问题描述
按照初设规定，每个工程点位都要安装一条具有独立公网IP的光纤专线，供该点位的视频监控设备、水质监测设备及PLC设备与外界进行通信。而在项目开发前期并没有意识到，组态软件(上位机)无法通过公网IP地址连接PLC，导致在交付后期PLC设备无法与主控进行通信。
后经过了解得知可以在控制室网络与各PLC所属网络之间搭建VPN隧道，使得两个网络之间可以像局域网那样相互访问。
VPN技术
VPN（虚拟专用网络，Virtual Private Network）是一种通过在公共网络上建立专用网络的技术，它可以让分散在不同地理位置的设备安全地相互通信，仿佛它们处在同一个局域网内。VPN技术最初主要用于远程办公和保护数据隐私，但如今已广泛应用于各种网络环境中，包括工业自动化领域中的PLC设备和主控上位机的安全通信。
如表所示目前流行的有以下几种协议：
| 协议类型 | 安全性 | 性能 | 兼容性 | 配置复杂性 | 典型应用场景 | 工作层级 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| IPsec VPN | 非常高，支持强加密和认证 | 较好，但加密开销较大 | 需要支持IPsec的客户端 | 中等，通常需要配置路由和防火墙 | 企业间通信，保护敏感数据传输 | 网络层（第3层） |
| SSL VPN | 高，基于SSL/TLS加密 | 较好，依赖网络延迟 | 高，支持浏览器或轻量级客户端 | 较低，使用方便 | 远程访问，适合移动办公和远程用户 | 传输层（第4层） |
| PPTP VPN | 低，已知安全漏洞较多 | 高，较少的加密开销 | 高，几乎所有平台都支持 | 非常低，易于设置 | 小型网络，不涉及敏感数据的场景 | 数据链路层（第2层） |
| L2TP/IPsec | 非常高，结合L2TP和IPsec的优势 | 较好，但隧道开销较大 | 中等，需安装客户端软件 | 中等，配置较复杂 | 提供强加密的企业级网络连接 | 数据链路层（第2层）和 网络层（第3层） |
| OpenVPN | 高，支持多种加密算法 | 较好，依赖网络延迟和加密设置 | 中等，需安装客户端软件 | 中等，需要一定的配置 | 开源解决方案，适合多种应用场景 | 传输层（第4层） |
详细解决方案
IP重新划分
由于控制室和各个点位配备的都有工业级路由器且支持IPsec VPN的搭建，所以直接在路由器上进行VPN搭建。
由于IPsec VPN要求各个隧道两端的网络是不同网段的，因此将整个工程的网络IP地址按照下表进行划分，使得主控和各个位置可以互相连通。
| 点位 | 公网独立IP | 局域网网络 |
|---|---|---|
| 控制室 | 111.xxx.xxx.xx1 | 192.168.1.0/24 |
| 位置1# | 111.xxx.xxx.xx2 | 192.168.2.0/24 |
| 位置2# | 111.xxx.xxx.xx3 | 192.168.3.0/24 |
| 位置3# | 111.xxx.xxx.xx4 | 192.168.4.0/24 |
| 位置4# | 111.xxx.xxx.xx5 | 192.168.5.0/24 |
| 位置5# | 111.xxx.xxx.xx6 | 192.168.6.0/24 |
采用站点到站点VPN部署模式，网络架构图如下图所示：
主控路由器配置(总部)
以锐捷工业路由器为例演示总部的配置
需要注意以下几个点：
- 总部和分部在两个阶段的加密算法以及预共享密钥要保持一致。
- 总部和分部都需要配置隧道两端的网段。
其他点位路由器配置
以TP-LINK工业级路由器为例演示分部的配置
测试
验证是否搭建成功可以从两个方面进行验证：
-
配置成功之后，主控和其他点位路由器都有相应的提示。
- 主控路由器
- PLC设备点位(分部)路由器
- 主控路由器
-
在主控(控制室网络)中使用局域网IP
pingPLC设备
