Подключение Интернета вещей | NETSCOUT
Техническое описание

Подключение Интернета вещей

Введение

Интернет вещей (IoT) может быть сложной для понимания концепцией, учитывая огромное количество статей, доступных на эту тему. Между тем стремительное распространение новых IoT-устройств продолжается как в обыденной жизни, так и практически в любой отрасли. Цель этого документа состоит в том, чтобы расставить все по местам и на фундаментальном уровне объяснить, как подготовиться к развертыванию Интернета вещей и как управлять им.

В этом документе приводятся некоторые рекомендации, помогающие понять, как развертывать, проверять и проводить диагностику с помощью специализированных решений. Подобные удобные и простые в использовании решения предназначены для сотрудников ИТ-отдела с любым уровнем навыков и помогают им эффективно выполнять описанные задачи, что позволяет организациям достигать большего с имеющимися ресурсами.

Распространение Интернета вещей

Цифровая трансформация ведет к быстрому распространению IoT-устройств, что требует подключения к сетям IP и, во многих случаях, питания по сети. Организации быстро наращивают свой «флот» подключенных к сети IoT-устройств, чтобы сократить эксплуатационные расходы и модернизировать системы автоматизации зданий для повышения эффективности в таких областях, как, например, освещение иди отопление, вентиляция и терморегулирование. Это требует интеграции и взаимодействия отделов информационных технологий и операционных отделов. В результате растет давление на и без того перегруженные сети доступа предприятий и вспомогательные ресурсы. На рисунке ниже приводится пример спектра устройств, которые теперь подключаются к сети.

Пример разнообразия устройств, подключенных к Интернету вещей. © Cisco Systems, используется с разрешения.

Другие устройства могут быть подключены через PAN (личная сеть) с помощью таких технологий, как беспроводная сеть ZigBee, Bluetooth или новый стандарт Bluetooth 5, разработанный с учетом потребностей Интернета вещей. Такие PAN-устройства обычно подключаются к сетям через определенный полевой шлюз, который подключен к сети Ethernet. Есть и другие технологии связи, например сотовые технологии 3G, 4G и, в будущем, 5G, для подключения IoT-устройств, но большинство устройств (их число в настоящее составляет 10 миллиардов) тем или иным образом подключены к проводной сети Ethernet стандарта 802,3 или беспроводной сети стандарта 802.11. Для подключения IoT-устройств или компьютеров друг к другу и другим системам управления требуются навыки высококвалифицированного сетевого инженера. Однако с помощью правильных инструментов, автоматических тестов и предварительно настроенных профилей специалисты с любым уровнем квалификации смогут эффективно выполнить развертывание, обеспечить постоянную поддержку и решить задачи с устранением неполадок.

Стратегии для успешного развертывания

Следует понимать все трудности развертывания, которые могут возникнуть не только в рамках подразделений организаций, но и при взаимодействии с внешними поставщиками. Как отмечалось ранее в этом документе, некоторые типы устройств, которые вы можете развертывать, обычно являются частью группы операционных технологий, например системы освещения, средства управления доступом и системы отопления, вентиляции и терморегулирования. Однако поскольку эти системы теперь будут подключены к сети и, скорее всего, потребуют питания через Ethernet (PoE), сотрудничество между ИТ-отделами, операционными отделами и сторонними поставщиками должно стать основным компонентом стратегии развертывания. Представьте, что у каждой группы участников процесса может быть только одна точка зрения об отдельном компоненте — это значит, что могут возникнуть проблемы со взаимными упреками. Это может привести к разочарованию, потере времени и ресурсов, поэтому тщательное планирование и взаимодействие являются ключевыми факторами для смягчения или устранения взаимных упреков.

Рекомендации по планированию

На этапе планирования необходимо учитывать потребности как локальной, так и удаленной среды с точки зрения ИТ-поддержки, конфигурации устройств, требований к тестированию сетевого подключения и производительности, а также требований к документации. Рассмотрите возможность включения в план проекта следующих компонентов:

Определение ИТ-ресурсов

Проанализируйте доступные вам ресурсы, которые могут помочь с развертыванием, а также дальнейшей поддержкой. При этом обдумаете, как привлечь больше специалистов для снижения нагрузки, связанной с развертыванием и устранением неполадок, со старших технических специалистов или сетевых инженеров. Старшие сетевые инженеры, как правило, разочарованы объемом эскалаций, которые отвлекают их от важных ИТ-проектов. При использовании правильного набора инструментов многим организациям удается позволить техническим специалистам более низкого уровня решать больше задач самостоятельно или предоставить им возможность для более эффективной эскалации с помощью визуальных решений. Это облегчает нагрузку на сетевых инженеров, улучшает взаимодействие и позволяет группам работать более эффективно с теми же кадровыми ресурсами.

Требования к сетевому подключению

Каждое развертывание и сетевая среда предъявляет собственный набор уникальных требований к сетевому подключению. Заранее выделив время на определение этих параметров, вы сэкономите время и усилия, получив стандартизированные и согласованные требования к сетевому подключению. В рамках этого процесса необходимо создать план проверки сетевого подключения и определить сотрудников, ответственных за его реализацию. Следует найти способ для автоматизированного и согласованного выполнения требуемого набора тестов, что позволит распределить нагрузку среди большего числа сотрудников, независимо от уровня их квалификации. Пример параметров для проверки:

  • требуемый уровень напряжения PoE на разъеме;
  • скорость и дуплексный режим;
  • сведения о коммутаторе, например имя, слот, порт и VLAN;
  • адрес и порт интернет-подключения.

Требования к документации

Документирование соединений между гнездом и слотом, портом или VLAN коммутатора, а также других параметров, таких как подключенные устройства, — желательная цель, но ее не всегда легко достичь. Документация также необходима для устранения проблем, которые могут возникнуть в будущем. Базовые значение параметров в предыдущей, работающей конфигурации значительно сэкономит время при устранении неполадок. Определите, какая информация будет полезной для вашей организации, чтобы иметь ее под рукой вместе со структурой ее организации по каждому объекту, этажу и т. д. Кроме того, определите, кому будет необходим доступ к этой информации во время начального ввода информации, а также в будущем, когда это будет полезно при устранении неполадок.

Устранение взаимных упреков

В процессе установки и текущего обслуживания устройств и систем Интернета вещей могут быть задействованы многие подразделения и сторонние подрядчики. Поэтому крайне важно, чтобы все участвующие стороны объединились в рамках одного проекта для оценки, определения и согласования требований к подключению, доступу к ресурсам конфигурации устройств (в локальной среде, в облаке или в приложении Android1). В этом случае все стороны будут знакомы с требованиями к развертыванию и ожидаемой производительности устройств при текущем обслуживании и устранении неполадок. После формулировки требований к сети и службам необходимо указать набор тестов сетевого подключения и определить требования к отчетности для проверки установки сети, а также стратегию дальнейшей поддержки и эксплуатации системы.

Необходимые сетевые службы

Когда организации развертывают или устраняют неполадки на IoT-устройствах, самым главным фактором является обеспечение правильной настройки и работы сетевых служб, необходимых для поддержки подключенных устройств. К сетевым службам относятся скорость соединения и дуплексный режим, PoE, конфигурация коммутатора, назначение IP-адреса, подключение шлюза, DNS и подключение к необходимым ресурсам.

Используя автоматизированный метод для выполнения каждого теста одинаковым образом, организации могут не только обеспечить согласованный и повторяемый процесс тестирования, но и определить область, в которой возникает проблема. Если требуется передать обработку проблемы сетевому инженеру, диагностика может быть ускорена благодаря полезным сведениям о проблемной области. Они помогают определить, какие тесты уже были выполнены специалистом, чтобы не тратить время на те же самые проверки и начать расширенные процедуры диагностики в самом центре проблемной области.

Конфигурация устройств Интернета вещей

В ходе развертывания и обслуживания необходимо иметь представление о конфигурации устройств и методах управления ими, даже если первоначальную установку выполняет сторонний поставщик. На сегодняшний день большинство поставщиков устройств предоставляют приложение на базе Android1 или облачное приложения для облегчения настройки устройства. Вам следует ознакомиться с доступными ресурсами для развертываемых устройств, узнать поставщиков устройств, а также определить, как осуществляется доступ к этим приложениям во время развертывания, обслуживания и устранения неполадок. Это поможет определить обязанности разных специалистов на различных этапах проекта, а также требуемые инструменты и методы подключения.

Нужный инструмент для вашей работы

При определении параметров тестирования, необходимых для проверки развертывания IoT-устройств, важно выбрать тестовое оборудование, которое соответствует вашим потребностям. Наиболее важный фактор — обеспечение последовательного, повторяемого набора тестов. Такие возможности предоставляет функция автотеста (AutoTest), которая гарантирует, что одни и те же тесты с одинаковыми пределами могут выполняться всеми специалистами в рамках всего проекта развертывания. Это, наряду с возможностью автоматизированной записи результатов тестов в центральную базу данных, позволит получить не только платформу для совместной работы и создания отчетов, но и базовый уровень корректного подключения, что будет полезно для дальнейшего устранения неполадок. Такое централизованное представление результатов поможет очень быстро выявлять общие сбои компонента или службы и избежать серьезных задержек или расходов. Это также облегчает постоянную поддержку после установки и ввода устройств в эксплуатацию. Это может быть локальная или удаленная поддержка, позволяющая более опытным инженерам помогать техникам на месте быстрее устранять проблемы, используя удаленный доступ к тестеру через облачную службу или в режиме реального времени по сети.

Рассмотрите различные требования к инструментам, такие как уровень навыков пользователя, требования конкретного объекта и, конечно, бюджет, чтобы найти оптимальное решение для вашей организации. Такое решение окажется полезным, если разные группы начнут перекладывать ответственность друг на друга, ведь оно позволит определить, вызвана ли та или иная проблема сетью или самим устройством.

Развертывание устройств Интернета вещей, подключенных к проводной сети Ethernet стандарта 802,3

При установке или вводе в эксплуатацию устройств, подключенных к проводной сети Ethernet стандарта 802,3 необходимо протестировать сетевые службы, проверяя сетевое подключение на основе требований, определенных на этапе планирования. Наиболее эффективный способ — создание «профиля» автотеста, который может использовать любой сотрудник группы развертывания. Использование заранее определенного профиля тестирования обеспечивает согласованную стандартизированную методологию тестирования.

Автотест должен выполнять следующие тесты:

  • Сначала проверьте питание PoE под нагрузкой в разъеме, к которому будет подключено IoT-устройство, чтобы убедиться, что коммутатор обеспечивает требуемую мощность для работы устройства. Нагрузочный тест важен особенно в средах, в которых будут развертываться такие устройства, как цифровые системы освещения, требующие более высоких уровней мощности. Даже если кабель прошел сертификационный тест, это не означает, что вся система обеспечивает необходимый уровень мощности. Нагрузочный тест позволяет сравнить запрошенный и реальный уровень мощности от точки подключения устройства к сети. Кроме того, необходима возможность определить пары, используемые PoE, для обеспечения правильной конфигурации. Используемый инструмент должен поддерживать нагрузочное тестирование на наивысшей мощности, которая может потребоваться для работы данного устройства.

Рис. 1: результаты автотеста LinkRunner G2 на одной странице.

Рисунок 2: подробные результаты теста PoE, выполненного LinkRunner G2. Пользователь может просмотреть дополнительные сведения о каждом тесте.

  • Далее идут скорость канала и дуплексный режим. Когда Ethernet-устройства пытаются подключиться друг к другу, происходит согласование для определения максимальной скорости и дуплексного режима, с помощью которого они могут взаимодействовать до установления соединения. Подключения с низкой скоростью и (или) неэффективным полудуплексным режимом следует избегать для приложений, которые интенсивно используют полосу пропускания.
  • Следующий шаг проверки — IPv4-адресация. Адреса могут предоставляться динамически протоколом DHCP или могут быть заданы статически, что более вероятно, если устройство будет постоянно подключено к сети. Во время процесса назначения адресов DHCP-сервером (или если IP-адрес устройства задан статически) необходимо определить адрес и время ответа DNS-сервера. Кроме того, инструмент должен поддерживать IPv6-адресацию для работы с системами следующего поколения.

Стандартизированный автотест обеспечивает согласованное выполнение тестов разными специалистами на различных инструментах. Это позволяет добиться согласованного тестирования на протяжении всего проекта и быстро определить любые аномалии между тестами.

Еще одна полезная функция — проверка физического кабеля и определение расстояния до сбоя (обрыва, короткого замыкания или расщепленной пары). Кроме того, быстрая идентификация перепутанных и перекрещенных пар является очень полезной.

Рисунок 3: результат теста кабеля с помощью LinkRunner G2.

Развертывание устройств Интернета вещей в беспроводных сетях LAN 802.11

Как и в случае с проводными Ethernet-устройствами, беспроводные устройства 802.11 также следует проверять на этапах установки, валидации и обслуживания в течение жизненного цикла.

Во-первых, беспроводные IoT-устройства должны быть запрограммированы с определенными учетными данными для подключения к правильной или соответствующей области сети. Обычно для этого используется определенный SSID (имя сети). Подключения могут контролироваться и отслеживаться с помощью испытательного устройства, которое позволяет убедиться, что устройство подключено к нужной точке доступа и с нужным SSID.

Рисунок 4: сведения о тесте точки доступа в AirCheck G2.

Рисунок 5: тест использования канала AirCheck G2.

Далее следует протестировать роуминг, для чего может потребоваться проверить, может ли устройство перемещаться по зданию, подключаясь к ближайшим доступным точкам доступа. Потеря подключения может привести к выходу из приложения или прекращению голосового вызова на устройстве, если это VoIP-подключение.

Если беспроводное IoT-устройство периодически теряет связь, не может подключиться или сталкивается с медленным соединением, возможно, беспроводное устройство, например микроволновая печь или аналоговая камера наблюдения, создает помехи на беспроводном канале или на связанных каналах. Это можно определить с помощью анализатора спектра или инструмента, который может различать беспроводные и другие радиочастотные сигналы по каналам.

Рисунок 6: обзор средства определения помех Wi-Fi тестера AirCheck G2.

Рисунок 7: тест iPerf в AirCheck G2.

Если к сети подключено очень много IoT-устройств, полосы пропускания или сетевых ресурсов может быть недостаточно. Это можно проверить с помощью тестера с поддержкой проверки пропускной способности, подключив его по беспроводной связи к проводному Ethernet-подключению.

Кроме того, возможность удаленного просмотра тестером и управления им, а также центральный репозиторий результатов, доступных нескольким пользователям, могут сократить время устранения неполадок благодаря упрощенному взаимодействию с удаленными инженерами.

Заключение

Распространение IoT-устройств в современной сетевой среде является сложной задачей для организаций, которым приходится достигать больших результатов, не привлекая дополнительных сотрудников. Это также может вести к усложнению управления проектами в разрозненных подразделениях и при взаимодействии с внешними поставщиками. Поэтому, приступая к администрированию и поддержке развертывания все большего числа подключенных к сети устройств, следует подумать о том, как расширить ваши возможности управления проектами. Для этого необходимо предоставить дополнительные ресурсы, реализовать возможности взаимодействия разных рабочих групп и обеспечить визуализацию данных для выявления источников проблем.

Организации, которые развертывают такие средства и позволяют выездным специалистам играть более важную роль во время развертывания и последующего устранения неполадок, повышают эффективность совместной работы и ускоряют окупаемость инвестиций. Кроме того, эти инструменты позволяют прекратить взаимные упреки среди сотрудников или внешних поставщиков в случае возникновения проблемы.

Дополнительные сведения о таких специализированных решениях для тестирования см. по адресу:
https://enterprise.netscout.com/industries/handheld-network-test-solutions

1 Android является зарегистрированной торговой маркой Google Inc.

© NETSCOUT SYSTEMS, INC, 2018 г. Все права защищены. NETSCOUT и логотип NETSCOUT являются зарегистрированными торговыми знаками NETSCOUT SYSTEMS, Inc и/или ее филиалов или дочерних компаний в США и/или других странах. Все другие бренды, наименования продукции и не зарегистрированные товарные знаки являются собственностью их владельцев.

 
 
Powered By OneLink