Luận văn web server giám sát hệ thống
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.66 MB, 73 trang )
Luận văn tốt nghiệp
Trang 1
LỜI NÓI ĐẦU
Trong quá trình công nghiệp hóa – hiện đại hóa đất nước. Tự động
hóa là yếu tố không thể thiếu trong một nền công nghiệp hiện đại. Nói đến tự
động hóa thì máy tính là một công cụ hỗ trợ đắc lực nhất và không thể thiếu được
trong rất nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong đo lường, điều khiển và giám sát.
Việc ứng dụng máy tính vào kỹ thuật đo lường, điều khiển và giám sát
đã đem lại nhiều kết quả đầy tính ưu việt. Các thiết bị, hệ thống đo lường, điều
khiển và giám sát ghép nối với máy tính có độ chính xác cao, thời gian thu thập
dữ liệu ngắn. Nhưng điều đáng quan tâm nhất là mức độ tự động hóa trong việc
thu thập và xử lý kết quả đo, kể cả việc lập bảng thống kê, đồ họa, cũng như in ra
kết quả. Vì vậy, tôi chọn đề tài “WEB SERVER GIÁM SÁT HỆ THỐNG”.
Đề tài của tôi nghiên cứu về Web Server đặc biệt đó là phần OPC
Server và phần mềm WinCC Web Navigator để giám sát hệ thống. Đồng thời sử
dụng mạng LAN thực thi ứng dụng điều khiển hệ thống đèn giao thông. Trong đó
có một máy server kết nối với PLC điều khiển và giám sát yêu cầu chấp hành từ
máy client; hai máy còn lại là máy client cho phép gởi yêu cầu chấp hành.
Trong quá trình làm luận văn mặc dù được sự hướng dẫn tận tình của
giáo viên hướng dẫn Th.S. Hoàng Đình Long và bản thân tác giả cũng đã cố gắng
tham khảo tài liệu và tìm hiểu nhưng do thời gian và kinh nghiệm còn hạn chế
nên luận văn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tác giả rất mong nhận được
những ý kiến đóng góp và nhận xét đánh giá quí báu của các thầy cô và các bạn
để luận văn được hoàn thiện hơn.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự hướng dẫn tận tình và chu đáo của các
thầy cô trong khoa đặc biệt giáo viên hướng dẫn Th.S. Hoàng Đình Long đã giúp
đỡ tôi rất nhiều để tôi hoàn thành được luận văn này.
Xin chân thành cám ơn.
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Ngày tháng năm
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Ngày … tháng … năm…
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 4
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
....................................................................................................................................
Ngày … tháng … Năm …
GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 5
MỤC LỤC
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................................1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.....................................................................................2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1......................................................................................3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2......................................................................................4
MỤC LỤC......................................................................................................................................5
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................................................6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WEB SERVER..................................................................................9
1.1.Giới thiệu Web server.....................................................................................................9
1.2.Vai trò của Web server [7]............................................................................................11
1.3.Tầm quan trọng của web server [7]..............................................................................11
1.4.Các tiêu chuẩn đánh giá [7]..........................................................................................12
1.4.1.Hiệu năng...........................................................................................................12
1.4.2.Bảo mật..............................................................................................................12
1.4.3.Truy cập và tích hợp với cơ sở dữ liệu...............................................................12
1.4.4.Quản lý và quản trị web server..........................................................................13
1.5.Nền tảng cơ bản của web server [7].............................................................................13
1.5.1.Xử lý truy nhập cạnh tranh.................................................................................13
1.5.2.Bảo mật..............................................................................................................14
1.5.3.Lưu trữ và truy nhập cơ sở dữ liệu.....................................................................14
1.5.4.Lựa chọn cuối cùng............................................................................................15
CHƯƠNG 2: OPC SERVER...........................................................................................................16
CHƯƠNG 3: WINCC - WEB NAVIGATOR.....................................................................................30
CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP WEB NAVIGATOR..................................................................................43
CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG MINH HỌA..........................................................................................65
CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN.........................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................71
PHỤ LỤC: GIỚI THIỆU CHUẨN COM VÀ DCOM...........................................................................72
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 6
DANH MỤC HÌNH
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................................................1
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN.....................................................................................2
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 1......................................................................................3
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN 2......................................................................................4
MỤC LỤC......................................................................................................................................5
DANH MỤC HÌNH.........................................................................................................................6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WEB SERVER..................................................................................9
1.1.Giới thiệu Web server.....................................................................................................9
1.2.Vai trò của Web server [7]............................................................................................11
1.3.Tầm quan trọng của web server [7]..............................................................................11
1.4.Các tiêu chuẩn đánh giá [7]..........................................................................................12
1.4.1.Hiệu năng...........................................................................................................12
1.4.2.Bảo mật..............................................................................................................12
1.4.3.Truy cập và tích hợp với cơ sở dữ liệu...............................................................12
1.4.4.Quản lý và quản trị web server..........................................................................13
1.5.Nền tảng cơ bản của web server [7].............................................................................13
1.5.1.Xử lý truy nhập cạnh tranh.................................................................................13
1.5.2.Bảo mật..............................................................................................................14
1.5.3.Lưu trữ và truy nhập cơ sở dữ liệu.....................................................................14
1.5.4.Lựa chọn cuối cùng............................................................................................15
CHƯƠNG 2: OPC SERVER...........................................................................................................16
Hình 2.1: Mô hình OPC server....................................................................................................17
Hình 2.2: OPC client....................................................................................................................19
Hình 2.3: Mối quan hệ giữa OPC server / client.........................................................................19
Hình 2.4: Mối quan hệ giữa server và Group..............................................................................20
Hình 2.5: Mối quan hệ giữa Group / Item..................................................................................21
Hình 2.6: OPC interface..............................................................................................................23
Hình 2.7: Kiến trúc Client/Server trong OPC...............................................................................24
Hình 2.8: OPC Custom Interfaces...............................................................................................25
Hình 2.10: Ví dụ về mạng OPC....................................................................................................28
CHƯƠNG 3: WINCC - WEB NAVIGATOR.....................................................................................30
Hình 3.1: WinCC SCADA Client, Web server và hệ thống client khác trong web với trung tâm lưu
trữ cơ sở dữ liệu.........................................................................................................................31
Hình 3.2: Thin client trên các nền điều hành khác nhau trong WinCC Web Navigator server....34
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 7
Hình 3.3: Trạm web server (tải cân bằng) với nhiều web client.................................................34
Hình 3.4: Hệ thống đa người dùng lên đến 32 client trên một server........................................39
Hình 3.5: Mã hóa Manchester....................................................................................................40
CHƯƠNG 4: THIẾT LẬP WEB NAVIGATOR..................................................................................43
Hình 4.1: Cài đặt Internet Information Services (IIS)..................................................................44
Hình 4.2: Quá trình cài đặt IIS....................................................................................................48
Hình 4.3: Cấu hình WinCC Web Navigator (1)............................................................................49
Hình 4.4: Cấu hình WinCC Web Navigator (2)............................................................................50
Hình 4.5: Cấu hình WinCC Web Navigator (3)............................................................................50
Hình 4.6: Kiểm tra trang Web mặc định.....................................................................................51
Hình 4.7: Phát hành trang Web bằng Wizard.............................................................................52
Hình 4.8: Chọn đường dẫn cho trang Web.................................................................................53
Hình 4.9: Chọn hình ảnh đưa lên trang Web..............................................................................54
Hình 4.10: Chọn Function đưa lên trang Web............................................................................55
Hình 4.11: Chọn Graphic đưa lên trang Web.............................................................................56
Hình 4.12: Hoàn thành quá trình đưa lên Web (1).....................................................................57
Hình 4.13: Hoàn thành quá trình đưa lên Web (2).....................................................................57
Hình 4.14: Đặt tên và password cho user...................................................................................58
Hình 4.15: Thiết lập chức năng truy cập cho user......................................................................59
Hình 4.16: Cấu hình cho Local Intranet (1).................................................................................59
Hình 4.17: Cấu hình cho Local Intranet (2).................................................................................60
Hình 4.18: Cấu hình cho Local Intranet (3).................................................................................61
Hình 4.19: Hộp thoại đăng nhập vào hệ thống...........................................................................62
Hình 4.20: Giao diện lần đầu tiên dùng WinCC Web Navigator..................................................62
Hình 4.21: Cài đăt Web Navigator trên máy client thông qua Web...........................................63
Hình 4.22: Hộp thoại lưu chương trình cài đặt Web Navigator..................................................64
Hình 4.23: Hình ảnh hiển thị trên Internet Explorer của server.................................................64
CHƯƠNG 5: ỨNG DỤNG MINH HỌA..........................................................................................65
Hình 5.1: Tạo biến trong PCAccess.............................................................................................66
Hình 5.2: Liên kết biến ngoại giữa WinCC với PCAccess.............................................................67
Hình 5.3: Liên kết biến nội trong WinCC.....................................................................................68
Hình 5.4: Kết quả Runtime trong WinCC....................................................................................68
Hình 5.5: Kết quả giao diện Client 1 trên Internet Explorer........................................................68
Hình 5.6: Kết quả giao diện Client 2 trên Internet Explorer........................................................69
CHƯƠNG 6: ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN.........................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................................71
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 8
PHỤ LỤC: GIỚI THIỆU CHUẨN COM VÀ DCOM...........................................................................72
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ WEB SERVER
1.1.
Giới thiệu Web server
Web Server là máy chủ có dung lượng lớn, tốc độ cao, được dùng để
lưu trữ thông tin như một ngân hàng dữ liệu, chứa những website đã được thiết
kế cùng với những thông tin liên quan khác. (các mã Script, các chương trình, và
các file Multimedia)
Web Server có khả năng gửi đến máy khách những trang Web thông
qua môi trường Internet (hoặc Intranet) qua giao thức HTTP - giao thức được
thiết kế để gửi các file đến trình duyệt Web (Web Browser), và các giao thức
khác.
Tất cả các Web Server đều có một địa chỉ IP (IP Address) hoặc cũng
có thể có một Domain Name. Giả sử khi đánh vào thanh Address trên trình duyệt
một dòng sau đó gõ phím Enter. Khi đó trình duyệt sẽ gửi
một yêu cầu đến một Server có Domain Name là www.abc.com. Server này sẽ
tìm trang Web có tên là index.htm rồi gửi nó đến trình duyệt.
Bất kỳ một máy tính nào cũng có thể trở thành một Web Server bởi
việc cài đặt lên nó một chương trình phần mềm Server Software và sau đó kết nối
vào Internet.
Khi máy tính kết nối đến một Web Server và gửi đến yêu cầu truy cập
các thông tin từ một trang Web nào đó, Web Server Software sẽ nhận yêu cầu và
gửi lại cho mình những thông tin mà mình mong muốn.
Giống như những phần mềm khác, Web Server Software cũng chỉ là
một ứng dụng phần mềm. Nó được cài đặt, và chạy trên máy tính dùng làm Web
Server, nhờ có chương trình này mà người sử dụng có thể truy cập đến các thông
tin của trang Web từ một máy tính khác ở trên mạng (Internet, Intranet).
Web Server Software còn có thể được tích hợp với CSDL (Database),
hay điều khiển việc kết nối vào CSDL để có thể truy cập và truy xuất thông tin từ
CSDL lên các trang Web và truyền tải chúng đến người dùng.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 10
Server phải hoạt động liên tục 24/24 giờ, 7 ngày một tuần và 365 ngày
một năm, để phục vụ cho việc cung cấp thông tin trực tuyến. Vị trí đặt server
đóng vai trò quan trọng trong chất lượng và tốc độ lưu chuyển thông tin từ server
và máy tính truy cập.
Phần lớn các server sử dụng một bộ ánh xạ cổng chuẩn, và một vài
cổng thông dụng được mô tả ở bảng 1. Phần lớn các Web server sử dụng cổng
80, nhưng ta có thể thay đổi để Web server có thể cài đặt trên cổng không tiêu
chuẩn. Nếu muốn "dấu" Web server như là một Web server đa host trên một máy
tính bằng việc ánh xạ mỗi server cho một cổng khác nhau. Chú ý, nếu sử dụng
một ánh xạ cổng phi chuẩn, người sử dụng sẽ cần biết số cổng mới của bạn để có
thể kết nối tới server của bạn.
20
FTP, File Transfer Protocol
21
FTP, File Transfer Protocol
23
Telnet
25
SMTP, Simple Mail Transfer Protocol
53
DNS, Domain Name Service
70
Gopher
80
HTTP, Hyper Text Transfer Protocol (the protocol used by the
World Wide Web)
107
Remote Telnet service
109
POP2, Post Office Protocol version 2
110
POP3, Post Office Protocol version 3
119
NNTP, Network News Transfer Protocol
143
IMAP4, Interactive Mail Access Protocol version 4 (used to be
used by IMAP2)
194
IRC, Internet Relay Chat
220
IMAP3, Interactive Mail Access Protocol version 3
389
LDAP, Lightweight Directory Access Protocol
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
1.2.
Trang 11
443
HTTPS, HTTP running over secure sockets
540
UUCP, UNIX to UNIX Copy
Vai trò của Web server [7]
Trước kia, truy cập từ xa các đoạn mã nhị phân đòi hỏi những giao
thức thuộc sàn diễn đặc trưng. Ví dụ như DCOM, DCOM client truy cập các kiểu
dữ liệu COM từ xa sử dụng thủ tục gọi từ xa RPC (Remote Procedure Call) được
gán kết chặt chẽ.
Một trong các hạn chế của DCOM là không thể vượt qua tường lửa
(firewall). Do vậy, Web server là cách khắc phục nhược điểm này. Bằng cách sử
dụng Web server ta có thể truy cập assembly sử dụng HTTP mà thôi. Trong tất
cả các nghi thức hiện có, truy xuất thông tin và điều khiển quá trình công nghệ
trên nền tảng Web HTTP là một nghi thức liên lạc đặc thù mà tất cả mọi trình
duyệt đều chấp nhận hỗ trợ.
Như vậy, sử dụng Web server, người triển khai Web server có thể sử
dụng bất cứ ngôn ngữ nào mình muốn. Người dùng Web server có thể dùng
HTTP chuẩn để gọi các hàm thực thi trên những kiểu dữ liệu được định nghĩa
trên Web server.
Người sử dụng Web server không nhất thiết là client sử dụng
Browser, có thể là ứng dụng console hoặc Windows Form. Trong mỗi trường
hợp, client tương tác gián tiếp với Web server thông qua một proxy trung gian,
proxy được xem là một kiểu dữ liệu nằm ở xa. Tuy nhiên, đoạn mã của proxy có
nhiệm vụ chuyển những yêu cầu cho web server sử dụng HTTP chuẩn hoặc tùy
chọn các thông điệp SOAP.
1.3.
Tầm quan trọng của web server [7]
Việc lựa chọn giải pháp tốt nhất cho web server là cần thiết và có ảnh
hưởng tới việc phát triển các ứng dụng nghiệp vụ sau này. Web server có tầm
quan trọng đặc biệt trong toàn bộ môi trường hoạt động của xí nghiệp.
Web server cho phép chuyển giao dữ liệu bao gồm văn bản, đồ họa và
thậm chí cả âm thanh, video tới người sử dụng. Người sử dụng chỉ cần chạy trình
duyệt web (Web Browser) để liên kết các máy chủ qua mạng IP nội bộ. yêu cầu
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 12
của người sử dụng được đáp ứng bằng cách click chuột vào các chủ đề minh họa
mẫu theo yêu cầu sẽ được gọi xuống từ máy chủ nào đó theo giao thức HTTP rồi
hiển thị trên máy cá nhân.
Các thành phần chủ chốt của web server là phần mềm. Mỗi Web
server chạy trên một nền tảng phần cứng và một hệ điều hành cụ thể. Nhưng việc
tạo các web server phục vụ cho hoạt động nghiệp vụ là vấn đề không dễ dàng.
Ngoài việc lựa chọn ra một web server thích hợp và mạnh, người quản lý còn
phải chú ý đến thiết kế mạng vì một web server thiết kế không tốt có thể dẫn đến
giảm hiệu năng mạng.
1.4.
Các tiêu chuẩn đánh giá [7]
Nói về chức năng và hiệu năng, các web server phân bố thành bốn
nhóm chính: các máy chủ truyền thông thường, máy chủ thương mại, máy chủ
nhóm làm việc và máy chủ dùng cho mục đích đặc biệt. Các tiêu chuẩn đánh giá
web server như sau:
1.4.1.
Hiệu năng
Đây là thước đo sơ bộ nhằm trả lời câu hỏi web server làm việc như
thế nào, các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu năng bao gồm hệ điều hành và khả năng
xử lý.
1.4.2.
Bảo mật
Hầu hết các sản phẩm đều có cơ cấu điều khiển nhằm hạn chế truy cập
của khách hàng tới kho thông tin chung chứa dữ liệu mật bằng các phương pháp
như địa chỉ IP, tên máy chủ, mạng con và thư mục. Đặc biệt, web server của
Oracle cung cấp phương án bảo mật theo tên người dùng và khóa mã được mã
hóa hoàn toàn trong quá trình truyền trên mạng, tránh các truy cập bất hợp pháp.
Một vài sản phẩm đưa ra các máy chủ ủy quyền (proxy server) để tạo bức tường
lửa ngăn chặn việc xâm phạm không được phép truy cập từ bên ngoài.
1.4.3.
Truy cập và tích hợp với cơ sở dữ liệu
Hầu hết các web server đều sử dụng giao diện CGI (Common
Gateway Interface). Một số khác thì dùng giao diện lập trình ứng dụng (API),
liên kết với cơ sở dữ liệu mở hoặc ngôn ngữ hỏi đáp có cấu trúc SQL.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
1.4.4.
Trang 13
Quản lý và quản trị web server
Đặc tính quan trọng của tiêu chuẩn này là khả năng quản trị từ xa,
giao diện đồ họa và điều khiển cấu hình máy chủ. Các máy chủ truyền thông
thường được xây dựng để truyền thông tin trên mạng công cộng và thường mang
cả bốn tiêu chuẩn nhưng thiếu khả năng hỗ trợ bảo mật. Các máy chủ thương mại
có đặc tính này sẽ thuận lợi cho sữ lý ứng dụng nghiệp vụ có liên quan đến các
vấn đề như giao dịch thẻ ứng dụng. Máy chủ nhóm làm việc, mạng IP nội bộ hay
intranet, các máy chủ này sử dụng firewall nhằm bảo mật và ngăn chặn truy cập
bất hợp pháp.
1.5.
Nền tảng cơ bản của web server [7]
Một vấn đề quan trọng cần phải cân nhắc trước tiên là vợi hệ điều
hành nào sẽ chạy web server. Web server xuất phát từ Unix, môi trường đã được
hoàn thiện qua thử thách. Bởi vậy, một công ty thông thường sẽ chọn Unix nếu
muốn đảm bảo chắc chắn. Ngoài ra, quan trọng hơn, khả năng hỗ trợ nhiều bộ xử
lý và liên kết lại là lĩnh vực ưu thế của Unix trước Windows NT.
Hiện tại, có thể nói là tính năng của các web server không hơn kém
bao nhiêu và các nhà quản lý thường muốn sử dụng những công cụ điều hành mà
các nhà sản xuất cung cấp cho các hệ điều hành đó. Bởi vậy, theo nhận xét thì
môi trường Unix có những công cụ quản lý tinh vi hơn.
Tuy nhiên, Windows NT được đánh giá là hệ điều hành nhiều triển
vọng, dễ cài đặt, sử dụng và hơn nữa chi phí cho một hệ Intel chạy Windows NT
sẽ rẽ hơn một phần ba so với Unix, và đây có thể là ưu thế lớn nhất của Windows
NT. Microsoft và Novell đều đang cố gắng đẩy mạnh hệ điều hành mạng của họ,
mở rộng chức năng cho web server, bổ sung công cụ quản lý mà lâu nay khách
hàng than phiền vì sự thiếu vắng của nó. Ngoài ra, cả hai cũng đang thực hiện
việc kết nối hệ thống sever với các hệ thống email của người quản lý.
1.5.1.
Xử lý truy nhập cạnh tranh
Web server thường phải xử lý một số lượng lớn yêu cầu giao dịch mỗi
ngày. Để giải quyết vấn đề này, hầu hết các máy chủ thương mại đều chạy các hệ
điều hành đa nhiệm như Unix Solaris, SCO, NFS, Windows NT và OS/2.
Mặt khác, hiệu năng còn phụ thuộc vào chính các web server trong
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 14
việc xử lý đa luồng. Với web server đa luồng, một tiến trình được tách thành
nhiều tiến trình con (hay các luồng). Các luồng có thể được thực hiện đồng thời
trên các tài nguyên khác nhau rồi sau đó có thể ghép lại để hoàn thiện quá trình.
Các web server không hỗ trợ đa luồng thường là các sản phẩm miễn phí, cần phải
khởi động tiến trình mới mỗi khi người sử dụng gởi yêu cầu tới. Một số ít sản
phẩm như Oracle web server cung cấp khả năng đa luồng. Điểm khác biệt chính
là, với đa luồng, hệ điều hành kiểm soát các luồng khác nhau, còn với giả đa
luồng tiến trình nó tự kiểm soát các luồng và cấp phát tài nguyên cần thiết cho
chúng. Kỹ thuật giả đa luồng mang lại hiệu năng tốt hơn nhiều so với đa luồng.
1.5.2.
Bảo mật
Web server thương mại điều có cùng một dạng điều khiển truy nhập
chống xâm phạm. Một số web server cung cấp hàng loạt các lựa chọn điều khiển
truy nhập cho người quản trị như địa chỉ IP, tên máy khách, tập tin, thư mục, tên
người dùng và nhóm người dùng. Cơ cấu bảo mật có thể nằm trong web server
hoặc trong hệ điều hành hay các thành phần liên kết.
Các web server xử lý thông tin mật giống như trong các ứng dụng
thương mại điện tử cần thiết bảo mật giao tác. Với tính năng này, truyền thông
trên mạng giữa khách hàng và máy chủ được mã hóa.
Giao thức được sử dụng cho bảo mật gồm Secure Sockets Layer
(SSL) và Secure HTTP (SHTTP). Giao thức được sử dụng nhiều nhất là SSL, mã
hóa toàn bộ phiên giao tác khách hàng/chủ. SHTTP là loại hướng tập tin. Thay vì
mã hóa toàn bộ giao tác, giao thức này mã hóa các văn bản Web, sử dụng cho cả
máy khách và máy chủ. Tuy nhiên, việc mã hóa dữ liệu phải dựa trên sự nhất
quán về thuật toán giữa máy chủ và máy khách.
1.5.3.
Lưu trữ và truy nhập cơ sở dữ liệu
Một lĩnh vực mà các nhà cung cấp web server đang bắt đầu khai phá
là các giao thức dữ liệu, văn bản web lưu trữ và truy nhập như thế nào. Phương
pháp thông thường nhất là dữ liệu được lưu dưới dạng các tập tin riêng rẽ trên
các máy chủ khác nhau. Tuy vậy, một vấn đề sẽ xuất hiện đối với các web server
lớn bởi vì một số lớn tập tin tăng lên không ngừng làm cho máy chủ ngày càng
khó khăn trong việc kết xuất dữ liệu.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
1.5.4.
Trang 15
Lựa chọn cuối cùng
Việc lập kế hoạch web server không kết thúc ở lựa chọn sản phẩm.
Người quản trị mạng cần phải lưu tâm đến vấn đề trước khi cài đặt và cấu hình
web server. Các vấn đề đó liên quan đến thiết kế mạng, độ tin cậy của máy và giá
cả.
Trước khi đưa vào sử dụng web server, người quản trị mạng cần đảm
bảo kiến trúc hạ tầng cho việc xử lý giao dịch về web, chẳng hạn như dự tính lưu
lượng yêu cầu tới, kích thước đường truyền, vị trí các bộ router và cấu hình của
mạng nội bộ.
Một vấn đề khó nhận ra nữa là các web server cần thiết phải có khả
năng xử lý hoặc chịu các lỗi và tính dư thừa hay phân đoạn sản phẩm.
Một cách để đảm bảo độ tin cậy máy chủ là sử dụng kỹ thuật gọi là
DNS (Domain Name Server) trong đó có một máy chủ là ánh xạ dữ liệu của một
máy chủ có địa chỉ IP khác. Nhưng cái khó là làm thế nào để đảm bảo tại mọi lúc
hai máy chủ đều giống nhau.
Hầu hết các sản phẩm web server đều có giá vài nghìn đôla. Nhưng
thực tế việc này còn liên quan đến giá phát triển, bảo trì và điều hành hệ thống,
nghĩa là, khả năng phát triển của nhà cung cấp web server, đội ngũ bảo trợ tại địa
phương cũng như việc huấn luyện đào tạo có chất lượng.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 16
CHƯƠNG 2: OPC SERVER
2.1. Giới thiệu chung về OPC
OLE for Process Control (OPC) được xây dựng và phát triển bởi OPC
Foundation (gồm 150 công ty thành viên trong đó có Microsoft Corporation).
OPC dựa trên kỹ thuật Microsoft’s Object Linking and Embeddeding (OLE) và
Component Object Model (COM). OLE cung cấp một chuẩn giao tiếp chung cho
những thiết bị và những ứng dụng dùng để giao tiếp. Những thiết bị mà thu thập
hoặc hình thành dữ liệu trở thành OPC server, nó cung cấp cho những ứng dụng
của OPC client.
Trọng tâm của OPC là mô hình client/ server trong đó OPC server
cung cấp và giao tiếp đến đối tượng của OPC, cho phép những ứng dụng trên
client điều khiển thiết bị và quản lý dữ liệu của thiết bị. Những OPC server có thể
được truy cập thông qua hầu hết các phần mềm HMI và dùng các ngôn ngữ khác
nhau bao gồm C++, Visual Basic và Delphi. OPC server tập hợp dữ liệu từ các
thiết bị vật lý để phân tán đến những ứng dụng của OPC client và cũng có trách
nhiệm cập nhật dữ liệu của thiết bị khi OPC client thay đổi.
OPC client kết nối và giao tiếp với OPC server thông qua một trong
hai giao thức được định nghĩa trong đặc điểm của OPC. Giao tiếp OLE cho phép
người dùng truy cập dữ liệu thông qua việc sử dụng ngôn ngữ chung. Giao tiếp
COM thì phức tạp hơn, nhưng cung cấp cấp điều khiển mới hơn và mềm dẽo cho
người phát triển và người dùng thành thạo ngôn ngữ như là C hoặc C++. Những
ứng dụng của OPC client có thể truy cập OPC server cục bộ trong máy tính hoặc
mạng server.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 17
Hình 2.1: Mô hình OPC server
2.2. Tổng quan OPC [1]
2.2.1. OPC Object và giao tiếp
[1]
OPC client có thể kết nối đến OPC server được cung cấp bởi một hoặc
nhiều nhà cung cấp.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
Trang 18
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 19
Hình 2.2: OPC client
OPC server có thể được cung cấp bởi nhiều nhà cung cấp. Nhà cung
cấp cung cấp mã xác định thiết bị và dữ liệu mà trên server truy cập.
Hình 2.3: Mối quan hệ giữa OPC server / client
2.2.2. OPC DataAccess
[1]
Ở mức độ cao, OPC DataAccess server bao gồm nhiều đối tượng:
server, group và item. Đối tượng OPC server duy trì thông tin từ server và server
như là một nơi chứa các nhóm đối tượng OPC. Nhóm đối tượng OPC lưu trữ
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 20
thông tin chính nó và cung cấp cơ cấu lưu trữ và sắp xếp các OPC item cục bộ.
Hình 2.4: Mối
quan hệ giữa server và Group
Nhóm OPC cung cấp cách thức cho các client sắp xếp dữ liệu. Dữ liệu
có thể được đọc hoặc ghi. Ngoài ra, các kết nối cơ bản được tạo ra giữa client và
item trong group còn có cho phép hoặc không cho phép kết nối. OPC client có
thể cấu hình tốc độ để OPC server cung cấp dữ liệu truyền đến OPC client.
Có hai loại group: nhóm công cộng và nhóm cục bộ. Nhóm công cộng
thì dùng chia sẽ cho nhiều client, nhóm cục bộ thì chia sẽ cho client cục bộ.
Trong mỗi nhóm client có thể có một hoặc nhiều OPC Item.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 21
Hình 2.5: Mối
quan
hệ
giữa
Group
/ Item
OPC Item đại diện cho kết nối nguồn dữ liệu bên trong server. Giao
diện người dùng không thể truy cập OPC Item như là đối tượng bằng OPC client.
Vì thế không có định nghĩa giao tiếp bên ngoài cho OPC Item. Tất cả các OPC
Item được truy cập thông qua nhóm đối tượng OPC mà chứa OPC Item, hoặc
một cách đơn giản hơn là nơi đó có định nghĩa OPC Item.
Chú ý rằng, item không phải là nguồn dữ liệu mà nó chỉ là phương
tiện kết nối đến dữ liệu. Ví dụ, các tag trong hệ thống DCS tồn tại bất chấp sự
truy cập hiện tại của OPC client. OPC Item hiểu rằng đó là địa chỉ của dữ liệu
chứ thật sự không phải là nguồn dữ liệu vật lý.
2.2.3. OPC Alarm and Event Handling
[1]
Phương thức giao tiếp này cung cấp cơ chế cho OPC client để thông
báo sự cố của những sự kiện đặc biệt và điều kiện đưa ra cảnh báo. Nó cũng cung
cấp công cụ cho phép OPC client giải quyết sự kiện và điều kiện được hỗ trợ bởi
OPC server, và biết tình trạng hiện tại. Trong OPC, cảnh báo xuất hiện trong điều
kiện bất thường và đặc biệt. Cảnh báo có tên gọi là OPC Event Server.
Mặt khác, sự kiện là sự cố có thể phát hiện mà nó là tâm điểm của
OPC server, thiết bị, và OPC client. Sự kiện có thể được liên kết hoặc không liên
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 22
kết với điều kiện. Ví dụ, trạng thái chuyển từ HighAlarm sang Normal là sự kiện
liên kết với điều kiện. Tuy nhiên, hành động của người điều khiển, cấu hình hệ
thống thay đổi và lỗi hệ thống là ví dụ của sự kiện không liên quan đến điều kiện.
OPC client có thể góp phần báo sự kiện đặc biệt của sự cố.
Giao tiếp IOPCEventServer cung cấp phương thức cho phép OPC
client để:
• Giải quyết các sự kiện mà OPC server hỗ trợ.
• Gia nhập vào nơi lưu trữ các sự kiện đặc biệt, để OPC client có thể nhận
thông báo sự cố. Bộ lọc có thể được sử dụng để định nghĩa tập con các sự
kiện mong muốn.
• Truy cập và vận động bổ sung điều kiện vào OPC server.
2.2.4. OPC Historical Data Access
[1]
Hệ thống truy nhập quá khứ tạo ra nguồn thông tin bổ sung để phân
tán đến người dùng. Hiện tại các hệ thống truy nhập quá khứ sử dụng giao thức
riêng để phổ biến dữ liệu.
Có hai loại Historian server. Đặc điểm từng loại như sau:
• Simple Trend data servers. Những server này cung cấp dữ liệu lưu trữ thô
(dữ liệu đặc thù có sẵn từ OPC Data Access server).
• Dữ liệu nén và phân tích server phức tạp. Những server này cung cấp dữ
liệu nén cũng như dữ liệu lưu trữ thô. Nó có khả năng cung cấp dữ liệu
tổng hợp hoặc có chức năng phân tích dữ liệu như là giá trị trung bình, lớn
nhất và nhỏ nhất…; có thể hỗ trợ cập nhật dữ liệu và lịch sử cập nhật; có
thể hỗ trợ lưu trữ chú thích cùng với lưu trữ dữ liệu quá khứ.
2.2.5.
Ưu điểm của việc sử dụng OPC [6]
• Cho phép các ứng dụng khai thác, truy nhập dữ liệu theo một cách đơn
giản, thống nhất.
• Hỗ trợ truy nhập dữ liệu theo cơ chế hỏi tuần tự (polling) hoặc theo sự
kiện (event-driven).
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 23
• Được tối ưu cho việc sử dụng trong mạng công nghiệp.
• Kiến trúc không phụ thuộc vào nhà cung cấp thiết bị.
• Linh hoạt và hiệu suất cao.
• Sử dụng được từ hầu hết các công cụ phần mềm SCADA thông dụng,
hoặc bằng một ngôn ngữ bậc cao (C++, Visual Basic, Delphi,..).
2.2.6. Kiến trúc và thành phần của OPC
[1]
Đặc điểm của OPC luôn gồm hai phần giao tiếp: Custom Interfaces và
Automation Interfaces.
Hình 2.6: OPC interface
Như được minh họa trên Hình 2.6, hai kiểu đối tượng thành phần quan
trọng nhất trong kiến trúc OPC là OPC Server và OPC Group. Trong khi OPC
Server có nhiệm vụ quản lí toàn bộ việc sử dụng và khai thác các dữ liệu, thì các
đối tượng OPC Group có chức năng tổ chức các phần tử dữ liệu (items) thành
từng nhóm để tiện cho việc truy nhập. Thông thường, mỗi item ứng với một biến
trong một quá trình kỹ thuật hay trong một thiết bị điều khiển.
2.2.6.1.
OPC Server [6]
OPC Server là một đối tượng phân tán, cung cấp giao diện OPC chuẩn
cho các ứng dụng. Việc giao tiếp qua các mạng công nghiệp được thực hiện bằng
các lời gọi đơn giản, thống nhất không phụ thuộc vào mạng truyền thông và giao
thức được sử dụng.
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 24
OPC Server hỗ trợ hai phương pháp truy cập dữ liệu :
• Polling: Client chủ động yêu cầu Server cung cấp dữ liệu mỗi khi cần
• Publisher/Subscriber: Client chỉ cần một lần yêu cầu Server, sau đó tùy
theo cách đặt (theo chu kỳ, theo sự thay đổi của dữ liệu hoặc theo một sự
kiện nào đó). Phương pháp này còn được gọi là truy cập không đồng bộ.
Hình 2.7: Kiến trúc Client/Server trong OPC
Chuẩn OPC hiện nay qui định hai kiểu giao diện là Custom Interfaces
(OPC Taskforce, 1998b) và Automation Interface (OPC Taskforce, 1998c). Kiểu
thứ nhất bao gồm một số giao diện theo mô hình COM thuần túy, còn kiểu thứ
hai dựa trên công nghệ mở rộng OLE Automation. Sự khác nhau giữa hai kiểu
giao diện này không những nằm ở mô hình đối tượng, ở các ngôn ngữ lập trình
hỗ trợ mà cũng còn ở tính năng, hiệu suất sử dụng. Custom Interface dùng các
ngôn ngữ như C/C++ phức tạp hơn nhưng hiệu suất cao, dựa trực tiếp trên các
đối tượng COM. Automation Interface dùng các ngôn ngữ đơn giản, phương
pháp lập trình đơn giản, hiệu quả thấp, dựa trên công nghệ COM automation.
2.2.6.2.
OPC Custom Interfaces [6]
Giống như các đối tượng COM khác, hai loại đối tượng thành phần
quan trọng nhất của OPC là OPC Server và OPC Group cung cấp các dịch vụ qua
các giao diện của chúng, được gọi là OPC Custom Interfaces, như được minh họa
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
Luận văn tốt nghiệp
Trang 25
trên Hình 2.6. Chính vì những giao diện này chỉ là các giao diện theo mô hình
COM thuần túy, việc lập trình với chúng đòi hỏi một ngôn ngữ biên dịch. Trong
thực tế, C++ là ngôn ngữ chiếm ưu thế tuyệt đối phục vụ mục đích này. Bên cạnh
đó, các công cụ khác nhau cũng cung cấp một số phần mềm khung (frameworks)
thích hợp để hỗ trợ người lập trình.
Hình 2.8: OPC Custom Interfaces
Để truy nhập dữ liệu dùng OPC Custom Interfaces, ta cần thực hiện
hàng loạt các bước sau:
• Tạo một (bản sao) đối tượng OPC-Server
• Tìm và lưu trữ con trỏ (địa chỉ) của các giao diện cần dùng, trong đó có
IOPCServer
• Dùng các phương pháp thích hợp của giao diện IOPCServer để tạo một số
đối tượng OPC-Group như cần thiết
• Tìm và lưu trữ con trỏ (địa chỉ) của các giao diện cần dùng của các đối
tượng OPC-Group
• Sử dụng các giao diện thích hợp của OPC-Group để tổ chức và cấu hình
cho các đối tượng này, kể cả việc xây dựng mối liên hệ với các phần tử dữ
liệu thực
• Sử dụng IOPCSyncIO và IOPCAsyncIO2 của các đối tượng OPC-Group
GVHD: Th.S HOÀNG ĐÌNH LONG
SVTH: LƯU TIẾN ĐẠT
