工业网关IP地址:第一步，连接设备使用网线将YZ-G8406的LAN网口与PC相连接，接入电源适配器为YZ-G8406供电。第二步，本地连接关闭PC防火墙和杀毒软件，再关闭与本次测试无关的网卡，只保留一个本地连接。任务实践：工业网关IP配置和联网测试第三步，配置静态IP在YZ-G8406网口1直连PC的情况下，YZ-G8406具有DHCP功能，PC端可以使用自动获取IP地址，也可以在控制面板-网络和Internet设置一个静态IP，确保其与YZ-G8406的IP在同一个网段（例如：01）。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第四步，登录管理系统打开电脑浏览器，输入IP地址：（YZ-G8406的LAN网口默认IP地址，如已更改，使用更改后的IP地址），弹出登录窗口，输入用户名：adm，密码：123456，登录管理系统。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第五步，修改IP地址进入管理系统后，点击“网络→LAN”，找到相应网口配置，YZ-G8406网口1对应“WAN”，YZ-G8406网口2对应“LAN”，修改IP地址时，点击对应编辑按钮进入网口参数设置界面。IP地址修改后需记住所修改的IP，然后在浏览器输入新的IP并登录（如果电脑使用静态IP，需再次修改电脑IP至同一网段）。任务实践：工业网关基本配置和联网测试工业网关联网测试：方法一

使用SIM卡拨号连接Internet第一步，连接设备将SIM卡插入卡槽（注意：插拔SIM卡操作时，必须拔掉电源，以免造成数据丢失或设备损坏）。插入SIM卡后将4GLTE天线与ANT口连接，接通YZ-G8406的电源。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第二步，启用蜂窝网进入YZ-G8406的“网络→网络接口→蜂窝网”页面，勾选“启用蜂窝网”并点击提交。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第三步，联网测试待网络连接状态显示为“已连接”并且显示已分配相应IP地址等状态时说明YZ-G8406已通过SIM卡联网。任务实践：工业网关基本配置和联网测试方法二

使用以太网连接Internet第一步，连接设备使用以太网线连接YZ-G8406的WAN和LAN口。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第二步，配置静态IP进入YZ-G8406的“网络→网络接口→WAN”页面，配置WAN口的IP地址（网络类型为静态IP地址时需要配置IP、子网掩码等信息）并点击提交。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第三步，配置静态路由进入YZ-G8406的“网络→路由→静态路由”页面，为WAN口添加静态路由（接口项选择“WAN”，其余项根据现场网络情况配置）并点击提交。任务实践：工业网关基本配置和联网测试第四步，联网检测进入YZ-G8406的“系统管理→工具”页面，使用Ping命令检测YZ-G8406是否成功接入Internet。任务实践：工业网关基本配置和联网测试课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务3配置工业交换机设备任务描述：在工业现场中，网络设备之间的互联互通，还需要借助工业交换机设备来实现，从而应对各种严苛的工业环境下的网络数据传输。本任务主要围绕通用交换机、工业交换机的功能及配置等内容进行介绍，为读者具备后续实现部署工业现场网络提供工业交换机配置的能力。任务3配置工业交换机设备1.认识通用交换机交换机，常用于电（光）信号转发的网络设备，能为子网络提供更多的连接端口，以便连接更多的计算机，从而扩大网络的一种网络设备器材。最常见的交换机就是以太网交换机，其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。任务3配置工业交换机设备交换机从广义上可分为两种：广域网交换机和局域网交换机。其中广域网交换机主要应用于电信领域，提供通信用的基础平台；局域网交换机主要应用于局域网络，用于连接终端设备。任务3配置工业交换机设备交换机可以分为：二层交换机，三层交换机或是更高层的交换机。交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。目前交换机还具备了一些新的功能，如对VLAN(虚拟局域网)的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。任务3配置工业交换机设备2.认识工业交换机工业交换机，也称工业以太网交换机。它是一种应用于工业控制领域的以太网交换机设备，使用TCP/IP协议，要求具有耐低温高温、抗电磁干扰、防盐雾、抗震等特性，适应严苛的工作环境。任务3配置工业交换机设备工业交换机的主要功能包括：提供网络接口、扩充网络接口、扩展网络范围、划分VLAN网络。①提供网络接口工业现场的网络设备之间互联互通，需要借助工业交换机才能实现。工业现场网络设备一般主要包括：计算机、服务器等计算机设备；网络打印机、网络摄像头、IP电话等网络终端设备；PLC、CNC和工控机等工业控制设备等。任务3配置工业交换机设备②扩充网络接口工业交换机常配有多个网络接口，若遇到工业现场网络设备较多，需要组建规模较大的网络环境时，单个工业交换机就无法提供适配的网络接口数量。此时，可通过多台工业交换机来成倍地扩充网络接口。任务3配置工业交换机设备③扩展网络范围工业交换机与计算机设备、工业控制设备或其它网络终端设备的连接，是依靠传输介质连接在一起的，受限于传输介质的传输距离，需要借助交换机进行中继传输，以成倍地扩展网络传输距离，增大网络覆盖范围。任务3配置工业交换机设备④划分VLAN网络VLAN，又称虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段，从而实现虚拟工作组的技术。VLAN是为解决以太网的广播问题和网络安全性而提出的，一个VLAN内部的广播和单播流量都不会转发到其他VLAN中。即使是处在同一网段的两台计算机，如果不在同一VLAN中，它们各自的广播流也不会相互转发。任务3配置工业交换机设备划分VLAN有助于控制流量、减少设备投资、简化网络管理、提高网络的安全性。由于VLAN隔离了广播风暴，也隔离了不同VLAN之间的通信，因此，不同VLAN之间的通信必须依靠路由器或者三层交换机来实现。任务3配置工业交换机设备以SI5000系列工业交换机为例，它具有高度的可靠性和稳定性，适用于工业环境的数据通信和网络连接需求。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务实践：工业交换机基本配置①实践目的掌握工业交换机配置的基本方法，具备配置工业交换机的登录设备、管理用户、管理端口和VLAN等相关操作技能。②实践环境实践环境搭建包括SI5020I-8TS-L型工业交换机1个、网线1根、DC24V电源线1根、PC1台等。任务实践：工业交换机基本配置1.登录设备第一步，设备连接使用网线将工业交换机网口与PC网口相连接，再接入电源适配器为工业交换机供电。第二步，本地连接关闭PC防火墙和杀毒软件，关闭与本次测试无关的网卡，只保留一个本地连接。任务实践：工业交换机基本配置第三步，设置静态IP工业交换机直连PC情况下，PC设置一个静态IP，确保PC与工业交换机在同一个网段，例如：0。任务实践：工业交换机基本配置第四步，登录网管系统打开电脑浏览器，地址栏中输入IP：，输入用户名密码（默认用户名admin，默认密码inspur123，如已更改请输入最新的用户名密码），输入正确即登录成功。任务实践：工业交换机基本配置第五步，选择退出按钮，重新回到登录页面，可选择页面显示语言，选择中文显示。任务实践：工业交换机基本配置2.管理用户第一步，用户登录点击“基础配置→用户”，进入用户管理界面，点击“添加”按钮，进行新用户添加操作，用户名：administrator，密码：123456aA，允许登录方式选择web。任务实践：工业交换机基本配置第二步，保存配置点击应用，弹出“配置成功”，再点击保存按钮，保存修改的配置，然后点击退出，可使用新的用户名密码登录。任务实践：工业交换机基本配置3.管理端口第一步，配置端口点击“基础配置→端口管理”，可进入端口管理界面，在“端口配置”页面可以看到当前交换机所有端口的配置信息，点击操作栏下的“修改”按钮，可以修改端口信息。任务实践：工业交换机基本配置第二步，端口统计点击“端口统计”分页，可进入端口信息查看界面，在此界面可查看端口的流量统计、出错统计信息等。任务实践：工业交换机基本配置4.配置VLAN第一步，配置VLAN基本信息点击“以太网配置→VLAN配置”，可进入VLAN配置界面，进入“基本配置”页面可以查询现有VLAN及新增VLAN，点击“配置”按钮，可新增或者删除VLAN号。任务实践：工业交换机基本配置第二步，配置VLAN端口点击“VLAN端口”，可进入VLAN端口配置界面，此页面可配置端口的VLAN工作模式、Access模式下端口的默认VLAN、Trunk模式下允许通过的VLAN号等信息。任务实践：工业交换机基本配置第三步，配置IP点击“三层配置→IP配置”，可进入IP配置界面，IP基本配置页面可查看已配置的虚拟接口IP列表，也可添加VLAN的IP地址。任务实践：工业交换机基本配置第四步，添加VLAN接口点击VLAN接口列表下的“添加”按钮，首先添加VLAN接口，添加成功后，再点击IP基本信息列表下的“添加”按钮，添加相应接口下的IP地址。完成上述操作后，即可完成SI5020I-8TS-L工业交换机的基础配置。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务4配置工业无线路由设备任务描述：在工业现场中，由于现场环境、布线局限性、设备移动性管理等多种因素的影响，可采用工业无线网络设备来实现设备之间的互联互通，从而应对各种严苛的工业环境下网络数据的传输。本任务主要围绕工业路由器、5GCPE等进行介绍，为读者具备后续实现部署工业无线网络提供工业路由器和5GCPE配置的能力。1.认识工业路由器路由是数据通信网络中最基本的要素。路由信息就是指导报文发送的路径信息，路由的过程就是报文转发的过程。路由器最基本的两个功能就是路由决策和数据转发。任务4配置工业无线路由设备任务4配置工业无线路由设备工业路由器，也称工业以太网路由器。它是专门针对工业环境而设计和制造的一种路由器设备，利用公用无线网络为用户提供无线的数据传输功能。主要适用于对网络要求较高或环境较恶劣的场所，要求具有耐低温高温、抗电磁干扰、防盐雾、抗震等特性，适应严苛的工作环境。任务4配置工业无线路由设备工业路由器一般具有以下特点和功能。①高稳定性和可靠性②大数据流量处理③设备管理和监控④多工业应用场景⑤网络安全保护⑥抗干扰能力强任务4配置工业无线路由设备①高稳定性和可靠性工业路由器对路由协议、GPS同步、网络巡检、自动再启动等功能提供支持，能够对工业控制现场的网络数据进行高效稳定转发，同时能够自动检测并修复网络故障，确保工业生产的连续高效。任务4配置工业无线路由设备②大数据流量处理具有强大的数据处理能力，并支持大型网络的流量控制。例如：支持多种各类接口配置，可为应用场景提供差异化解决方案。任务4配置工业无线路由设备③设备管理和监控支持多种设备管理和监控协议，例如SNMP、Telnet和WEB，能够实时监测网络设备工作状态，进行配置管理。④多应用场景支持多种网络通信协议，包括TCP/IP、UDP、DHCP、DNS等，能够连接到不同类型的设备和网络，支持多种不同应用场景。任务4配置工业无线路由设备⑤网络安全保护支持多种网络安全协议，包括VPN、防火墙、ACL等，能够为网络数据的保密性、完整性、可用性等方面提供良好的保护支持。⑥抗干扰能力强采用工业级防爆设计和电源管理，能够防御电磁干扰、静电干扰等工业环境下的电气噪声和干扰。任务4配置工业无线路由设备在实际使用中，工业路由器主要功能包括以下内容。①提供局域网连接②提供广域网连接③实现异构网络互联与多个子网互联任务4配置工业无线路由设备①提供局域网连接工业路由器最主要的功能就是帮助设备无线联网，提供Wi-Fi热点给工业设备，为工业设备互联互通提供Wi-Fi媒介。工业现场的网络设备之间的局域网搭建，也需要借助工业网络路由器才能实现。任务4配置工业无线路由设备②提供广域网连接工业路由器可以将有线网络或蜂窝网络（3G/4G/5G）转换为无线网络，工业设备和本地手机电脑等设备可以通过接收路由器的Wi-Fi信号，然后连接到互联网，从而帮助工业设备快速连接到互联网，实现数据上云服务。任务4配置工业无线路由设备③实现异构网络互联与多个子网互联路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据帧寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。在路由器中保存着各种传输路径的路由表，供路由选择时使用，路由器通过路由表可以实现异构网络与多个子网的快速互联互通。任务4配置工业无线路由设备以YZ-G8506型工业路由器为例，该工业路由器配备冗余广域网链路，如千兆以太网、5G/4G、Wi-Fi，实现业务的连续性和广域网的多样性,保证设备互联互通。任务4配置工业无线路由设备2.认识5GCPE5GCPE是5G终端设备的一种。它从运营商的基站接收5G信号并将其转换为Wi-Fi信号或有线信号，使各类工业控制设备接入互联网。任务4配置工业无线路由设备5GCPE实际上是5G调制解调器和Wi-Fi路由器的组合，将5GSIM卡插入CPE的SIM卡槽后，设备可以通过Wi-Fi信号或CPE的LAN口直接接入互联网。目前5GCPE产品均采用与5G手机相同或相似的5G芯片，具有5G连接性强，支持SA/NSA组网，兼容4G/5G信号等特点，此外还配备WAN以太网端口用于上网。对于本地网络，通常支持WiFi6/WiFi5和LAN端口。任务4配置工业无线路由设备5GCPE在工业场景中的应用主要体现在以下几个方面。①智能制造应用场景②智能物流应用场景③远程监控和诊断应用场景④移动设备应用场景⑤安全保护应用场景任务4配置工业无线路由设备①智能制造5GCPE能够为生产线上的设备提供高速可靠的5G数据通信服务，实现机器人控制、工控计算机、监控设备等智能制造设备的数据传输和联网，为工厂提高了整体生产效率和运行质量。任务4配置工业无线路由设备②智能物流5GCPE可以为无人无人驾驶仓库、智能物流车、智能物流配送机器人等物流设备提供高速可靠的无线数据网络通信，实现远程控制和监测，提高物流效率和智能化程度。任务4配置工业无线路由设备③远程监控和诊断5GCPE可以为设备提供远程监控和诊断服务，远程监控设备的状态和产生的数据，及时发现和解决设备故障，减少停机时间和费用。任务4配置工业无线路由设备④移动设备5GCPE可以为工厂管理员或生产管理者提供移动设备支持，便于随时随地访问和控制生产现场，还可实现基于5G网络连接的远程会议、文件共享和监控等各种移动业务。任务4配置工业无线路由设备⑤安全保护5GCPE可以通过VPN和网络隔离等安全保护措施，为工业生产提供高安全级别的网络保护支持，保证工业生产线网络连接的稳定和安全。任务4配置工业无线路由设备5GCPE在企业需求方面有着非常广阔的运营前景，通过5GCPE不断拓展和整合与推进工业应用服务的智能化水平，推动5G网络在工业领域的高效运用。随着应用场景的增加，5GCPE将支持5G以外的更多通信协议（如蓝牙、UWB等），真正成为所有设备的控制中心。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务实践：工业无线路由基本配置①实践目的掌握工业路由器配置基本方法，具备配置工业路由器的静态IP、DHCP服务、无线参数、静态路由、访问控制和5G联网等相关操作技能。②实践环境实践环境搭建包括YZ-G8506工业路由器1个、网线1根、DC12V电源线1根、PC1台等。任务实践：工业无线路由基本配置③实践内容第一步，设备连接使用网线将YZ-G8506网口与PC网口相连接，再接入电源适配器为YZ-G8506供电。第二步，本地连接关闭PC防火墙和杀毒软件，关闭与本次测试无关的网卡，只保留一个本地连接。任务实践：工业无线路由基本配置第三步，设置静态IPYZ-G8506直连PC情况下，设置一个静态IP，确保PC与YZ-G8506在同一个网段，例如：01。任务实践：工业无线路由基本配置第四步，登录网管系统打开电脑浏览器，地址栏中输入IP：（默认IP地址，如已更改使用新IP地址），显示输入用户名密码界面，输入用户名：adm，密码：123456。任务实践：工业无线路由基本配置第五步，启用DHCP服务YZ-G8506可设置启用DHCP服务，自动为接入设备分配IP。在“网络”→“网络服务”→“DHCP服务”→“DHCP服务器”中可以开启并设置DHCP服务的起始地址、结束地址及租期。任务实践：工业无线路由基本配置第六步，设置静态IP在工业生产中，工业设备通常都设置为静态IP，以便后期维护及故障排查。在“网络”→“网络服务”→“DHCP服务”→“静态IP设置”中，可以通过绑定设备MAC与IP，给设备分配静态IP。任务实践：工业无线路由基本配置第七步，设置无线网络参数YZ-G8506支持无线网络客户端与接入点，允许用户通过设置相应参数开启无线网络。在“网络”→“网络接口”→“WLAN”中可以设置无线参数。任务实践：工业无线路由基本配置第八步，设置静态路由。YZ-G8506支持静态路由功能，精准地控制数据转发。静态路由配置简单、可控性高、使用带宽少，并且不占用CPU资源来计算和分析路由更新信息。在“路由”→“静态路由”中，可以添加出接口和下一跳地址。任务实践：工业无线路由基本配置第九步，设置访问控制列表。YZ-G8506支持通过在“防火墙”→“访问控制列表”中，添加访问控制策略，设置访问控制列表，有效地控制用户对网络的访问，从而最大程度地保障网络安全。任务实践：工业无线路由基本配置第十步，设置5G联网。YZ-G8506支持通过4G/5G拨号上网，提供高可靠，低时延的网络服务。首先，将5G天线连接到工业路由器天线口；其次，在“网络接口”→“蜂窝网”中，点击“启用蜂窝网”，设置相关参数，即可使用5G联网。课程结束Endofcourse工业互联网技术专业教学资源库IndustrialInternetTechnologySpecialtyTeachingResourceLibrary任务5配置工业网络安全设备任务描述：在工业网络中，利用工控边界防护设备对OT网与IT网或互联网之间的边界进行安全防护，禁止OT网直接与IT网或互联网连接，进而提升工控网络的安全性。本任务主要围绕防火墙、工业网闸等进行介绍，为读者具备后续实现部署工业现场网络提供工业防火墙配置的能力。任务5配置工业网络安全设备1.认识工业防火墙防火墙技术是通过有机结合各类用于安全管理与筛选的软件和硬件设备，帮助计算机网络于其内、外网之间构建一道相对隔绝的保护屏障，以保护用户资料与信息安全性的一种技术。任务5配置工业网络安全设备工业防火墙主要使用在工控安全领域，其主要作用是保护工业控制系统不受恶意攻击和意外故障的影响，同时保证工业控制系统的数据传输的保密性、完整性和可用性。任务5配置工业网络安全设备工业防火墙的功能除了具备传统防火墙的安全功能之外，最大的区别点在于内置工业通信协议的解析和过滤功能，可针对工业协议采用深度的包检测技术和应用层通信跟踪技术，做到对非法指令的阻断、非工控协议的拦截，以起到保护控制器的功能。工业防火墙一般部署在每个独立的生产单元的边界，且具备Bypass机制，其延时一般只是微秒级。任务5配置工业网络安全设备工业防火墙相比于传统防火墙能更好地满足工业现场的特殊要求，其在工业现场中的作用主要包括以下几个方面。①网络数据安全保障②业务网络策略制定③功能扩展④性能优化任务5配置工业网络安全设备①网络数据安全保障工业防火墙能够对物理网络进行安全分区，对工业控制系统（ICS）进行网络安全保护，避免非法入侵和计算机病毒的攻击，保护ICS系统的数据安全和完整性。任务5配置工业网络安全设备②业务网络策略制定工业防火墙具备在TCP/IP协议栈、端口层和应用层等多个层面上进行策略禁止和授权的能力，可以允许或拒绝从不同的IP地址和子网网络访问公用网络和厂商内部站点、限制不同协议、端口和应用程序使用，保障工业应用网络的稳定和安全。任务5配置工业网络安全设备③功能扩展工业防火墙通常具有VPN、负载均衡、DDoS攻击防御、反垃圾邮件、反病毒、审计和日志记录接口，从而进一步扩展网络设备的功能，提高网络设备的可靠性、功能性和应用性。任务5配置工业网络安全设备④性能优化工业防火墙具有优化和安全强特性的处理器，能够提高数据传输的速度和效率，并对网络负载进行平衡控制，提升网络传输速度和性能。而且支持实时报警和实时统计，同时对网络流量进行持久的流量统计，从而分析网络流量的来源和结构，为其他设备提供性能保障。任务5配置工业网络安全设备工业防火墙不仅能够保证工业网络的数据安全性、完整性和流畅性，还能为工业应用提供全面的网络数据保护支持，进而为工业控制系统的稳定运营和数字化转型提供了绿色通道。任务5配置工业网络安全设备2.认识工业网闸工业网闸是使用带有多种控制功能的固态开关读写介质，连接两个独立主机系统的信息安全设备。网闸从物理上隔离、阻断了对内网具有潜在攻击可能的一切网络连接，使外部攻击者无法直接入侵、攻击或破坏内网，保障了内部主机的安全。任务5配置工业网络安全设备工业网闸为2+1的结构，及前后主机+隔离硬件，防火墙是单主机系统。工业网闸在数据交换时所有数据需要落地转换，数据进入摆渡区之前要经过彻底的协议剥离，到了后主机上再进行数据封装，故不存在内外网之间的回话，连接终止于内外网主机。针对工业场景的特殊要求，工业网闸在保证安全隔离的前提下，实现生产网与企业网之间的数据安全交换，满足国家及行业对于安全隔离相关政策法规要求。任务5配置工业网络安全设备工业网闸通过对工业数据的访问进行控制，有效防范恶意攻击和敏感信息泄漏，保障生产网与企业网隔离的同时，实现安全、高速、可靠的数据交换。工业网闸主要对工业网络边界进行安全防护，实现生产网与企业网间的物理隔离，彻底切断网络中木马、蠕虫等恶意程序的传播，保护工业网络中关键设施的安全，提升了工业网络边界的安全防护能力。任务5配置工业网络安全设备工业网闸一般部署在办公网和业务网之间，高安全与低安全区域之间，其功能主要为文件同步、数据库同步、组播工控协议等。工业网闸相比于普通网闸，最大的区别就在于能识别和过滤工业通信协议。任务5配置工业网络安全设备工业网闸和工业防火墙都是工业网络安全设备，它们的主要任务是保护工业网络的安全性和稳定性，防御网络攻击和恶意软件的侵入。虽然两者目标相同，但是它们的工作原理和应用场景有所不同，主要区别一般包括以下几个方面。①不同功能面向②不同应用场景③安全策略选择任务5配置工业网络安全设备①功能方面工业网闸主要工作在数据链路层或传输层，它能够隔离和管理网络流量，并控制从一个网络到另一个网络的数据传输，对上层应用程序没有太多的影响；而工业防火墙则能够支持更高层次的协议过滤和应用过滤，能够检测和过滤一些应用层数据，如HTTP、FTP、SMTP等。工业防火墙是一种基于策略实现安全防护的设备，会根据规定的策略来控制数据的流动。因此，不同的功能面向，决定了其应用场景的差异。任务5