стек+протоколов

управление доступом к каналу
Канальный подуровень, на котором обеспечивается организация прямых логических каналов между равноправными объектами сетевого уровня. На канальном уровне используется стек протоколов, позволяющий согласовать качество услуг, требуемое для каждого подуровня LAC.
[Л.М.Невдяев. Мобильная связь 3-го поколения. Москва, 2000 г.]

Тематики

• мобильная связь

EN

• LAC
• Link Access Control

усреднённые по годам затраты
(напр. на строительство энергетического объекта)
[А.С.Гольдберг. Англо-русский энергетический словарь. 2006 г.]

Тематики

• энергетика в целом

EN

• levelized annual cost
• LAC

шеллак
—
[Я.Н.Лугинский, М.С.Фези-Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо-русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.]

Тематики

• электротехника, основные понятия

EN

• lac
• shellac

управление доступом к каналу
Канальный подуровень, на котором обеспечивается организация прямых логических каналов между равноправными объектами сетевого уровня. На канальном уровне используется стек протоколов, позволяющий согласовать качество услуг, требуемое для каждого подуровня LAC.
[Л.М.Невдяев. Мобильная связь 3-го поколения. Москва, 2000 г.]

Тематики

• мобильная связь

EN

• LAC
• Link Access Control

промышленная сеть верхнего уровня
коммуникационная сеть верхнего уровня
сеть операторского уровня
Сеть верхнего уровня АСУ ТП.
Сеть передачи данных между операторскими станциями, контроллерами и серверами.
[ http://kazanets.narod.ru/NT_PART2.htm]

В данной статье речь пойдет о коммуникационных сетях верхнего уровня, входящих в состав АСУ ТП. Их еще называют сетями операторского уровня, ссылаясь на трехуровневую модель распределенных систем управления.

Сети верхнего уровня служат для передачи данных между контроллерами, серверами и операторскими рабочими станциями. Иногда в состав таких сетей входят дополнительные узлы: центральный сервер архива, сервер промышленных приложений, инженерная станция и т.д. Но это уже опции.

Какие сети используются на верхнем уровне?
В отличие от стандартов полевых шин, здесь особого разнообразия нет. Фактически, большинство сетей верхнего уровня, применяемых в современных АСУ ТП, базируется на стандарте Ethernet (IEEE 802.3) или на его более быстрых вариантах Fast Ethernet и Gigabit Ethernet. При этом, как правило, используется полный стек коммуникационных протоколов TCP/IP. В этом плане сети операторского уровня очень похожи на обычные ЛВС, применяемые в офисных приложениях. Широкое промышленное применение сетей Ethernet обусловлено следующими очевидными моментами:

1.    Промышленные сети верхнего уровня объединяют множество операторских станций и серверов, которые в большинстве случаев представляют собой персональные компьютеры. Стандарт Ethernet отлично подходит для организации подобных ЛВС; для этого необходимо снабдить каждый компьютер лишь сетевым адаптером (NIC, network interface card). Коммуникационные модули Ethernet для промышленных контроллеров просты в изготовлении и легки в конфигурировании. Стоит отметить, что многие современные контроллеры уже имеют встроенные интерфейсы для подключения к сетям Ethernet.

2.   На рынке существует большой выбор недорого коммуникационного оборудования для сетей Ethernet, в том числе специально адаптированного для промышленного применения.

3.   Сети Ethernet обладают большой скоростью передачи данных. Например, стандарт Gigabit Ethernet позволяет передавать данные со скоростью до 1 Gb в секунду при использовании витой пары категории 5. Как будет понятно дальше, большая пропускная способность сети становится чрезвычайно важным моментом для промышленных приложений.

4.   Очень частым требованием является возможность состыковки сети АСУ ТП с локальной сетью завода (или предприятия). Как правило, существующая ЛВС завода базируется на стандарте Ethernet. Использование единого сетевого стандарта позволяет упростить интеграцию АСУ ТП в общую сеть предприятия, что становится особенно ощутимым при реализации и развертывании систем верхнего уровня типа MES (Мanufacturing Еxecution System).

Однако у промышленных сетей верхнего уровня есть своя специфика, обусловленная условиями промышленного применения. Типичными требованиями, предъявляемыми к таким сетям, являются:

1.    Большая пропускная способность и скорость передачи данных. Объем трафика напрямую зависит от многих факторов: количества архивируемых и визуализируемых технологических параметров, количества серверов и операторских станций, используемых прикладных приложений и т.д.

В отличие от полевых сетей жесткого требования детерминированности здесь нет: строго говоря, неважно, сколько времени займет передача сообщения от одного узла к другому – 100 мс или 700 мс (естественно, это не важно, пока находится в разумных пределах). Главное, чтобы сеть в целом могла справляться с общим объемом трафика за определенное время. Наиболее интенсивный трафик идет по участкам сети, соединяющим серверы и операторские станции (клиенты). Это связано с тем, что на операторской станции технологическая информация обновляется в среднем раз в секунду, причем передаваемых технологических параметров может быть несколько тысяч. Но и тут нет жестких временных ограничений: оператор не заметит, если информация будет обновляться, скажем, каждые полторы секунды вместо положенной одной. В то же время если контроллер (с циклом сканирования в 100 мс) столкнется с 500-милисекундной задержкой поступления новых данных от датчика, это может привести к некорректной отработке алгоритмов управления.

2.    Отказоустойчивость. Достигается, как правило, путем резервирования коммуникационного оборудования и линий связи по схеме 2*N так, что в случае выхода из строя коммутатора или обрыва канала, система управления способна в кратчайшие сроки (не более 1-3 с) локализовать место отказа, выполнить автоматическую перестройку топологии и перенаправить трафик на резервные маршруты. Далее мы более подробно остановимся на схемах обеспечения резервирования.

3.    Соответствие сетевого оборудования промышленным условиям эксплуатации. Под этим подразумеваются такие немаловажные технические меры, как: защита сетевого оборудования от пыли и влаги; расширенный температурный диапазон эксплуатации; увеличенный цикл жизни; возможность удобного монтажа на DIN-рейку; низковольтное питание с возможностью резервирования; прочные и износостойкие разъемы и коннекторы. По функционалу промышленное сетевое оборудование практически не отличается от офисных аналогов, однако, ввиду специального исполнения, стоит несколько дороже.
 

Рис. 1. Промышленные коммутаторы SCALANCE X200 производства Siemens (слева) и LM8TX от Phoenix Contact (справа): монтаж на DIN-рейку; питание от 24 VDC (у SCALANCE X200 возможность резервирования питания); поддержка резервированных сетевых топологий.

Говоря о промышленных сетях, построенных на базе технологии Ethernet, часто используют термин Industrial Ethernet, намекая тем самым на их промышленное предназначение. Сейчас ведутся обширные дискуссии о выделении Industrial Ethernet в отдельный промышленный стандарт, однако на данный момент Industrial Ethernet – это лишь перечень технических рекомендации по организации сетей в производственных условиях, и является, строго говоря, неформализованным дополнением к спецификации физического уровня стандарта Ethernet.

Есть и другая точка зрения на то, что такое Industrial Ethernet. Дело в том, что в последнее время разработано множество коммуникационных протоколов, базирующихся на стандарте Ethernet и оптимизированных для передачи критичных ко времени данных. Такие протоколы условно называют протоколами реального времени, имея в виду, что с их помощью можно организовать обмен данными между распределенными приложениями, которые критичны ко времени выполнения и требуют четкой временной синхронизации. Конечная цель – добиться относительной детерминированности при передаче данных. В качестве примера Industrial Ethernet можно привести:

1.    Profinet;
2.    EtherCAT;
3.    Ethernet Powerlink;
4.    Ether/IP.

Эти протоколы в различной степени модифицируют стандартный стек TCP/IP, добавляя в него новые алгоритмы сетевого обмена, диагностические функции, методы самокорректировки и функции синхронизации, оставляя при этом канальный и физический уровни Ethernet неизменными. Это позволяет использовать новые протоколы передачи данных в существующих сетях Ethernet с использованием стандартного коммуникационного оборудования.

Теперь рассмотрим конкретные конфигурации сетей операторского уровня.
На рисунке 2 показана самая простая – базовая конфигурация. Отказ любого коммутатора или обрыв канала связи ( link) ведет к нарушению целостности всей системы. Единичная точка отказа изображена на рисунке красным крестиком.

Рис. 2. Нерезервированная конфигурация сети верхнего уровня

Такая простая конфигурация подходит лишь для систем управления, внедряемых на некритичных участках производства (водоподготовка для каких-нибудь водяных контуров или, например, приемка молока на молочном заводе). Для более ответственных технологических участков такое решение явно неудовлетворительно.

На рисунке 3 показана отказоустойчивая конфигурация с полным резервированием. Каждый канал связи и сетевой компонент резервируется. Обратите внимание, сколько отказов переносит система прежде, чем теряется коммуникация с одной рабочей станцией оператора. Но даже это не выводит систему из строя, так как остается в действии вторая, страхующая рабочая станция.

Рис. 3. Полностью резервированная конфигурация сети верхнего уровня

Резервирование неизбежно ведет к возникновению петлевидных участков сети – замкнутых маршрутов. Стандарт Ethernet, строго говоря, не допускает петлевидных топологий, так как это может привести к зацикливанию пакетов особенно при широковещательной рассылке. Но и из этой ситуации есть выход. Современные коммутаторы, как правило, поддерживают дополнительный прокол Spanning Tree Protocol (STP, IEEE 802.1d), который позволяет создавать петлевидные маршруты в сетях Ethernet. Постоянно анализируя конфигурацию сети, STP автоматически выстраивает древовидную топологию, переводя избыточные коммуникационные линии в резерв. В случае нарушения целостности построенной таким образом сети (обрыв связи, например), STP в считанные секунды включает в работу необходимые резервные линии, восстанавливая древовидную структуры сети. Примечательно то, что этот протокол не требует первичной настройки и работает автоматически. Есть и более мощная разновидность данного протокола Rapid Spanning Tree Protocol (RSTP, IEEE 802.1w), позволяющая снизить время перестройки сети вплоть до нескольких миллисекунд. Протоколы STP и RSTP позволяют создавать произвольное количество избыточных линий связи и являются обязательным функционалом для промышленных коммутаторов, применяемых в резервированных сетях.

На рисунке 4 изображена резервированная конфигурация сети верхнего уровня, содержащая оптоволоконное кольцо для организации связи между контроллерами и серверами. Иногда это кольцо дублируется, что придает системе дополнительную отказоустойчивость.

Рис. 4. Резервированная конфигурация сети на основе оптоволоконного кольца

Мы рассмотрели наиболее типичные схемы построения сетей, применяемых в промышленности. Вместе с тем следует заметить, что универсальных конфигураций сетей попросту не существует: в каждом конкретном случае проектировщик вырабатывает подходящее техническое решение исходя из поставленной задачи и условий применения.

[ http://kazanets.narod.ru/NT_PART2.htm]

Тематики

• автоматизированные системы

Синонимы

• коммуникационная сеть верхнего уровня
• сеть операторского уровня

EN

• terminal bus

протокол TCP/IP
Протокол сетевого и транспортного уровня интегральной сети Internet.
[Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо-русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ. Москва 1993]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• transport control protocol/Internet protocol
• TCP/IP

протокол управления передачей - межсетевой протокол
протокол TCP/IP (пятиуровневый протокол)
—
[Л.Г.Суменко. Англо-русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.]

Тематики

• информационные технологии в целом

Синонимы

• протокол TCP/IP (пятиуровневый протокол)

EN

• transmission control protocol/Internet protocol
• TCP/IP

протокол управления передачей / протокол Интернет
Протокол управления передачей / протокол Интернет, набор протоколов связи, используемых для соединения хостов в сети Интернет. TCP/IP использует несколько протоколов, из которых важнейшие — TCP и IP. TCP/IP встроен в операционную систему UNIX и используется в Internet, являясь стандартом de facto для передачи данных по сети. Сетевые операционные системы, имеющие свои собственные протоколы, напр.NETware, также поддерживают TCP/IP.
[ http://www.dtln.ru/slovar-terminov]

Тематики

• информационные технологии в целом

EN

• TCP/IP
• Transmission Control Protocol / Internet Protocol

протокол управления передачей/протокол Интернета
стек TCP/IP
Сетевые протоколы, обеспечивающие взаимодействие в межсоединенных подсетях (включая Интернет и интранет), состоящих из компьютеров с различной архитектурой и разными операционными системами.
[ http://www.lexikon.ru/sputnik.html]

Тематики

• электросвязь, основные понятия

Синонимы

• стек TCP/IP

EN

• TCP/IP
• Transmission Control Protocol/Internet Protocol

межсетевой преобразователь
Совокупность технических и программных средств, обеспечивающих сопряжение нескольких вычислительных сетей различной архитектуры.
[ ГОСТ 24402-88]

Тематики

• телеобработка данных и вычислительные сети

EN

• gateway

перевалочный пункт
Пункт, в котором осуществляется перевалка груза, направляемого из одного района в другой, с одной транспортной линии на другую
[Упрощение процедур торговли: англо-русский глоссарий терминов (пересмотренное второе издание) НЬЮ-ЙОРК, ЖЕНЕВА, МОСКВА 2011 год]

EN

gateway
A point at which freight moving from one territory to another is interchanged between transportation lines
[Trade Facilitation Terms: An English - Russian Glossary (revised second edition) NEW YORK, GENEVA, MOSCOW 2449]

Тематики

• торговля

EN

• gateway

шлюз
межсетевое сопряжение
Оригинальный термин Интернета, сейчас для обозначения таких устройств используется термин маршрутизатор (router) или более точно маршрутизатор IP. В современном варианте термины "gateway" и "application gateway" используются для обозначения систем, выполняющих преобразование из одного естественного формата в другой. Примером шлюза может служить преобразователь X.400 - RFC 822 electronic mail.
[ http://www.morepc.ru/dict/]

шлюз
Точка в сети, функционирующая в качестве точки входа в другую сеть. Например, в корпоративных сетях сервер, выполняющий функции шлюза, зачастую играет роль прокси-сервера и сервера брандмауэра. Шлюз часто ассоциируется с маршрутизатором, который определяет место направления пакетов данных, поступивших на шлюз, и с коммутатором, который задает путь для проходящих через шлюз данных.
[ http://www.alltso.ru/publ/glossarij_setevoe_videonabljudenie_terminy/1-1-0-34]

Тематики

• информационные технологии в целом

Синонимы

• межсетевое сопряжение

EN

• gateway

шлюз (локальной вычислительной сети)
Устройство, соединяющее локальную вычислительную сеть с другой сетью, использующей другие протоколы взаимосвязи.
Примечание. В качестве другой сети может быть сеть данных общего пользования или какая-то другая сеть.
[ ГОСТ 29099-91]

Тематики

• сети вычислительные

EN

• gateway

шлюз (сети и системы связи)
Устройство для взаимосвязи компьютерных сетей, которое поддерживает полный стек релевантных протоколов и может преобразовать их в протокол, отличающийся от семиуровневой модели, для асинхронной передачи по глобальной сети.
[ ГОСТ Р 54325-2011 (IEC/TS 61850-2:2003)]

EN

gateway
network interconnection device that supports the full stack of the relevant protocol which it can convert to a non 7 layer protocol for asynchronous transmission over wide area networks
[IEC 61850-2, ed. 1.0 (2003-08)]

Тематики

• релейная защита

EN

• gateway

88. Межсетевой преобразователь

Gateway

Совокупность технических и программных средств, обеспечивающих сопряжение нескольких вычислительных сетей различной архитектуры

Источник: ГОСТ 24402-88: Телеобработка данных и вычислительные сети. Термины и определения оригинал документа