Безопасные подключения в IoT-среде на примере роутеров Robustel

Самыми распространенными решениями для удаленной связи с мобильным IoT-оборудованием стали сотовые сети и устройства для работы с ними. Эксперты говорят, что предпочтительнее использовать 3G/4G роутеры ввиду расширенного функционала, их повышенной надежности и безопасности. К тому же такие устройства, как Robustel, легко настроить на работу с VPN, а значит, сделать соединения более безопасными.

Почему роутеры лучше модемов

Расстояние от пункта управления до промышленного оборудования, которым необходимо управлять, может превышать сотни километров. 

Получение данных с оборудования, включение и выключение устройств – это типовые задачи, которые решают территориально-распределенные предприятия. Как правило, для удаленной связи используются промышленный компьютер, PLC или набор датчиков и счетчиков, которые подключены к сети с помощью 3G/4G модемов или 3G/4G роутера. Сетевое оборудование передает данные оператору предприятия. 

Эксперты утверждают, что подключение через роутеры более надежно и безопасно. Роутеры для связи IoT-устройств позволяют реализовать более широкий спектр подключений, нежели 3G/4G модемы. Дополнительный функционал продвинутых сетевых устройств позволяет производить тонкую настройку. Поэтому речь в статье пойдет про роутеры.

Варианты подключений с помощью сетевого оборудования

• по статическому IP адресу;
• с использованием услуги DDNS;
• через внешний сервер со статическим IP адресом;
• с использованием услуги провайдера Private APN;
• с организацией VPN-канала.

Подключение к удаленному объекту по статическому IP адресу

Преимущества:

• легкость настройки;
• простая конфигурация сети;
• доступ к каждому объекту по уникальному адресу. 

Недостатки:

• количество статических IP адресов обычно ограничено;
• каждый статический IP оплачивается у провайдера дополнительно;
• подверженность взлому, сниффингу, DoS-атакам, лишний расход трафика.

Организация такого подключения чревата нарушением безопасности и попыткам несанкционированного доступа. Если оборудование доступно по выделенному IP, то доступ к такому адресу могут получить различные компьютеры и не только из организации. 

Пример: Сервера компании находятся в Америке, а удаленные объекты – в Казахстане. Смену топологии сети в компании сочли невозможной. В некоторые дни оборудование не выходило на связь в течение нескольких часов. Анализ логов показал, что к устройствам пытались непрерывно подключиться с различных IP-адресов. Такие действия злоумышленников приводили к отказу системы и избыточному расходованию мобильного трафика. Поэтому такой способ для удаленного подключения не рекомендуется. 

Подключение к удаленному объекту с использованием услуги динамического сервера доменных имен (Dynamic DNS)

• адреса устройств могут быть динамическими, находится за NAT провайдера;
• наличие бесплатных DDNS;
• сложность сниффинга адресов удаленных объектов.

Недостатки: 

• нестабильное соединение, особенно с бесплатными DDNS;
• DDNS сервера могут быть недоступны;
• подверженность взлому/перехвату трафика.

Подключение к удаленному объекту с использованием внешнего сервера со статическим IP адресом

Преимущества: 

• легкость в настройке роутера;
• нет доступа извне к роутеру

Недостатки:  

• по-прежнему трафик не шифруется, есть вероятность перехвата и взлома. 

Этот способ подключения – наиболее безопасный из вышеперечисленных. Удаленный роутер сам подключается к серверу по заранее известным IP. Ответственность за аутентификацию, безопасность, защиту от атак лежит на стороне сервера.  

Подключение к удаленному объекту с использованием услуги провайдера Private APN

Преимущества: 

• безопасное соединение;
• «серые» IP (расположенные за NAT провайдера), нет доступа извне, только через шлюз провайдера.

 Недостатки: 

• сложность настройки;
• могут быть проблемы с назначением IP адресов, масок и т.п;
• в случае кражи/утери SIM карты появляется доступ ко всей сети сегмента;
• услуга платная. 

Этот вариант достаточно безопасный. За конфиденциальность данных, аутентификацию и назначение IP-адреса отвечает провайдер. Как правило, при подключении выделяются «серые» IP-адреса. Просто так из интернета доступ к этим адресам не получить. Доступ возможен только через шлюз и файервол провайдера. 

Подключение к удаленному объекту с организацией VPN-канала

Преимущества:

• безопасное соединение с использованием протоколов шифрования;
• аутентификация пользователей;
• «серые» динамические IP на удаленных объектах;
• повышенная сложность взлома сети и перехвата трафика.

Недостатки:

• сложность настройки;
• необходимость в актуализации сертификатов защиты;
• нужен сервер со статическим «белым» IP.

Это наиболее безопасный способ подключения из всех рассмотренных. В данном случае используются протоколы шифрования. Статический адрес достаточно иметь только на сервере. Подключение к серверу обеспечивается безопасно, запрашивается аутентификация, применяются сертификаты шифрования. 

Также в этом типе подключений создаются безопасные туннели между удаленными объектами и локальной сетью и возможно  подключить к оборудованию мобильных пользователей. Весь трафик может быть зашифрован.

Для эффективного дистанционного управления промышленным оборудованием рекомендуется использовать VPN. 

Оборудование Robustel

Во всех роутерах Robustel установлена операционная система RobustOS. В ней по умолчанию предусмотрено простое подключение к таким видам VPN, как GRE, OpenVPN и IPSec. Через центр приложений дополнительно устанавливаются типы соединений DMVPN, PPTP и L2TP. 

Предусмотрена возможность шифрования трафика стандартными алгоритмами GRE 128/256. Роутеры поддерживают стандарты 2G/HSPA+/UMTS. Чтобы всегда быть онлайн, предусмотрено резервирование каналов SIM. 

Роутерам Robustel доступна Robustlink – это централизованная облачная IoT/M2M-платформа управления. Облачная платформа RobustLink позволяет проводить мониторинг всех устройств в сети. 

Ключевые возможности Robustlink: 

• Удаленное управление всеми устройствами;
• Поддержка до 20 000 устройств;
• Мониторинг;
• Обновление ПО;
• Управление SIM картами;
• Возможность подключения RobustVPN как приложения;
• Возможность управления установленными на роутере приложениями. 

Robustel в действии 

С помощью различного оборудования Robustel предприятия реализуют различные сценарии, самые распространенные из которых – удаленный доступ к оборудованию, проверка сотрудников с помощью устройств, мониторинг активности и т.д. 

Пример 1. Удаленный доступ к объектам нефтедобычи. Мониторинг и управление кустовыми насосными станциями

Одна крупная компания разработала станции управления насосами. Они обеспечивают: 

• сбор и обработку параметров работы насосов;
• выполнение команд дистанционного управления оборудованием;
• передачу информации на верхний уровень;
•  сигнализацию об аварийных ситуациях.

Для реализации этой задачи использовалось оборудование Robustel R3000-3P. Часть алгоритмов была реализована в роутере с применением SDK Robustel (комплект средств разработки), а передача данных на верхний уровень осуществлялась с помощью защищенных VPN-туннелей. 

Robustel R3000-3P – это промышленный 3G-роутер с двумя SIM-картами для UMTS/HSPA сетей.

роутер R3000 S2-002

Отличительные особенности

• Поддержка HSPA+;
• Двойное резервирование SIM для непрерывной сотовой связи, поддерживает 3G;
• Метод антенного разделения (Antenna diversity) для улучшения производительности передачи;
• Два Ethernet порта, могут быть настроены как 2 LAN или 1 LAN – 1 WAN (поддерживает беспроводной WAN и резервирование по проводному WAN);
• Поддержка VLAN.

Пример 2. Телемедицина: Автоматизированная система проведения медицинских осмотров

Компания разработала программно-аппаратный комплекс, который позволяет проводить медицинский осмотр сотрудников, чья работа связана с повышенным риском или ответственностью (машинисты поездов, водители общественного транспорта и т.д.). 

Задачей системы стали:  

• исключение человеческого фактора при проведении осмотров;
• сокращение времени, повышение безопасности и дисциплины сотрудников;
• удаленный осмотр сотрудников в любой точке страны с фиксацией всех параметров в единой базе данных на удаленном сервере;
• развертывание более 100 терминалов по всей России. 

Для реализации задачи подключение удаленных устройств осуществлялось при помощи промышленного сотового LTE-роутера Robustel R2000-4L. R2000-4L создан для организации беспроводной передачи данных в приложениях IoT/М2М.

Ключевые особенности:

• Поддержка Wi-Fi (в зависимости от модели);
• Резервирование передачи данных по двум SIM картам, обеспечение непрерывного соединения с сетью, поддержка 2G/3G/4G стандартов;

Различные режимы резервирования и проверки активности соединения. 

Технические характеристики Robustel R2000-4L

Пример 3. Мониторинг сейсмической активности и метеорологической обстановки

Государственное учреждение реализовало удаленный сбор данных в сети из 40 сейсмостанций, которые обеспечивают круглосуточный сейсмический мониторинг в горной местности. 

Задача контроля заключается: 

• в оперативном оповещении населения о сейсмических событиях;
• в непрерывном сейсмологическом мониторинге на сети стационарных станций; 
• изучение техногенной сейсмичности в местах добычи полезных ископаемых.

Для подключения оборудования использовалась модель роутера R3000-Quad. R3000 Quad – это надежный промышленный сотовый 3G-роутер 

Ключевые особенности

• Резервирование передачи данных по двум SIM картам, обеспечение непрерывного соединения с сетью, поддержка 2G/3G стандартов;
• Автоматическая перезагрузка при помощи SMS, по звонку или в заданное время;
• Работа с Robustlink (Централизованная M2M платформа управления);
• Различные методы управления. 

Технические характеристики R3000-Quad

3G/4G роутеры Robustel с успехом применятся также в таких сценариях, как банкоматы и вендинг, автоматическое считывание показаний измерительных приборов, промышленной автоматизации, в системах видеонаблюдения и т.д. 

В России официальным дистрибьютором продукции Robustel является компания «ЕвроМобайл».

Компания Robustel имеет развитую сеть дистрибьюторов в более чем 120 странах мира. Продукция отличается высокой надёжностью, промышленным классом исполнения и приемлемой ценой. Компания «ЕвроМобайл», как официальный дистрибьютор и инжиниринговая компания, осуществляет гарантийное и постгарантийное обслуживание продукции Robustel, оказывает услуги по настройке, обновлению, интеграции и проектированию систем телеметрии на базе роутеров Robustel.

Продукция Robustel успешно решает задачи связи, управления и передачи данных в таких применениях, как: мониторинг бурения скважин, управление светофорными объектами, системы контроля проезда на красный свет, АСКУЭ, интеллектуальное управление перекрёстками, управление объектами водного хозяйства, обеспечение связи и интернета по защищённому каналу между филиалами компаний, умные парковки, управление городским освещением и другие решения для умного города.

Получить консультацию и заказать продукцию Robustel можно в компании « ЕвроМобайл».