TIỂU LUẬN HỆ THỐNG THÔNG TIN CÔNG NGHIỆP ĐỀ TÀI : LONWORK TM OVER IP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

VIỆN ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

TIỂU LUẬN HỆ THỐNG THÔNG TIN
CÔNG NGHIỆP
ĐỀ TÀI : LONWORKTM OVER IP

Giảng viên hướng dẫn
Học viên cao học
Lớp

: PGS.TS NGUYỄN VĂN KHANG
: ĐỖ XUÂN PHONG
THÂN VĂN TRƯỜNG
VÕ ANH TUẤN
: KTTT1B
Hà Nội


Mục lục
1. Đóng gói.........................................................................................................................9
2. Sắp xếp gói...................................................................................................................11
3.Tập hợp gói dữ liệu.......................................................................................................12
4. Tách gói Stale (Stale Packet Detetion).........................................................................13
5. Định tuyến gói dữ liệu EIA-852...................................................................................14
Tài liệu tham khảo................................................................................................................26

Phân công làm tiểu luận:
Đỗ Xuân Phong: Phần I, II và III.
Thân Văn Trường: Phần IV và V.

Võ Anh Tuấn: Phần VI, VII và VIII.

I. Giới thiệu và tổng quan
- Mạng điều khiển được biết đến như hệ thống fieldbus nổi lên 1 cách nhanh
chóng trong những năm 1990. Trước đó mạng điều khiển được thiết kế để sử dụng
trong các hệ thống kín, trao đổi gói dữ liệu trong các kênh mạng dành riêng. Những
kênh đó bao gồm twisted pair media, mạng liên kết qua hệ thống truyền tải điện,
không dây, truyền thông hồng ngoại. Các kênh dành riêng có nhiều hay ít các đặc
tính cho tốc độ lỗi bit, sự lan truyền trễ, thời gian trễ trung bình và cực đại, chúng
đảm bảo cho sự duy trì thứ tự gói trong mạng.


- Với sự bùng nổ của Internet trong những năm cuối của thập kỉ 90, yêu cầu
đặt ra cho việc mở rộng các mạng điều khiển không chỉ là các đoạn kết nối giữa các
khu vực nhỏ lân cận mà phải bao phủ được toàn bộ mạng mở rộng ra các thành phố,
các quốc gia. Trong các tòa nhà tự động, bộ phận điều khiển muốn kết nối các bộ
phận khác với trung tâm được thiết kế để giám sát, đăng nhập, cảnh báo, và bảo
dưỡng từ xa.

Hình 1. Lớp phần mềm ANSI/EIA-852 giải quyết giới hạn của các dịch vụ
truyền IP từ giao thức mạng điều khiển stack và đóng gói gói dữ liệu mạng điều
khiển vào trong gói IP
- Điều này nghĩa là các kĩ sư phải thiết kế lại các topo mạng sử dụng các giao
thức sao cho chúng có thể làm việc trong mạng các mạng lớn hoặc sử dụng cơng
nghệ có sẵn như dịch vụ IP trong mạng Internet để truyền các gói dữ liệu của mạng
điều khiển. Tất nhiên, ở đây vẫn có sự hạn chế về thời gian trễ tối đa, thứ tự gói,
mất gói, tất cả các đặc tính đó được dễ đang điều trên các kênh mạng riêng lẻ nhưng
lại có thể nhiều hay ít sự khơng xác định trong mạng IP.
- Đối với các kĩ sư, ở đây có sự thách thức trong việc sống chung với sự hạn
chế của giao thức mạng và thêm vào 1 lớp phần mềm giữ dịch vụ IP và giao thức

của mạng điều khiển để che đi những giới hạn của dịch vụ truyền IP từ tầng cao hơn


của giao thức mạng điều khiển. Hình 1 thể hiện kiến trúc phần mềm cho nốt
fieldbus đặc trưng kết nối tới kênh riêng của mạng ở bên trái và nếu nó sử dụng
dịch vụ truyền IP ở phía bên phải. Có thể thấy bộ phận phần mềm được gọi là
ANSI/EIA-852, được đặt giữa cụm giao thức của mạng điều khiển và TCP/UDP IP
cho giao diện socket, giấu đi sự giới hạn của dịch vụ IP trong cụm giao thức của
mạng điều khiển nhưng cũng đóng gói các gói dữ liệu của mạng điều khiển thành
các gói IP khi truyền 1 gói và mở gói tin của mạng điều khiển từ gói tin IP khi nhận
được gói. Trong chương này, chúng ta tập trung vàp ANSI/EIA-709 giao thức của
mạng điều khiển nhưng kĩ năng được mô tả ở đây cũng được sử dụng cho EIA-600
và các giao thức khác của mạng điều khiển.

II. Chuẩn EIA-852
- Chuẩn EIA-852 [8] được tạo ra nhằm đảm bảo sự điều khiển được của các
phần tử bên trong mạng điều khiển (CN), những phần tử được kết nối với nhau
thông qua mạng IP sử dụng 1 giao thức riêng của mạng điều khiển. Ý tưởng cơ bản
là sự trao đổi các gói tin của CN thơng qua mạng IP bằng cách đóng gói chúng vào
các gói tin IP. Kỹ năng này được biết đến như kĩ thuật đường hầm. Trong EIA-852,
khơng có tầng ứng dụng gần như được đạt tới, bằng cách sử dụng các gateways.
Việc đạt tới sự đường hầm hóa có ích trong các hệ thống nơi mà số lượng các thiết
bị của mạng CN kết nối và sử dụng thuần mạng IP như 1 phương thức trung gian
khác.
- Một thiết kế tiêu chuẩn lớn hơn của EIA-852 là phù hợp đủ cho việc ứng
dụng nó vào các mạng CN khác. Ngày nay, việc sử dụng cho EIA-709 (Lonworks)
và EIA-600 (CEBus) được vạch rõ. Trên thị trường hiện nay hầu hết đều sử dụng
LonWorks-base. Vì vậy khi mơ tả chuẩn của nó chúng ra sẽ tập trung vào EIA-709.
Các phần tử của mạng được chỉ ra trong chuẩn EIA-852 là các thiết bị của CN. Các
thiết bị CN (control network) là hệ thống máy tính được trang bị với TCP/IP, phầm

mềm EIA-852, và cụm giao thức Lonworks. 1 số phần tử của mạng CN được kết
nối thông qua mạng IP nơi mà chúng được định dạng như 1 mạng logic (kênh IP).
Chức năng của kênh IP trong Lonworks là kênh kết nối và các phần tử của CN trao


đổi dữ liệu thông qua kênh IP. Các phần tử của CN kết nói bằng kênh IP được gọi là
các kênh thành viên.
- Có thể tồn tại nhiều hơn 1 kênh IP trong cùng 1 mạng IP. Mặc dù các phần
tử của CN được kết nối tới cùng 1 mạng vật lí (Ethernet), kênh IP vẫn được cách li
hồn tồn với miền Lonworks.
- Các phần tử của CN có thể có nhiều chức năng. Tùy vào chức năng chính
của chúng , chuẩn EIA-852 chia các phần của CN thành các dạng sau:
- CN nốt: Chúng có tác dụng duy nhất như 1 các nốt trong việc phân phối các
ứng dụng điều khiển và các thành viên của 1 kênh IP.
- CN/IP routers: Chúng kết nối 1 kênh Lonworks với 1 kênh IP. Những thiết
bị này có trên thị trường như các chuẩn Lonwork/Ip routers hoặc EIA-852 routers,
Ví dụ nhưng L-IP cung cấp bởi LOYTEC hoặc i.LON 1000 bởi Echelon Corp.
- IP/IP routers: Các thiết bị này được sử dụng để kết nối 2 kênh IP. Thiết bị
này hiện nay ít còn xuất hiện trên thị trường.
- CN proxies: là các node thực hiện kết nối giữa các miền giao cắt.
- EIA-852 đánh địa chỉ theo các dạng địa chỉ. Trước tiên là địa chỉ IP liên
quan tới mỗi phần tử của CN trong kênh. Thứ 2 là địa chỉ logic của các phần tử CN
phụ thuộc vào không gian địa chỉ của LonWorks. ID duy nhât được gán cho
LonWorks node hoặc gọi là Neuron ID, chức năng như là 1 địa chỉ duy nhât của
phần cứng. Mỗi thành phần của CN được truy nhập bởi ID duy nhất đó. Địa chỉ
logic mạng bao gồm subnet/node (S/N), đó là nơi mà các kênh riêng biệt được ấn
định số subnet và thành phần CN trên địa chỉ node thuộc kênh đó. Subnets không
thống nhất qua các kênh khác nhau, nếu CN routers được sử dụng để cấu hình
LonWork routers. Địa chỉ nhóm được định nghĩa như là số của node với vẻ ngồi là
địa chỉ mạng con. Thơng thường, các nhóm có thể được thống nhất khi qua các

kênh khác nhau. Cuối cùng địa chỉ logic có tính địa phương đối với 1 miền.
- Cơ cấu trong chuẩn EIA-852 được thiết kế để đảm bảo cho các đặc điểm
của các giao thức riêng biệt trong CN, Đó là cái tách chúng ra khỏi các giao thức
đơn thuần được ứng dụng trong IP như Email, truy cập Web, hay các dịng thơng
tin đa phương tiện. Các đặc điểm quan trọng của của lưu lượng mạng điều khiển là:
- Lưu lượng thấp.


- Kích thước gói nhỏ
- Sự nhạy cảm hơn với việc mất gói và trễ.
- Lưu lượng thấp sẽ cho phép các phần tử của CN thực hiện đếm nhiều hơn
đối với mỗi gói, kích thước của gói nhỏ sẽ có ý nghĩa lớn trong q trình giải mã
hóa. Sự liên quan của mất gói và trễ trong mạng IP được thể hiện trong 2 vấn đề của
hệ thống EIA-852:
- Chức năng điều khiển được thiết kế với thông số định thời là điều khác với
các kênh CN. Điều này ảnh hưởng mềm đến các đặc tính thời gian thực và vài ứng
dụng. Nó rất quan trọng để nhận biết đặc tính bất biến về mặt thời gian trong các
ứng dụng và xác định xem các ứng dụng có bị hỏng khi chạy trên kênh IP hay
khơng.
- Khả năng dị tìm các miền chức năng được định nghĩa trong chuẩn EIA-852
nhằm thực hiện giao thức đường hầm trong CN thông qua cơ sở là mạng IP có thể
được tổng kết theo các bước sau:
- Đảm bảo tính chính xác và tính khả thi của việc kết nơi dữ liệu: các
gói CN phải được đóng gói và mở gói, thứ tự gói phải được đảm bảo, gói đầu tiên
phải nhỏ nhất, sự đúng lúc phải được kiểm tra và chọn lựa đo đạc bảo vệ cần được
sử dụng.
- Định tuyến trong CN phải đảm bảo tính đúng đắn trong mạng IP:
Chuẩn EIA 852 chỉ ra 2 cách để chọn lựa các thiết bị đầu cuối của CN, sử dụng
chức năng đa quảng bá của IP hoặc là sử dụng tính năng lựa chọn chuyển tiếp.
- Quản lí các thành viên của kênh IP: Điều này bao gồm việc cấu hình

cho các thiết bị của CN, phân bố thông tin giữa các thiết bị CN, thực hiện điều
khiển truy cập trên kênh IP, và thống kê tìm kiếm thơng tin.

III. Các thành phần của hệ thống
- Việc ấn định địa chỉ vật lí cho các nốt trong mạng được rõ ràng như trong
giao thức mạng điều khiển, các nốt mạng phải được ấn định 1 địa chỉ IP. Các nốt
mạng IP cơ cở ngày nay được ấn đinh 1 địa chỉ CN logic và 1 địa chỉ IP. Theo yêu
cầu để cho 1 nốt truyền gói dữ liệu đến 1 nốt khác trong mạng, nó khơng chỉ biết
địa chỉ CN mà cịn phải biết địa chỉ IP của nốt đích. Sau đây là 1 ví dụ điển hình


trong việc yêu cầu phải điều khiển mối quan hệ giữa địa chỉ CN và địa chỉ IP cho
kênh logic IP. Kênh logic IP được gọi là CN qua IP hay kênh IP ngắn và trường hợp
này nó điều khiển thông tin địa chỉ cho kênh IP được gọi là sự cấu hình chủ hay CS
ngắn. Hình 2, hình thái bên ngoài của các thành phần của hệ thống yêu cầu cài đặt
và quản lí 1 kênh IP. Mạng ở hình 2 được chia thành 2 phần và bao gồm 2 mạng
EIA-709 truyền thống với 2 mạng con được đánh số là 2 và 3, 1 nhánh kênh IP mới
gồm 4 thiết bị IP khách hàng và cấu hình nốt CS chủ. 2 bộ phận bên cạnh 4 thiết bị
IP khách nhưng các router giữa các kênh EIA-709 truyền thống và kênh IP-852. Ví
dụ rằng nốt mạng với địa chỉ là SN 1/1 trong kênh IP-852 muốn gửi 1 gói dữ liệu
đến nốt mạng với địa chỉ nốt là 1/2. Nó phải biết địa chỉ IP 192.168.1.102. thơng tin
này được bảo quản trong cấu hình của CS chủ lưu trữ ở nốt IP 192.168.1.105 và
phân bố cho tất cả các nốt trong kênh IP-852 thông qua việc khởi tạo hệ thống. Từ
lúc đó , nốt 1/1 biết mối quan hệ giữa địa chỉ S/N và địa chỉ IP cho mỗi nốt trong
kênh IP-852. Trong ví dụ này , nốt 1/1 sẽ phát ra 1 gói UDP, nó được gửi đến nối
1/2 ở địa chỉ IP 192.168.1.102. Nếu gói này được gửi bởi một dịnh vụ đã được nhận
biết, sau đó nốt 1/2 sẽ gửi gói đã được xác xác này tới nốt 1/1 ở địa chỉ
192.168.1.101 giống như nó được thực hiện trong kênh EIA-709 truyền thống trừ
khi nốt 1/2 phải biết rằng gói đó phải được đánh địa chỉ là địa chỉ IP của nốt 1/1, đó
là 192.168.1.101. Theo tổng kết ở trên, tất cả các nốt tham gia kênh IP phải gửi gói

tin định tuyến tới cấu hình CS chủ, điều này định ra mối quan hệ giữa giao thức địa
chỉ CN và địa chỉ IP. Những thông tin này sẽ thay đổi cho mỗi nốt khách trong kênh
IP, nốt khách phải khởi tạo 1 gói tin định tuyến kênh mới và gửi nó đến CS chủ, CS
chủ sẽ phân bố thông tin mới tới tất cả các thành viên khách của kênh IP.
- Thiết bị CN router là cầu nối giữa mạng EIA-709 truyền thống và các kênh
IP như được thể hiện trong hình 2. Nếu ví dụ nốt 1 trong mạng con 2 muốn gửi 1 tin
đến nốt 1 trong mạng con 3, sau đó router với địa chỉ 192.168.1.103 chuyển tiếp gói
tin đến router có địa chỉ 192.168.1.104. router này sẽ chuyển tiếp gói tin tới đích là
nốt 1 ở mạng con số 3. 1 điều có thể nhận ra là ở đây cũng có kênh IP trong phần
kết nối giữa nốt 1 trong mạng con 2 và nốt 1 trong mạng con số 3. Nốt nguồn 1
trong mạng con 2 thậm chỉ không nhận ra kênh IP kết nối giữa nốt nguồn và đích.


Như kết quả trên, hiện tại có thể dễ dàng kết nỗi giữa các mạng điều khiển khác
nhau với kênh IP cho dù là Intranets hay Internet.

Hình 2: Thành phần của hệ thống cho 1 kênh IP bao gồm kênh IP, cấu hình nốt CS
chủ và nốt CS khách
- Kênh IP có thể được xây dựng dựa trên các phần trung gian khác nhau của
mạng mà chúng cùng sử dụng dịch vụ IP. Hầu hết, các mạng Ethernet 10baseT hay
100baseT đều sử dụng kênh IP nhưng nổi trội lên là công nghệ không dây như
802.11b hay 802.11a và Bluetooth, POTS và đường ISDN, mạng có dây, và

cáp

quang được sử dụng. Điều này giúp cho các giao thức CN đã có sẵn có những khu
vực áp dụng mới mà khơng thể thỏa mãn được bằng công nghệ truyền thống.

IV. Truyền dữ liệu
Thiết bị CN truyền gói dữ liệu trên kênh IP. Ln có nguồn và đích của gói

dữ liệu CN. Sau đây, chúng ta sẽ đề cập tới thiết bị CN nguồn gọi là bộ phát và
thiết bị CN đích gọi là bộ thu. Bộ thu và phát chỉ liên quan đến nhau khi một gói giữ
liệu hoặc một chuỗi gói dữ liệu cùng hướng. Nói chung, mỗi thiết bị CN hoạt động
như bộ thu và bộ phát trên kênh IP trong cùng thời gian.
Các Node CN là nguồn và đích của dữ liệu CN. Các router CN/IP là thiết bị
trung gian giữa nguồn và đích. Hình 3 biểu diễn khối chức năng trong bộ thu và
phát. Khi một gói dữ liệu được phát tại node CN hoặc truyền trên kênh IP bới router


CN/IP, bộ phát đóng gói gói CN vào gói dữ liệu EIA-852, thêm số thứ tự, nhãn thời
gian, định tuyến gói EIA-852 tới kênh tương ứng, cuối cùng tập hợp các gói trước
khi truyền trên kênh truyền. Ngược lại, bộ thu tách các gói được tập hợp, cho các
gói qua bộ stale filter, bộ sequencer và mở gói CN. Chi tiết sẽ được trình bày ở các
phần sau.

Hình 3. Các khối chức năng trong truyền dữ liệu EIA-852 : bộ thu và bộ phát.

1. Đóng gói
Chức năng đóng các gói EIA-709 trong gói dữ liệu EIA-852 được gọi là sự
đóng gói. Các gói EIA-709 được đóng gói trong khung UDP và định tuyến tới thiết
bị CN tương ứng trên kênh IP. EIA-852 sự dụng cổng định trước 1628 để truyền
EIA-852 trên thiết bị CN. Server cấu hình sử dụng cổng 1629. Có thể kết hợp một
server cấu hình và một thiết bị CN trên cùng hệ thống.
Lựa chọn truyền UDP trên TCP có vài ưu điểm. Đầu tiên, do đặc điểm truyền
tin LonWorks không kết nối, không cần thiết phải quản lý thiết lập kết nối trong
TCP. TCP đảm bảo quá trình truyền lại. Do yêu cầu về thời gian thực của ứng dụng,
quá trình truyền lại sẽ bị nhỡ deadline. Thứ 3, giao thức LonWorks triển khai sơ đồ
truyền lại của chính nó khi cần thiết.
Hình 4 biểu diễn định dạng gói LonWork. Các bít đầu và code violation sau
CRC được sử dụng cho bus arbitration và đánh dấu kết thúc kênh EIA709. Khung

dữ liệu bắt đầu với trường điều khiển và bao gồm thơng tin CRC. Hình 5 biểu diễn
định dạng đóng gói header, nó là tải của khung UDP. Trường dữ liệu trong gói EIA852 được xác đinh theo thứ tự mạng. Độ dài gói dữ liệu là độ dài gói EIA-852 gồm
2bytes. Số version là 1. Loại gói chỉ ra tải EIA-852 như thế nào sau khi header
được thông dich.


Hình 4. Định dạng khung EIA-709

Hình 5. Định dạng header chung của EIA-852

Gói dữ liệu EIA-852 mà đóng gói khung CN là loại 0x01. Các loại gói được
biểu diễn trên bảng 1. Kích thước header được mở rộng có thể được sử dụng để
thêm các trường vào header. Nó chiếm khoảng 4bytes để đảm bảo header luôn là
bội của 4bytes. Cờ giao thức được xác định, giao thức CN được tunnel. Ví dụ 0x00
cho LonWorks. Vendor code cho phép người triển khai gồm cả phần venderspecific extensions của họ. Và có thể truyền theo chuẩn tin tức EIA-852. Sesion IP
32bit mà thiết bị CN giữ ngẫu nhiên. Sau khi thiết bị CN reboot hoặc reset thì
session ID phải khác với ID trước đó. Trường số thứ tự có giá trị với gói dữ liệu
EIA-852 và được sử dụng để tách gói ra khỏi chuỗi. Ngồi ra, nhãn thời gian được
sử dụng cho các tin nhắn dữ liệu EIA-852 và có giá trị 1 ms. Dó đó, nó được wrap
quanh 49 ngày.


Bảng 1 Các loại gói ETA-852

2. Sắp xếp gói
Sắp xếp gói trong EIA-852 dựa vào số thứ tự và session ID, cả hai đều nằm
trong phần header của EIA-852. Bộ phát EIA-852 nhớ số thứ tự/ session ID cho
từng thiết bị CN phát. Nếu gói dữ liệu EIA-852 từ nguồn cung cấp được nhận cùng
session ID thì các gói dữ liệu theo trật tự, số thứ tự của chúng tăng. Nếu gói dữ liệu
được sắp xếp lại hoặc mất trên mạng thì sẽ xuất hiện các khoảng gap trong số thứ

tự. Bộ thu có hai lựa chọn: (i) tiếp tục và bỏ gói dữ liệu bị trễ hoặc (ii) đợi những
gói bị trễ.
Nếu bộ thu đợi gói dữ liệu bị trễ, nó phải giữ gói dữ liệu sau một gap trong
escrow cho đến thời gian giới hạn đã được định trước (ETO). Nếu gói trễ đến trước
thời gian timeout, gói dữ liệu sẽ được truyền theo trật tự đúng. Nếu gói dữ liệu trễ
khơng đến đúng giờ, nó sẽ bị hủy. Nếu khơng có escrowing, tất cả các gói dữ liệu
không theo trật tự sẽ bị hủy ngay lập tức. Đó có thể là nguyên nhân gói dữ liệu bị


mất khơng cần thiết trên kênh IP, nơi mà gói dữ liệu có thể được sắp xếp lại trong
khoảng thời gian nhỏ.
Nếu session ID thay đổi, bộ thu phải giả thiết nguồn có thể bị reset và nó
chấp nhận gói đầu tiên có session ID mới theo trật tự, xóa bỏ số thứ tự từ session
trước. Đây là một lựa chọn thiết kế của EIA-852 và có thể gây ra những vấn đề về
tấn công lại.
ETO là thông số thiết bị CN triển khai nhiều nhất. Hằng số thời gian này
phải được xem xét khi thiết kế một ứng dụng điều khiển. Nó ln ln cân bằng
giữa việc mất gói dữ liệu sắp xếp lại không cần thiết và trễ gói escrowed vì q lâu
khi gói dữ liệu thực thế đã bị mất trên đường truyền IP. Nếu ETO lớn, nhiều gói dữ
liệu có thể được sắp xếp lại bởi vì thời gian đợi dài hơn. Cũng vì lý do này, nếu một
gói dữ liệu mất trên đường IP, thời gian có thể đạt tới ETO là trường hợp xấu nhất.
Ứng dụng phần lớn dựa vào kiểu truyền yêu cầu/ phản hồi trên mạng LANs
nên chọn ETO nhỏ hoặc không sử dụng. Ứng dụng dựa vào luồng mẫu đơn hướng
liên tục trên mạng WAN nên chọn ETO đủ lớn. Giá trị mặc định là 64ms.

3.Tập hợp gói dữ liệu
Kích thước gói tin của lưu lượng CN nhỏ khoảng 10 đến 20 bytes trên
LonWorks. Đóng gói từng gói CN vào khung UDP, thêm header của UDP, IP và
Ethernet (hoặc header của thiết bị khác), kích thước lên tới hơn 40 bytes. Nó phải
chịu chi phí khơng cần thiết, có thể dẫn đến vấn đề về hiệu suất khi triển khai

nhúng. Những hệ thống này phải chịu đường truyền IP hẹp.
Kỹ thuật để giảm chỉ phí này là tập hợp nhiều gói dữ liệu EIA-852 vào một
khung UDP ( gói tập hợp). Rõ ràng khi các gói dữ liệu được tập hợp, kích thước
đóng gói sẽ nhỏ hơn. Khi tập hợp, các gói tin EIA-852 sẽ được nối vào khung UDP.
Gói UDP được truyền tới địa chỉ IP đích. Bộ phát có thể được cấu hình để giữ gói
dữ liệu và tập hợp chúng cho đến thời gian timeout (ATO) trước khi gửi khung UDP
trên IP. Giá trị ATO là thông số triển khai quan trọng nhất.
Hiệu suất của việc tập hợp dữ liệu được xem xét trong thiết kế ứng dụng điều
khiển. Có sự cân bằng giữa giảm chi phí và tăng thời gian trễ. Trong trường hợp xấu
nhất, gói dữ liệu EIA bị trễ toàn bộ ATO cho đến khi nó đến dây. Với ứng dụng
phản hồi nhanh, tốc độ dữ liệu thấp trên LANs, tập hợp gói dữ liệu không nên sử


dụng. Ngược lại với ứng dụng tốc độ gói cao WANs tập hợp gói dữ liệu nên sử
dụng. Giá trị mặc đinh là 16ms.

4. Tách gói Stale (Stale Packet Detetion)
Một vấn đề quan trọng trên kênh truyền EIA-852 là trễ gói trên đường truyền
IP. Chúng là những giá trị ngẫu nhiên với độ lệch chuẩn lớn trên đường truyền IP.
Từ đó đặt ra hai vấn đề: (i) ứng dụng điều khiển có thể nhỡ deadlines, (ii) giao thức
CN có thể bị phá hỏng nếu các gói được nhận khi bị trễ quá lâu. Ví dụ, LonWorks
sử dụng cơ chế tách song công rất nhạy với sự thay đổi độ trễ trên mạng. Vấn đề
đầu tiên được giải quyết bằng cách thiết kế ứng dụng điều khiển cẩn thận, vấn đề
thứ hai có thể được loại bỏ bằng cách bỏ qua các gói trễ quá thời gian giới hạn (stale
packets). Cơ chế này được gọi là Stale packet detection và dựa vảo phép đo thời
gian trễ một chiều. Để thực hiện đo, thiết bị CN phải đồng bộ với đồng hồ của
chúng. Sự đồng bộ của EIA-852 được thực hiện qua SNTP. Bộ phát sẽ phát thời
gian timestamp 1ms và gắn vào trong header của EIA-852. Nếu độ trễ vượt quá
channel timeout (CTO), gói đó là stale packet và bộ thu sẽ bỏ qua bằng cách sử
dụng bộ lọc stale packet filter.

CTO là thông số kênh và được phân chia theo thiết bị CN. Ứng dụng trên
LANs không sử dụng stale packet detection vì sự thay đổi thời gian trễ chậm và có
thể so sánh với kênh LonWorks. Trên mạng WANs nên sử dụng CTO. Giá trị đặc
trưng là giá trị trung bình của thời gian trên trên kênh IP cộng với thời gian
aggregation timeout. Cận dưới của CTO được giới hạn bởi độ chính xác của việc
đồng bộ đồng hồ. Trên hệ thống nhất định, độ chính xác này có thể giảm tới 50ms.
Giá trị CTO thực tế bắt đầu từ 200ms. Nếu thiết bị CN là ứng dụng Windows, nó
phải đảm bảo đồng hồ hệ thống được đồng bộ. Gói dữ liệu được bỏ do stale packet
detection có thể quan sát được trong thống kê ETA-852 của stale packet (Bảng 2).
Ngồi ra bộ lọc stale packet đóng vai trị quan trọng trong bảo mật.
Bảng 2. EIA-852 Statistics Data


5. Định tuyến gói dữ liệu EIA-852
Một trong những nhiệm vụ của thiết bị EIA-852 là định tuyến gói dữ liệu
EIA-852 tới các thành phần kênh IP (IP channel member) phù hợp. Điều quan trọng
là phải chú ý đến từng channel member và địa chỉ IP. Nếu gói dữ liệu cần được định
tuyến đến nhiều địa chỉ IP, nó phải được copy đến vài gói dữ liệu EIA-852, mỗi gói
được gửi tới từng thiết bị CN được lựa chọn trên kênh. Nếu gói dữ liệu CN được
định tuyến đến địa chỉ IP khác, số thứ tự không cần giống với tất cả các đích. Điều
này xuất phát từ thực tế các gói tin được định tuyến tới một đích cụ thể.
Do phụ thuộc vào dữ liệu kênh có sẵn, có 3 loại định tuyến gói dữ liệu CN có
thể xảy ra.
1. Định tuyến Send List: một send list (SL) là một list địa chỉ IP được tối
ưu hóa để đến các channel members.Trường hợp tốt nhất, tất cả các
channel members có cùng IP multicast group. Khi đó SL chứa một địa
chỉ multicast. Thiết bị CN gửi gói dữ liệu EIA-852 tới tất cả đích
trong SL.
2. Channel Routing: Channel routing được sử dụng khi chỉ những địa chỉ
unicast IP sẵn có. Điều cơ bản khi chọn địa chỉ IP đích là nhận những

gói dữ liệu phải dựa vào thơng tin địa chỉ LonWorks. Để quảng bá địa
chỉ LonWorks mà thiết bị CN nhận, phải công bố thông tin channel
routing tới các channel member. Mỗi channel member tập hợp tất cả
CR có sẵn và có thể định tuyến các gói dữ liệu CN theo cách tối ưu.


Nó sẽ được thơng báo CR, tất cả các gói dữ liệu phải được copy nhiều
lần nếu bộ nhận được quảng bá nhiều lần. Đặc biệt với group lớn và
địa chỉ broadcast, send list sẽ có hiệu quả hơn. Với những gói được
đánh địa chỉ S/N hoặc NID, CR có lợi hơn bởi vì những gói dữ liệu
được định tuyến bởi địa chỉ unicast và không định tuyến vào những
thiết bị khác với những gói mà chúng khơng muốn.
3. Brute Force: cả thông tin CR và SL đều không sẵn có. Thiết bị CN sử
dụng channel list và truyền mọi gói dữ liệu tới tất cả channel member
sử dụng địa chỉ unicast. Chế độ này hiệu quả thấp nhất.
Thuật toán CR dựa vào thông tin CR được cung cấp bởi thiết bị CN trên
kênh truyền. Thông tin CR cho từng channel member chứa các trường sau:
•
•
•
•
•
•

Cổng và địa chỉ IP của thiết bị công nghiệp.
Cờ quảng bá CN
Loại thiết bị CN (router, node, IPIP router, proxy)
Chế độ router CN (configured, bridge, repeater)
Danh sách các ID của node
Danh sách các địa chỉ S/N

• Danh sách các domain items (gồm các cờ subnet và group
forwarding)
Phần đầu tiên của domain items chứa số thứ tự domain. Tiếp theo là các cờ
forwarding cụ thể cho cả subnet và groups. Nếu cờ subnet thứ n được thiết lập thì
thiết bị CN nhận tất cả các gói có subnet n được định trước. Nếu cờ group thứ m
được thiết lập thì thiết bị CN nhận tất cả các gói có group m. CN routers cần chỉ rõ
cờ subnet và group forwarding, trong khi các node CN chỉ cần cờ group. Điều đó do
các node CN khơng chuyển bất kì gói nào nhưng chúng có thể là thành phần của
nhiều groups.
Hình 7 tóm tắt thuật tốn CR được triển khai trên CN/IP router. Thuật toán
này lặp lại trên tất cả các channel member CR cho từng gói dữ liệu EIA-852.
I. Kiểm tra cờ broadcast CN và định tuyến tất cả các gói nếu loại router là
repeater và có ít nhất một domain item. Cờ broadcast CN được thiết lập khi channel
member khơng được cấu hình và chưa có domain. Mặt khác, thiết bị sẽ khơng thể
thu được gói dữ liệu qua kênh truyền IP bởi broadcasts. Bỏ qua trường hợp thiết bị
CN chưa được cấu hình thì có 2 loại thiết bị trên một kênh: (i) node CN chỉ nhận


các gói CN được đánh địa chỉ tới node đó ( như subnet/địa chỉ node, NID, group),
(ii) router CN, chuyển gói sau nó tới các kênh khác. Dó đo thuật tốn CR chia ra
làm 2 trường hợp (hình 7).
II. Các gói được định tuyến bằng việc xem các channel member như router
CN (router cấu hình, bridge). Chỉ bước này có liên quan đến domain item trong
thơng tin CR. Do đó thiết bị truyền phải được thiết lập ít nhất một domain item
trong thơng tin CN của nó. (i) bỏ qua định tuyến kênh truyền đối với một domain
item nhất định nếu domain không phù hợp. (ii) chịu trách nhiệm truyền các gói tin
được đánh địa chỉ group nếu cờ group forwarding tương ứng được thiết lập trong
domain item. (iii) kiểm tra các phần subnet đích cho gói tin được đánh địa chỉ
broadcast, NID và S/N. Nếu chúng là domain-wide (subnet băng 0), gói tin sẽ được
truyền. (iv) Mặt khác, những gói tin này chỉ được truyền nếu cờ subnet forwarding

được thiết lập trong domain item. Kết quả là, các router CN phải được cung cấp
domain items tới tất cả domain mà chúng cần nhận gói dữ liệu.
III. Các gói tin được định tuyến bằng việc xem các channel member như
node CN trên kênh truyền IP. Kênh truyền IP được được chuyển tới subnet riêng và
tất cả các node trên kênh truyền sẽ lấy số thứ tự node riêng. Do đó, thiết bị mà biểu
diễn cho node trên kênh IP phải cung cấp ít nhất một S/N, một NID và một domain
trong thơng tin CR. (i) kiểm tra xem gói tin được đánh địa chỉ NID có phù hợp với
một trong các item NID items trong thông tin CR. Nếu NID phù hợp, gói tin được
truyền tới thành phần khơng liên quan đến domain. Do đó, node khơng cấu hình
trên kênh IP có thể nhận được các gói tin được đánh địa chỉ NID. (ii) Với tất cả các
gói tin khác phải kiểm tra domain có phù hợp với domain item hay khơng. Nếu
khơng, thuật tốn nhảy tới IV. (iii) gói tin đánh địa chỉ S/N được định tuyến tới các
thành phần nếu chúng phù hợp với một trong các S/N. (iv) định tuyến tất cả
domain-wide quảng bá tới một node trên kênh truyền IP. (v) định tuyến tất cả các
subnet quảng bá đến các member channel nếu một trong các S/N item có số subnet
phù hợp.
IV. Lặp lại đối với các thành phần tiếp theo trong kênh truyền cho đến khi
thuật toán CR chạy qua tất cả các channel member.
Cơ chế CR đối với thiết bị CN liên quan đến CR có kết quả sau:


• Các channel member khơng cấu hình phải thiết lập cờ broadcast CN
để cấu hình bởi cơng cụ quản lý mạng LonWorks như LonMaker.
• CN router (router cấu hình, brigde…) phải cung cấp domain items
tương ứng trong Cr cho tất cả domain mà chúng chuyển gói.
• Các node CN phải cung cấp S/N, NID, domain item tương ứng.

Hình 7. Thuật tốn định tuyến kênh.

V. Điều khiển

Ngồi các dữ liệu truyền thông, một phần lớn các chức năng-852 EIA được
sử dụng cho việc quản lý các kênh IP. Các chức năng quản lý bao gồm điều khiển
truy nhập vào các thiết bị CN , các thiết bị mà có thể là một thành viên của kênh IP
khơng đặc trưng, cấu hình cho các thiết bị CN riêng lẻ, phân phối thông tin giữa các
thiết bị CN, và cung cấp các thông tin thống kê về các thiết bị CN.
Khái niệm quản lý EIA-852 dựa trên mơ hình máy khách/ máy chủ. Một máy
chủ cấu hình (CS) là một phần của hệ thống, nó có trách nhiện quản lý một kênh IP.


Các thiết bị CN hoạt động như cấu hình các máy khách ( CCs) cà yêu cầu cấu trúc
dữ liệu từ CS. CS chỉ chủ động gửi cấu hình thiết bị (DC) đến các thiết bị CN, nếu
kenh IP đã được cập nhật và nó cần phải thơng báo về sự thay đổi đó. Do vậy, DC là
một bản tin khơng mong muốn từ CS. Nếu khơng có thay đổi kênh nào đang được
chờ, các thiết bị CN có thể hoạt động mà khơng có CS. Ngay khi kênh IP cần được
cập nhât, ví dụ như một thiết bị CN được thêm vào hoặc gửi trả lại, CS phải tiếp tục
thích ứng để phân phối sự thay đổi.
Việt quản lý cấu trúc dữ liệu là trên mỗi thiết bị DC, một danh sách các kênh
thành viên (CM) xác định các thành viên trên kênh IP, một SL cho định tuyến SL là
tủy chọn và thông tin CR trên mỗi thiết bị. Tất cả các dữ liệu quản lý trong EIA-852
là các phiên bản. Phiên bản này là một giá trị 32 bit, nó tăng cho với các phiên bản
mới hơn. Các phiên bản là thông tin thời gian và ngày thường xuyên trong định
dạng thứ hai NTP, cái mà có hoặc khơng có thể đồng bộ với UTC. Vì vậy, phiên bản
được gọi là datetime và là nonzero cho cấu trúc dữ liệu hợp lệ. Cấu trúc dữ liệu cục
bộ được kiển tra đối với các phiên bản datetime và bị yêu cầu lại nếu dữ liệ mới
hơn đã có sẵn. CM, SL và mỗi thiết bị DC là các phiên bản của CS, trong khi dữ
liệu CR là các phiên bản bởi các thiết bị CN riêng lẻ.
Các thiết bị CN, cái mà tạo nên kênh IP, được xác định trong danh sách kênh
trên CS. Mỗi thiết bị CN được xác định duy nhất bởi địa chỉ IP của nó trong danh
sách kênh. Một hạn chế đáng kể trong EIA-852 là khơng thể có hai thiết bị CN trên
một kênh, chia sẻ cùng một địa chỉ IP nhưng khác cổng IP.

Mỗi thiết bị CN trong danh sách các kênh được cấu hình bởi DC. DC được nhập
trên CS, ví dụ, thông qua một giao diện điều khiển nối tiếp hoặc một giao diện web.
Các thông tin sau đây cần phải được cung cấp, để thêm một thiết bị CN vào một
kênh IP:
• Địa chỉ IP và cổng của thiết bị CN
• Tên của thiết bị CN ( thường là 15 ký tự)
Thông báo này lưu thông khi thêm hoặc cấu hình một thiết bị CN được mơ ta
như trong hình 6. CS then một thiết bị CN vào kênh bởi việc gửi một bản tin cập
nhật và một bản tin không yêu cầu DC cho thiết bị. Một thiết bị CN được thêm hoặc
là được chấp nhận một cáu hình mới, nó đăn ký với CS bằng cách gửi một đăng ký


ký thiết bị (DECREG). Biết một kênh được cập nhật, CS gửi một một bản tin
không yêu cầu DC mới đến tất cả các thành viên khác để thông báo cập nhập kênh.
Các thiết bị CN khác lần lwotj yêu cầu dữ liệu cấu trúc cập nhật từ CS, bắt đầu để
yêu cầu danh sách các kênh (REQ-CM). Nếu thiết bị CN phát hiệ ra các CM quảng
cáo các thông tin CR mới cho các thành biên nhất định, nó yêu cầu chúng từ CS
(REQ-CR) một đối một.
Nếu một thiết bị khơng có sẵn khi nó được thêm vào CS, nó thường xuyên được
đánh dấu như là “chưa đăng ký” trong danh sách kênh. Trong trường hợp này, CS
cố gắng dể liên lạc lại thiết bị Cn sử dụng một hệ số mũ back-off cho khoảng thời
gian thử. Nó bắt đầu ở một giâu, và tang gấp đôi mỗi lần, và được giới hạn bởi 32
giây. Kết quả là, nó có thể mất đến 32 giây cho thiết bị để trở thành một chức năng
trên kênh IP, cái mà đã được đăng ký thành công, nghĩa là “registered”. Nếu một
thiết bị đã được đăng ký một lần, nhưng nó khơng được đáp ứng cập nhập kênh,
một CS có thể hiển thị là “không đáp ứng được”. Người vận hành khi đó có thể có
các hành động tương ứng cho các thiết bị đó.
Kiểm sốt truy cập vào các CS mặc dù được xác định thông qua danh sách các
kênh. Nếu một thiết bị CN cố gắng để đăng ký với một CS mà không bao gồm thiết
bị đặt biệt này trong danh sách kênh của nó, các thiết bị CN bị từ chối bởi kênh IP.

Các thiết bị CN bị từ chối khơng thể gửi hoặc nhận các gói CN trên kênh IP và
thường xuyên chỉ ra điều này như là một lỗi, ví dụ, một trạng thái đỏ của LED. Một
số CS triển khai thông tin thu thập được về các thiết bị CN này trong một danh sách
được gọi là mồ cơi. Người điều hành có thể chọn một thiết bị mồ côi và thêm vào
bằng tay một kênh IP.
Một phần quan trọng của EIA-852 là định tuyến các gói tin CN đến thiết bị CN
chính xác trên mạng IP. Như được mô tả trong phần trước, , có hai khả năng: (i) tạo
ra một SL, hoặc (ii) phân phối thông tin. CS tạo ra các SL bằng cách tìm kiếm thơng
tin địa chỉ IP trong danh sách kênh. Bằng cách thích hợp nhóm đa địa chỉ IP và đơn
địa chỉ, SL, thông thường trở nên ngắn hơn nhiều so với danh sách các kênh. Các
SL cũng là phiên bản và phân phối cho các thiết bị CN bằng cách gửi cập nhật DC
đến các thành viên.


Một khả năng khác là phân phối thông tin CR. Các CR, khơng có nguồn gốc ở
CS nhưng tại CN các thiết bị cá nhân, vì chúng được ủy quyền và chỉ chúng có
hiểu biết về thơng tin địa chỉ CN của nó. Mỗi thiết bị CN gửi một cập nhật CR cho
CS nếu CR của nó thay đổi. Các CS lần lượt tạo ra một danh sách các kênh mới,
phản ánh phiên bản CR datetime cập nhật của thiết bị. Các thiết bị khác sẽ yêu cầu
danh sách các kênh mới và khám phá ra rằng một thiết bị cụ thể có một CR mới.
Các thiết bị khác thì yêu cầu CR này từ CS như được mô tả trước đây. Nếu có nhiều
hơn một CR thơng tin đã thay đổi, các thiết bị CN yêu cầu tất cả các dữ liệu CR mới
hơn từ CS. Đây là một chi tiết quan trọng, bởi vì các thiết bị CN không bao giờ yêu
cầu CR mới từ các thiết bị ban đầu một cách trực tiếp. Như một hệ quả, các CS phải
có sẵn, khi bất kỳ thiết bị CN được gửi lại.
Thành phần quản lý của EIA-852 cũng xác định một cấu trúc thông tin thống kê.
Cấu trúc này có thể được u cầu bên ngồi của mơ hình client / server. Bất kỳ thiết
bị CN hoặc CS có thể yêu cầu các số liệu thống kê tin tức từ một thiết bị CN. Các
số liệu thống kê cung cấp được liệt kê trong Bảng 2.

VI. Bảo mật
Bảo mật là một lĩnh vực ngày càng được quan tâm trên các mạng IP. Điều
này cũng bao gồm trong lưu thông EIA-852. Trong khi kênh LonWorks kênh là địa
phương (ví dụ, một tịa nhà) và chỉ có thể được truy cập tại địa phương, kênh IP
được xác lập trên một phương tiện truyền thơng mở mà có thể vượt qua các liên kết
WAN. điển hình là vấn đề an ninh bảo mật, xác thực, và tích hợp [19,20]. Các biện
pháp bảo mật xác định tại EIA-852 chỉ thích ứng với các vấn về tính xác thực mà
thơi. Họ đảm bảo rằng một gói dữ liệu nhận được là thực sự được gửi bởi một thành
viên kênh xác thực và không phải do kẻ tấn công.
Nguyên tắc là dựa trên các mã xác thực an tồn và chia sẻ bí mật. Các chức
năng an tồn thuật tốn MD5 [22] được sử dụng để tạo ra một dấu vân tay duy nhất
của tin nhắn-852 EIA. Một khố bí mật được bao gồm trong các tính tốn dấu vân
tay, mà khơng được truyền qua dây. Người nhận có thể thi hành các tính tốn tương
tự, cung cấp bản sao riêng của khóa bí mật và so sánh các mã. Nếu phù hợp, tin
nhắn được xác thực.


MD5 được truyền ngay sau tin nhắn-852 EIA. Chiều dài của nó cố định là
128 bit và khơng bao gồm trong các trường kích thước gói EIA-852. Thay vào đó,
các kênh thành viên được cấu hình để hoạt động an toàn (chế độ MD5), và mong
muốn thên 128 bit sau mỗi gói-852 EIA. Điều này đặc biệt quan trọng đối với việc
tập trung lại các khung UDP. Nếu gói dữ liệu tập trung lại, những bản tin EIA-852
theo sau các MD5.
Ngun tắc tính tốn được mơ tả trong hình 53,8. MD5 theo sau bản tin EIA852 nó thiết lập đến 0 (MBZ). Các thuật toán MD5 được chạy tên bản tin EIA-852 ,
các số không giữ chỗ, và 128-bit được chia sẻ bí mật. Giá trị được tính làsao chép
vào giữ chỗ và bản tin được truyền không bao gồm những bí mật được chia sẻ.
Người nhận thực hiện các tính tốn tương tự. Nó chỉ lưu MD5 và sau đó đặt nó
bằng khơng trước khi tính MD5 tại địa phương. Nếu giá trị được lưu và các giá trị
được tính tốn tại địa phương phù hợp, nội dung tin nhắn được xác thực.

Hình 8. Xác thực MD5 của EIA-852 gói.
Để ngăn chặn các cuộc tấn cơng trở lại, phát hiện gói tin phải được cho phép.
Lý do cho điều này là các thuật toán sắp xếp trong EIA-852. Một kẻ tấn cơng có thể
ghi lại một chuỗi các bản tin xác thực được biết đến để kích hoạt một hành động cụ
thể. Các thông điệp này sẽ chia sẻ một giá trị phiên ID chung. Tại một điểm sau
này về mặt thời gian, các thiết bị CN có thể đã chọn một phiên ID khác nhau (ví dụ,
sau khi bị cúp điện). Trong thời điểm này, trình tự ghi có thể được phát lại thành
cơng bởi vì các thiết bị CN sẽ chấp nhận các ID phiên cũ như là một phiên mới mới
và bắt đầu lại với việc đếm số thứ tự. Phát hiện gói cũ giải quyết vấn đề này bởi vì
các bản tin EIA-852 cũng bao gồm thời gian. Kể từ khi thiết bị CN được đồng bộ


hoá với UTC, phát lại tại một thời gian sau đó là khơng thể. Các thiết bị CN sẽ thả
các gói này như các gói tin cũ.
Một khía cạnh bảo mật trong các mạng hiện đại là tường lửa và dịch địa chỉ
mạng (NAT). Tường lửa về nguyên tắc chỉ có bộ lọc giao thơng. Vì vậy, các thiết bị
CN có thể hoạt động sau tường lửa nếu các quy tắc lọc được thiết lập phù hợp, cụ
thể là cho phép lưu lượng UDP trên cổng 1628 và 1629 thông qua.
Trường hợp với các bộ định tuyến NAT là khác. NAT thực sự làm thay đồi
địa chỉ IP và số cổng. Đây là một vấn đề cho EIA-852 bởi vì các kênh thành viên
trên kênh IP được xác định duy nhất bởi địa chỉ IP của chúng. Nếu địa chỉ đó được
thay đổi trong lĩnh vực cơng cộng, chúng khơng thể là một phần của kênh IP. Một
vài triển khai của bộ định tuyến CN / IP vì vậy mà cho phép cho một chế độ NAT
đặc biệt (ví dụ, L-IP của LOYTEC). Trong chế độ này, một thiết bị CN được cấu
hình với địa chỉ cơng cộng của router NAT của nó. Nó đại diện cho địa chỉ cơng
cộng này tại DC của nó và các thành viên khác sẽ thấy địa chỉ nào của mình trong
danh sách các kênh và thông tin CR. Tự các NAT phải được cấu hình với một quy
tắc cổng chuyển tiếp để định tuyến tất cả các gói EIA-852 từ giao diện cơng cộng
đến các thiết bị CN trong lĩnh vực tư nhân. Hình minh họa 53,9 thiết lập này. NAT1
chứa một quy tắc cổng chuyển tiếp để định tuyến tất cả các gói nó nhận được ở địa

chỉ IP 80.41.6.3 trên các cổng 1628 và 1629 đến các địa chỉ IP 192.168.1.250 tin
trên các cổng tương ứng.
Hạn chế của giải pháp hiện nay là chỉ có một thiết bị CN trên mỗi kênh IP có
thể hoạt động được đằng sau một NAT. Điều này là bởi vì, sẽ chỉ có một địa chỉ IP
cơng cộng có thể nhìn thấy cho nhiều thiết bị CN . Điều này vi phạm quy tắc mà
mỗi thiết bị CN phải có một địa chỉ IP duy nhất trong thiết kế danh sách kênh. Hệ
thống thiết kế phải chia các kênh IP nếu chúng muốn hoạt động nhiều hơn các thiết
bị CN tại lĩnh vực cá nhân này, Hình 10 cho tháy một giải pháp có thể có một kênh
IP được thiết laaypj trên các thiết bị lĩnh vực công cộng, mỗi một thiết bị CN hoạt
động phía sau một NAT. Các thiết bị CN có thể là một IP / IP router hoặc hai định
tuyến CN/IP liên tiếp để chuyển các gói CN đến kênh IP riêng. Trong mọi trường
hợp, cấu hình NAT cần một cấu hình cẩn thận và thủ cơng trên bộ định tuyến NAT.


VII. Ứng dụng
Cho đến nay, chúng ta đã học được các công nghệ mới đường hầm IP theo
tiêu chuẩn cando ANSI/EIA-852 trong lý thuyết. Ở đây, chúng tơi trình bày các kịch
bản ứng dụng việc sử dụng công nghệ mới này. Chúng ta đã thấy rằng ITIS có thể
kết nối CNs thông qua mạng nội bộ và điều này là chính xác những gì đang bắt đầu
xuất hiện trong các tịa nhà lớn hơn.

Hình9. Cấu hình NAT đơn giản

Hình 10. Cấu hình NAT phức tạp
Thơng thường, các tịa nhà văn phịng khơng có một cơ sở hạ tầng IP phức tạp, do
vậy, nó có lợi để sử dụng cơ sở hạ tầng IP này cho các dịch vụ khác với mạng máy
tính. Như hình 53,11 CN để định tuyến IP như LIP từ www.loytec.com có thể sử
dụng cơ sở hạ tầng IP hiện có để hình thành một mạng đường trục tốc độ cao để kết
nối các mạng lưới kiểm soát trên các tầng khác nhau. Thiết lập này cho phép truyền

thơng suốt giữa các văn phịng trên tầng khác nhau và với một hệ thống SCADA
trung tâm bằng cách sử dụng các đường trục IP.
Một lĩnh vực khác ứng dụng ngày càng tăng là kết mạng giữa các toà nhà
khác nhau mà là một kết nối thông qua một mạng nội bộ Intranet hoặc Internet. Một
khi các cơ sở hạ tầng xây dựng là "Online” nó chỉ là một bước nhỏ để quản lý thiết
bị từ xa và bảo trì từ xa. Hình 53,12 cho thấy một kịch bản điển hình về cách thức
xây dựng khu phức hợp được nối mạng để tạo thành một CN lớn. Một máy tính
quản lý kết nối bất cứ nơi nào vào mạng cho phép bảo trì mạng từ xa, xu hướng từ
xa, báo động, truy cập, và sửa chữa hệ thống dự phịng.

Hình 11. Các kênh IP có thể sử dụng cơ sở hạ tầng IP hiện có trong một tịa nhà để
kết nối một vài CNs đến một số tòa nhà lớn có mạng lưới tự động hóa.


Một lợi thế khác, mà lúc đầu không phải là khả quan, thực tế là mạng lưới
các công cụ quản lý và xử lý sự cố mạng có thể được sử dụng cùng với cơng nghệ
IP mới. Điều này có nghĩa là hàng ngàn chương trình cài đặt và tích hợp hệ thống
mà đã được đào tạo trong 10 năm qua sẽ sử dụng kiến thức này với mộ tchút đào
tạo bổ sung để cài đặt mạng để mở rộng mạng nội bộ và mạng Internet.
Một CN là có thể sử dụng dịch vụ IP như là một phương tiện vận tải truyền
thơng, cơng nghệ khơng dây hiện đại có thể được tận dụng để tạo ra các khu vực
ứng dụng mới. Người ta có thể, ví dụ, đi bộ xung quanh một tịa nhà có một PDA
khơng dây và kiểm soát các cơ sở hạ tầng xây dựng như ánh sáng, hệ thống sưởi,
AC, khiếm thị, và thậm chí thực hiện nhiệm vụ bảo trì mạng tại chỗ của họ. Có thể
giám sát và kiểm sốt từ xa các trạm bơm nước thải được kết nối với trung tâm điều
khiển thông qua một liên kết RF.

VIII. Kết luận
Thế giới đang trở nên được kết nối nhiều và nhiều hơn nữa và một trong

những yếu tố điều khiển là các giao thức Internet (IP). Kết nối máy tính với Internet
là của những năm 1990, kết nối các thiết bị hàng ngày với Internet là thách thức của
thiên niên kỷ mới. Nền tảng này đã được thực hiện để cung cấp cơng nghệ này sẽ
đáp ứng những nhu cầuan tồn. Bây giờ đó là vấn đề thời gian cho đến khi quạt
phịng tắm của bạn có thể được điều khiển từ điện thoại di động của bạn. Trong khi
đó, các nhà quản lý cơ sở được tập trung vào các ứng dụng được tiết kiệm tiền, bảo
vệ tài nguyên môi trường, và nâng cao độ tin cậy của mạng.