Layer 2 (Warstwa 2) czy Layer 3 (Warstwa 3)? Klucz do optymalizacji i bezpieczeństwa sieci przemysłowych OT.

W świecie systemów OT (Operational Technology) jedno jest pewne: bezpieczeństwo i niezawodność sieci mają krytyczne znaczenie. Każda decyzja, od wyboru sprzętu po konfigurację połączeń, ma wpływ na ochronę kluczowej infrastruktury. Wybór odpowiedniego typu połączenia – Layer 2 (bridged) czy Layer 3 (routed) – nie jest tylko technicznym szczegółem. To strategiczna decyzja, która wpływa na bezpieczeństwo i wydajność systemu.

Warstwy modelu OSI: Fundament zrozumienia Layer 2 i Layer 3

Aby w pełni zrozumieć różnice między Layer 2 i Layer 3, musimy cofnąć się do podstaw modelu OSI (Open Systems Interconnection).

• Layer 2 (warstwa łącza danych): Odpowiada za przesyłanie danych między urządzeniami w ramach tej samej sieci LAN. Korzysta z adresów MAC, co umożliwia bezpośrednią komunikację między urządzeniami.
• Layer 3 (warstwa sieciowa): Umożliwia przesyłanie danych między różnymi sieciami, wykorzystując adresy IP. Dzięki routingowi zapewnia większą elastyczność i możliwość skalowania sieci.

W sieciach przemysłowych OT, gdzie często łączymy urządzenia w odległych lokalizacjach, obie te warstwy odgrywają kluczową rolę.

Layer 2 (warstwa 2) – Elastyczność i prostota

Połączenia Layer 2 działają jak wirtualny przedłużacz kabla Ethernet. Tworzą wirtualny interfejs sieciowy, który pozwala urządzeniom w odległych lokalizacjach funkcjonować tak, jakby były w jednej sieci LAN.

Zastosowania Layer 2 w OT:

• Obsługa protokołów innych niż IP: Profinet czy Modbus korzystają z mechanizmów Layer 2, co czyni tę warstwę niezbędną w automatyce przemysłowej.
• Transmisje broadcast i multicast: Kluczowe w przypadku urządzeń wymagających wykrywania w sieci (np. kamery IP czy czujniki).
• Bezpośrednie połączenia: Dla aplikacji, które wymagają widoczności urządzeń na poziomie adresów MAC.

Jak skonfigurować warstwę 2 połączenia (Layer 2) w routerach Tosibox np. do zdalnego dostępu ze sterownikami PLC Siemens lub sterownikami PLC innych producentów?

Layer 3 (warstwa 3) – Skalowalność i kontrola

Połączenia Layer 3 umożliwiają routing danych między różnymi sieciami. Działają w oparciu o protokoły IP i oferują bardziej wydajne zarządzanie ruchem sieciowym.

Zalety Layer 3 w OT:

• Skalowalność: Idealne do dużych infrastruktur z wieloma lokalizacjami.
• Eliminacja konfliktów adresów IP: Dzięki funkcji NAT (Network Address Translation), możliwe jest łączenie urządzeń z nakładającymi się zakresami IP.
• Efektywność transmisji: Warstwa 3 eliminuje problemy związaną z dynamiczną konfiguracją DHCP.

Strategia wyboru: Layer 2 czy Layer 3?

Wybór między Layer 2 a Layer 3 zależy od specyficznych potrzeb systemu OT.

• Wybierz Layer 2, jeśli:
• Korzystasz z protokołów opartych na Ethernet, ale niezależnych od IP.
• Wymagasz funkcji broadcast lub multicast.
• Chcesz zapewnić pełną widoczność urządzeń w zdalnej sieci.
• Wybierz Layer 3, jeśli:
• Twój system wymaga połączeń między wieloma lokalizacjami.
• Chcesz minimalizować konflikty adresów IP i zwiększyć efektywność routingu.
• Liczy się dla Ciebie skalowalność i wydajność.

Bezpieczeństwo w sieciach OT

Bez względu na wybór warstwy, najważniejszym elementem pozostaje bezpieczeństwo. Każde połączenie musi być chronione, zarówno przed zagrożeniami zewnętrznymi, jak i wewnętrznymi. Technologie, takie jak Tosibox, oferują nie tylko elastyczne połączenia Layer 2 i Layer 3, ale także wbudowane mechanizmy bezpieczeństwa, takie jak szyfrowanie AES-256 czy wzajemna autoryzacja urządzeń.

Podsumowanie

Sieci OT to krwiobieg nowoczesnej infrastruktury przemysłowej. Wybór między Layer 2 a Layer 3 to decyzja, która powinna być podejmowana świadomie, z pełnym zrozumieniem potrzeb systemu i jego zagrożeń.