IP 轉(zhuǎn)發(fā)

時(shí)間：2021-07-14作者：上海騰希電氣技術(shù)有限公司瀏覽：230

IP 轉(zhuǎn)發(fā)



通過 IP 轉(zhuǎn)發(fā)功能轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)包

IP 轉(zhuǎn)發(fā)是一種在兩個(gè)已連接 IP 子網(wǎng)之間轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)包的設(shè)備功能。

啟用/禁用 STEP 7 中的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)功能。如果啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)，則 S7?1500 CPU 會(huì)將已接收但未發(fā)送到 CPU 的 IP 數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到本地連接的 IP 子網(wǎng)或已組態(tài)的路由器。

下圖顯示了編程設(shè)備訪問 HMI 設(shè)備中數(shù)據(jù)的方式：編程設(shè)備和 HMI 設(shè)備位于不同的 IP 子網(wǎng)中。IP 子網(wǎng)與 CPU 的兩個(gè)接口 X1 和 X2 相連。


圖片: 編程設(shè)備通過 IP 轉(zhuǎn)發(fā)訪問 HMI

應(yīng)用范圍

從控制級(jí)輕松訪問現(xiàn)場(chǎng)級(jí)，以便對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行組態(tài)和參數(shù)分配，例如通過 PDM 或 Web 瀏覽器

簡(jiǎn)化遠(yuǎn)程訪問設(shè)備的集成，例如，在遠(yuǎn)程維護(hù)或固件較新期間進(jìn)行診斷

使用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)的要求

S7?1500 CPU 固件版本 V2.8 及較高版本

以太網(wǎng)接口的數(shù)量：

- CPU 至少具有兩個(gè)以太網(wǎng)接口。

- 或者 CPU 具有一個(gè)以太網(wǎng)接口，而由固件版本 V2.2 及較高版本的 CP 1543-1 提供另一個(gè)以太網(wǎng)接口。在這種情況下，必須在 CPU 中為 CP 啟用“通過通信模塊訪問 PLC”(Access to PLC via communication module) 功能。

IP 轉(zhuǎn)發(fā)已啟用。

在每個(gè)參與設(shè)備中沿 IP 數(shù)據(jù)包的傳出和返回路徑組態(tài)適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)/路由。

IP 路由表

如果啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)，則 CPU 會(huì)對(duì)已接收但未發(fā)送到其自身的 IP 數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。CPU 轉(zhuǎn)發(fā) IP 數(shù)據(jù)包的方式在其內(nèi)部 IP 路由表中定義。

CPU 會(huì)通過已下載硬件配置的以下信息自動(dòng)創(chuàng)建 IP 路由表。

以太網(wǎng)接口的 IP 組態(tài)

已組態(tài)的路由器

帶有 IP 轉(zhuǎn)發(fā)的組態(tài)示例

下圖顯示了帶有所需 IP 地址設(shè)置和路由器設(shè)置的組態(tài)示例。

IP 子網(wǎng) 192.168.4.0 上的 PC 與 IP 子網(wǎng) 192.168.2.0 上的 HMI 設(shè)備進(jìn)行通信。

在 CPU 的以太網(wǎng)接口 X3 上組態(tài)路由器的 IP 地址（“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)”）；在下圖中，它是*為“IP 路由器”的設(shè)備。
在 STEP 7 中，在“以太網(wǎng)地址 > IP 協(xié)議”(Ethernet Addresses > IP Protocol) 下的接口屬性中組態(tài)路由器。

對(duì)于 PC、IP 路由器、IO 設(shè)備和 HMI 設(shè)備，還需輸入標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)的 IP 地址或相應(yīng)的路由。


圖片: 組態(tài)路由器

此示例組態(tài)為 CPU 生成以下 IP 路由表。


圖片: 示例組態(tài)

列表: CPU 的 IP 路由表

網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)	接口	網(wǎng)關(guān)
0.0.0.0/0	10.10.0.10	10.10.0.1
192.168.1.0/24	192.168.1.1	-
192.168.2.0/24	192.168.2.1	-
10.10.0.0/24	10.10.0.10	-

對(duì)于 PG/PC 和 HMI 設(shè)備之間的 IP 通信，需要同時(shí)在 PC 和 IP 路由器中設(shè)置到 HMI 設(shè)備 IP 子網(wǎng)的附加 IP 路由。在 HMI 設(shè)備中，將 CPU 接口 X1 的 IP 地址組態(tài)為標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)。

例如，在 Windows 計(jì)算機(jī)中，通過命令提示符使用命令“route add <目標(biāo) IP 子網(wǎng)> mask <子網(wǎng)掩碼> <網(wǎng)關(guān)>”設(shè)置附加 IP 路由。但是，需要特定權(quán)限才能完成此操作。針對(duì)本示例，輸入如下提示：

“route add 192.168.2.0 mask 255.255.255.0 192.168.4.20”

在 IP 路由器中，可以設(shè)置附加路由，例如，通過 Web 接口。針對(duì)本示例，設(shè)置如下路由：

目標(biāo) IP 子網(wǎng)：192.168.2.0

子網(wǎng)掩碼：255.255.255.0

網(wǎng)關(guān)：10.10.0.10

限制

對(duì)于 S7-1500 CPU，您無法為其組態(tài)路由器（“標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)關(guān)”）以外的任何其它 IP 路由。網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)是連接的 IP 子網(wǎng)，或者只能通過一個(gè)可組態(tài)的路由器訪問網(wǎng)絡(luò)目標(biāo)。由于 S7-1500 CPU 不支持附加 IP 路由，因此，無法構(gòu)建雙向 IP 路由器級(jí)聯(lián)。

在以下組態(tài)中，您可以在 CPU 中組態(tài)“路由器 1”或“路由器 2”。以組態(tài)“路由器 1”為例。在這種情況下，無法組態(tài)“路由器 2”。PC 和 HMI 設(shè)備之間的 IP 通信無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)閮蓚€(gè)方向上的路由不連續(xù)。


圖片: 不支持的 IP 路由器級(jí)聯(lián)

通過 CP 接口進(jìn)行的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)

通過 CP 接口也可以進(jìn)行 IP 轉(zhuǎn)發(fā)。在這種情況下，必須在 CPU 中為 CP 激活“通過通訊模塊訪問 PLC”(Access to PLC via communication module) 功能。

STEP 7 的在線幫助中介紹了如何啟用“通過通訊模塊訪問 PLC”(Access to PLC via communication module) 功能。

通過 X1 或 X2 接口訪問 CPU 1518 4 PN/DP MFP 的 Linux

如果為 CPU 1518 4 PN/DP 激活 PN/DP MFP IP 轉(zhuǎn)發(fā)，則不僅可以通過 X1 和 X2 接口訪問 X3 接口 IP 子網(wǎng)中的設(shè)備，還可以訪問 Linux。通過 CPU 1518 4 PN/DP MFP 的 Linux，可以訪問 X1、X2 和 X3 接口 IP 子網(wǎng)中的所有設(shè)備。

限制：

已針對(duì) CPU 1518 4 PN/DP MFP 激活了 IP 轉(zhuǎn)發(fā)。

Linux 的 IP 地址和 X3 接口的 IP 地址位于同一 IP 子網(wǎng)中。

在 Linux 中，輸入到 X1 和 X2 接口 IP 子網(wǎng)的路由。
在 Linux 中使用以下命令輸入路由："Route add-net <目標(biāo) IP 子網(wǎng)> mask <子網(wǎng)掩碼> gw <網(wǎng)關(guān)>

下圖顯示了 PC 通過 X2 接口訪問 CPU 1518-4 PN/DP MFP 的 Linux 的組態(tài)。


圖片: 通過 X2 接口訪問 Linux

進(jìn)行 IP 轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)考慮網(wǎng)絡(luò)安全

如果激活 CPU 的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)，則可以對(duì)實(shí)際只能由 CPU 訪問和控制的設(shè)備啟用“外部”訪問。因此，這些設(shè)備通常無法防止攻擊。

下圖顯示了如何保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)以防止未授權(quán)的訪問。

CPU 通過接口 X1 和 X2 直接靠近 CPU 的深綠色 IP 子網(wǎng) B 和 C 內(nèi)的所有設(shè)備。


圖片: IP 轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)安全

已在 CPU 中組態(tài) SCALANCE S 路由器。CPU 通過路由器訪問遠(yuǎn)程淺綠色 IP 子網(wǎng) A 中的設(shè)備。

已在 CPU 中為 CP 1543 啟用“通過通信模塊訪問 PLC”(Access to PLC via communication module) 功能。CPU 通過 W1 接口訪問 IP 子網(wǎng) D 內(nèi)的所有設(shè)備。

如果在 CPU 中激活了 IP 轉(zhuǎn)發(fā)，則 IP 子網(wǎng) A 中的設(shè)備可以訪問 IP 子網(wǎng) B、C 和 D 中 CPU 附近的任何設(shè)備。

保護(hù)自動(dòng)化系統(tǒng)和連接的設(shè)備以防止來自外部的未授權(quán)訪問。

使用*墻分隔 CPU 相關(guān)的 IP 子網(wǎng)和遠(yuǎn)程 IP 子網(wǎng)。例如，使用集成了*墻的 SCALANCE S 安全模塊。
此應(yīng)用示例將介紹如何使用 SCALANCE S602 V3 和 SCALANCE S623 安全模塊保護(hù)帶*墻的自動(dòng)化單元。

啟用/禁用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)

要啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)，請(qǐng)執(zhí)行以下操作：

在 STEP 7 (TIA Portal) 的網(wǎng)絡(luò)視圖中選擇 CPU。

在巡視窗口的 CPU 屬性中，瀏覽至“常規(guī) > **組態(tài) > IP 轉(zhuǎn)發(fā)”(General > Advanced Configuration > IP forwarding)。

在“組態(tài) IPv4 轉(zhuǎn)發(fā)”(Configuration IPv4 Forwarding) 區(qū)域中，選中“為此 PLC 的接口激活 IPv4”(Activate IPv4 for interfaces of this PLC) 復(fù)選框。


圖片: 啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)

結(jié)果：已針對(duì) S7-1500 CPU 的所有接口啟用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)。

通過清除“為此 PLC 的接口啟用 IPv4 轉(zhuǎn)發(fā)”(Enable IPv4 forwarding for interfaces of this PLC) 復(fù)選框來禁用 IP 轉(zhuǎn)發(fā)。

冗余系統(tǒng) S7-1500R/H 的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)

有關(guān)組態(tài) S7-1500R/H 系統(tǒng)的 IP 轉(zhuǎn)發(fā)的信息，請(qǐng)參見《通信功能手冊(cè)》中“與冗余系統(tǒng) S7-1500R/H 的通信”部分。


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