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Mit Netzwerkmanagement-Software stets den Überblick behalten

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Die industriellen Ethernet-Netzwerke stehen ihren Pendants in der IT-Welt in puncto Komplexität kaum noch nach. Moderne OT-Netze werden mittlerweile nicht mehr als flache Netzwerke aufgebaut, sondern in unterschiedliche redundante Segmente aufgeteilt, die über Router und Firewalls miteinander verbunden sind. Neben verschiedenen Vorteilen bringt eine solch verschachtelte Struktur Herausforderungen sowohl bei der Konfiguration als auch der Diagnose mit sich.

Steigt die Komplexität, wird es immer wichtiger, einen guten Überblick über die Netzwerktopologie und die Geräteparameter der Infrastrukturkomponenten zu behalten, um die Qualität des industriellen Netzes sicherstellen zu können. Einen ersten wesentlichen Schritt bildet hier der Einsatz von Managed Switches, die spezielle Funktionen wie Redundanz oder eine Segmentierung durch virtuelle LANs ermöglichen sowie die benötigten Diagnoseinformationen liefern. Diese Informationen müssen dann an einer zentralen Stelle gesammelt und aufbereitet werden. Zu diesem Zweck lässt sich der FL Network Manager von Phoenix Contact nutzen. Die Software unterstützt den Anwender während der kompletten Inbetriebnahme und Gerätediagnose.

Detaillierte Überwachung der Vergabe von IP-Parametern

Zur Konfiguration von Managed Switches muss zunächst eine individuelle IP-Adresse vergeben werden. Der Network Manager stellt hierfür unterschiedliche Server zur Verfügung. Dazu zählen ein BootP-/DHCP-Server sowie ein DCP-Server für Profinet-Geräte. Über die einzelnen Server kann jedes im Netzwerk installierte Gerät mit IP-Parametern – wie der IP-Adresse, Subnetzmaske oder Gateway-Adresse – versorgt werden. Dieser Prozess lässt sich im Logging des Network Managers detailliert überwachen. Sobald alle Komponenten eine IP-Adresse erhalten haben, können sie in das Projekt aufgenommen werden. Das erlaubt es, die projektierten Parameter ebenso übersichtlich darzustellen wie die Online-Parameter. Darüber hinaus zeigt die Software Abweichungen zwischen beiden Parametertypen an. So ist für den Anwender mit wenigen Klicks ersichtlich, ob ein Konfigurationsunterschied vorliegt.

Nach der Integration in das Projekt sollten sämtliche Komponenten auf einen einheitlichen aktuellen Firmware-Stand gebracht werden. Auf diese Weise verhalten sich die Geräte gleich. Zudem werden die in älteren Firmware-Ständen aufgetretenen Fehler eliminiert. Der FL Network Manager visualisiert daher die derzeitige Firmware-Version der einzelnen Komponenten und bietet mit der Funktion „Multi-Device-Firmware-Update“ eine einfache Möglichkeit, die Firmware verschiedener Geräte parallel von einer zentralen Stelle aus zu aktualisieren. Dabei achtet die Software darauf, dass keine Komponente auf den neuesten Stand überführt wird, solange die an sie angeschlossenen Geräte noch die neue Firmware herunterladen. Erst wenn alle für das Firmware-Update ausgewählten Komponenten einen erfolgreichen Firmware-Transfer zurückgemeldet haben, wird die Firmware in den Geräten aktiviert.

Schnelle Geräteeinstellung mit der Multi-Device-Konfiguration

Anschließend können die Komponenten individuell konfiguriert werden. Zu diesem Zweck lassen sich je nach Gerätetyp entweder das Webinterface, SNMP (Simple Network Management Protocol) oder CLI (Command-Line Interface) verwenden. Über die genannten Schnittstellen ist allerdings nur die Konfiguration einzelner Geräte möglich. Das erweist sich insbesondere in größeren Netzwerken als mühselig und fehleranfällig. Deutlich einfacher, sicherer und schneller kann der Anwender den Vorgang mit dem FL Network Manager umsetzen. Die Software erlaubt die gleichzeitige Einstellung der spezifischen Parameter – wie der Redundanzaktivierung – für zahlreiche Komponenten. Dazu steht eine sogenannte „Clone-Funktion“ zur Verfügung, mit der Konfigurationsparameter auf andere Geräte vererbt werden. Aufgrund der Multi-Device-Konfiguration lässt sich das Projekt also zeitsparend und übersichtlicher konfigurieren, als wenn jeder Switch separat parametriert wird. Durch die Vererbung sinkt ferner das Risiko einer Fehlkonfiguration erheblich, da ein Parameter lediglich ein einziges Mal manuell eingetragen werden muss.

Wiederkehrende Anwendung auf SNMP-fähigen Switches

Für Anwender – beispielsweise Maschinenbauer –, die Switches immer wieder gleich parametrieren, empfiehlt sich eine weitere Konfigurations-Alternative des FL Network Managers: das SNMP-Scripting. Mit dieser Funktion lassen sich auf SNMP basierende Objekte parametrieren. Sie können dann wiederkehrend auf beliebig viele Switches angewendet werden. Der Maschinenbauer generiert somit ein Skript für eine Applikation, das bei jedem erneuten Aufbau der Anwendung für deren Konfiguration genutzt wird, anstatt einzelne Parameter in den Komponenten einzustellen. Das beschriebene Szenario funktioniert für sämtliche SNMP-fähigen Komponenten und eignet sich folglich ebenfalls für Third-Party-Geräte. Beim SNMP-Scripting handelt es sich um eine einfache, an die IEC 61131 angelehnte Programmiersprache, sodass sich Automatisierer schnell einarbeiten können. Um den Einstieg zusätzlich zu erleichtern, stehen im FL Network Manager für alle Befehle Templates und Beispiele bereit.

Das SNMP-Scripting bietet jedoch weitere Optionen wie eine detaillierte Gerätediagnose, denn es lassen sich nicht nur SNMP-Parameter schreiben, sondern auch lesen. Der Anwender kann also ein Diagnose-Script erstellen, indem die für seine Applikation wichtigen Netzwerkparameter ausgelesen werden. Der FL Network Manager zeigt die Daten anschließend übersichtlich für jede Komponente an. Sie können außerdem zu Dokumentationszwecken exportiert und gespeichert werden.

Grafische Darstellung der Redundanzsysteme

Nach der Konfiguration lassen sich die Einstellungen für sämtliche ausgewählten Geräte mit wenigen Klicks sichern. Den dazu erforderlichen TFTP-Server (Trivial File Transfer Protocol) bringt der FL Network Manager gleich mit. Im Fall einer Fehlkonfiguration kann die Sicherung dann wieder in die Switches zurückgespielt werden. Um das Netzwerk nach der Inbetriebnahme zu überprüfen, umfasst der FL Network Manager eine statische grafische Topologie-Darstellung. Sie visualisiert die Netzwerkstruktur sowie alle angeschlossenen Endkomponenten.

Die notwendigen Geräteinformationen werden beim Gerätescan mit eingelesen, sodass die Topologie kurzfristig verfügbar ist, wenn sie benötigt wird. Die Topologie fokussiert sich auf das Anzeigen der Redundanzsysteme. Hierfür kann der Anwender in der grafischen Netzwerkübersicht verschiedene Ansichten wählen, damit er genaue Informationen zu den einzelnen Redundanzsystemen erhält. Neben den redundanten Strecken werden ihm zum Beispiel die RSTP-Portzustände (Rapid Spanning Tree Protocol) für sämtliche an dem Protokoll teilnehmenden Komponenten dargestellt. Nach der Inbetriebnahme-Phase des Netzwerks lässt sich die Topologie exportieren und zu Dokumentationszwecken ausdrucken.

Umfassende Unterstützung in allen Projektphasen

Von der Vergabe von Geräteadressen bis zur Kontrolle der Topologie und Dokumentation als letztem Schritt der Inbetriebnahme unterstützt der FL Network Manager in allen Projektphasen. Die Software umfasst somit alle erforderlichen Funktionen, um ein Ethernet-Netzwerk, in dem Produkte von Phoenix Contact zum Einsatz kommen, einfach, fehlerfrei und schnell in Betrieb zu nehmen.


Managed Switches

Vielfältiges Portfolio

Die neue Produktfamilie FL Switch 2000 bietet für jedes Netzwerk eine variantenreiche Auswahl. Neben 8- und 16-Port-Geräten, die jeweils mit einer Übertragungsrate von
100 MBit und 1 GB zur Verfügung stehen, gibt es spezielle Varianten für NAT (Network Address Translation) und Profinet. Eine kostengünstige Ausprägung für den Maschinenbau mit einem besonders auf die Branche angepassten Funktionsumfang wird durch eine Standardversion mit weitem Temperaturbereich und verschiedenen Zulassungen ergänzt. Aufgrund der freien Einteilung der Ports in LAN- und WAN-Bereiche erweisen sich die NAT-Varianten als sehr flexibel. Sie unterstützen
sowohl LAN- als auch WAN-seitig Redundanz- protokolle. Die Profinet-Varianten sind ebenfalls als 8- und 16-Port-Switches erhältlich.


Christian Holste, Product Marketing Network Technology, Phoenix Contact Electronics GmbH, Bad Pyrmont


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