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西門子開發(fā)出首艘電動汽車輪渡
· 渡船僅需10 分鐘即可完成充電過程
· 該渡船重量相較傳統(tǒng)渡船減半，大大節(jié)約能源使用
西門子攜手挪威造船廠Fjellstrand開發(fā)出了首艘電動汽車輪渡。該船長 80 米，可承載 120 輛汽車和 360 位乘客。從 2015 年起，該輪渡將被用于跨挪威松恩峽灣的 Lavik 和 Oppedal 兩個城鎮(zhèn)之間的航線上。
該渡船所采用的電池能在輪渡往返間隙進行充電，充電過程僅需10分鐘。目前用于這條航線的汽車輪渡平均每年耗用近 100 萬升柴油，排放 2,680 噸的二氧化碳，37 噸的氮氧化物。為了參加由挪威交通部組織的招標，Norled 公司特別打造了此款電動汽車輪渡。后，Norled 公司贏得了從 2015 年至 2025 年此航線的經(jīng)營許可權(quán)。
該汽車輪渡的船體根據(jù)電力驅(qū)動系統(tǒng)的要求進行了特殊設(shè)計。作為雙體船身即把2個瘦長的船體橫向連在一起組成的船，其在水中受到的阻力相較傳統(tǒng)輪渡更小。此外，兩個船身均采用鋁材制造，而非傳統(tǒng)的鋼材。該渡船沒有裝備柴油發(fā)動機，而是采用電機來驅(qū)動兩個螺旋槳。電機由一個重達10 噸的電池組供電。比起傳統(tǒng)設(shè)計，新的設(shè)計使得該船的重量減半。目前該航線使用的傳統(tǒng)汽車輪渡，其發(fā)動機的功率高達 1,500千瓦，而新型渡船的電池功率僅需 800 千瓦。在正常情況下，如果渡船以時速10 海里的航速航行，400 千瓦的電池功率就能夠滿足發(fā)動機的需求。
新汽車輪渡的突出特點是僅用10 分鐘就可完成電池充電過程。然而，位于航線兩端的兩個小鎮(zhèn)的電網(wǎng)無法在短時間內(nèi)提供足夠的電力，輪渡公司為此在每個港口都安裝了電池組，這些電池組可以在汽車輪渡返航期間通過當?shù)仉娋W(wǎng)慢慢充電。挪威政府目前已經(jīng)有意將航行時間在 30 分鐘以內(nèi)的渡船全部換成電動船，這將把挪威大陸和沿海岸線的眾多島嶼通過數(shù)百條渡船連接起來。
1 更改登錄用戶名和密碼
對于SCALANCE X來說，需要輸入用戶名和密碼才能更該設(shè)置。這些設(shè)備有出廠的默認密碼。SCALANCE X產(chǎn)品的用戶名和默認密碼是admin。知道用戶名和默認密碼，會嘗試用該密碼訪問您的工業(yè)以太網(wǎng)交換機從而惡意更改網(wǎng)絡(luò)設(shè)置。要防止任何未經(jīng)授權(quán)的更改，可以修改設(shè)定設(shè)備的密碼。如圖1所示，可以通過這個界面配置管理員和用戶的密碼。
圖 1
2 訪問協(xié)議控制
用戶登錄SCALANCE X有多種協(xié)議支持方式，例如FTP,TELNET,SSH和HTTP等協(xié)議。如圖2所示，可以禁止一些未被使用的協(xié)議來滿足工業(yè)安全要求。在SCALANCE X中可以通過Agent標簽下的選項禁止或者激活相應(yīng)協(xié)議的訪問。
圖 2
3 禁用SCALANCE X硬件的SELECT/SET按鈕
在SCALANCE X的硬件正面的SELECT/SET按鈕可以執(zhí)行“恢復(fù)工廠設(shè)置”、“使能環(huán)網(wǎng)冗余管理者”等功能。在項目正式運行期間很少更改網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，因此可以考慮通過如圖 ３
所示，禁用該按鈕，避免誤操作而導(dǎo)致的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)故障。
圖 ３上海西門子模塊代理商
4 禁用未被使用的以太網(wǎng)接口
對于在項目中暫時未使用的以太網(wǎng)口可以通過如圖４所示界面，禁用該口，這樣相當于從物理上禁用，從而避免誤連接而導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)故障。
圖 ４
5 HTTPS協(xié)議
HTTPS安全基礎(chǔ)是SSL協(xié)議，提供了身份驗證與加密通訊方法，現(xiàn)在它被廣泛用于互聯(lián)網(wǎng)上安全敏感的通訊 。SSL極難竊聽，對中間人攻擊提供一定的合理保護。認證用戶和服務(wù)器，確保數(shù)據(jù)發(fā)送到正確的客戶機和服務(wù)器；加密數(shù)據(jù)以防止數(shù)據(jù)中途被竊??；維護數(shù)據(jù)的完整性，確保數(shù)據(jù)在傳輸過程中不被改變。如圖5所示為SCALANCE X啟用HTTPS協(xié)議，在登錄系統(tǒng)時如圖6所示，必須要使/，這樣就可以通過安全通道訪問交換機。
圖 5 圖 6
6 使用ACL協(xié)議
ACL全稱Access Control List（訪問控制列表）。訪問控制列表是交換機、路由器及防火墻中的常用技術(shù)，用來根據(jù)事先設(shè)定的訪問控制規(guī)則，過濾某些特定MAC地址、IP地址、協(xié)議類型、服務(wù)類型的數(shù)據(jù)包，合法的允許通過，不合法的阻截并丟棄。SCALANCE X 300/400的訪問控制列表使用了特定的MAC地址過濾技術(shù)，給網(wǎng)絡(luò)管理提供系統(tǒng)訪問的基本安全手段。例如，ACL允許某一主機訪問您的系統(tǒng)資源，而禁止另一主機訪問同樣的資源。單播過濾技術(shù)使用在訪問控制列表中。如果訪問控制列表使能，來自于“不知道”MAC地址的數(shù)據(jù)包就立刻被過濾掉。所以要讓“知道”MAC地址的數(shù)據(jù)包通過，就必須建立一個單播入口規(guī)則。
圖 7
網(wǎng)絡(luò)組態(tài)由2臺交換機SCALANCE X414-3E，分別稱為Switch A和Switch B（如圖7所示）。通過各自的Port 5.1相連。Switch C為SCALANCE X204-2與Switch A的Port 9.4相連。PG/PC1、PG/PC2分別與Switch B的10.4、11.4相連。其中PG/PC1的MAC地址為08-00-06-90-BA-AD；PG/PC2的MAC地址為00-13-72-7C-98-6B。相應(yīng)的IP地址參考ACL組態(tài)圖。Switch B不做組態(tài)，通過Switch A組態(tài)設(shè)置ACL，查看PG/PC1和PG/PC2對Switch C (資源) 的訪問。
交換機A的組態(tài)：
通過IE瀏覽器打開Switch A的Web頁面，輸入用戶名和密碼，均為“admin”。在點擊目錄樹Switch?Unicast Filter(ACL)，可以看見右側(cè)當前的單播過濾表，其中可以看到通過5.1端口，交換機學(xué)習(xí)到PG/PC1和PG/PC2的MAC地址（如圖8所示）。
圖 8
通過Ping指令，PG/PC1和PG/PC2可以Ping通Switch C。
點擊下面New Entry按鈕，復(fù)制拷貝PG/PC1的靜態(tài)MAC地址并設(shè)置Port5.1為M。M表示允許單播數(shù)據(jù)通過該端口（如圖9所示）。點擊Set Values按鈕結(jié)束。
圖 9
設(shè)置完畢后，再次點擊進入，可見端口9.1和10.1的端口屬性為#（如圖10所示）。表明該端口無效，因為這兩個端口被設(shè)置了VLAN，而不在VLAN1上。
圖 10
再次點擊目錄樹Switch?Unicast Filter(ACL)，右側(cè)當前的單播過濾表中PG/PC1的MAC地址已被設(shè)置為靜態(tài)（static）（如圖11所示）。
圖 11
點擊目錄樹Switch?Unicast Filter(ACL) ?Ports，使能端口5.1，然后點擊Set Values按鈕結(jié)束設(shè)置（如圖12所示）。
圖 12
這時點擊目錄樹Switch?Unicast Filter(ACL)，只有PG/PC1在5.1端口上（如圖13所示）。
圖 13
通過對Switch A的訪問控制列表設(shè)置，只有PG/PC1可以訪問Switch C。這樣從網(wǎng)絡(luò)管理和安全角度，來自于非PG/PC1的MAC的單播幀都將被丟棄。
7 IEEE802.1X基于用戶的認證
所謂認證（Authentication）,是指驗證某個實體所聲明的身份的真實性。認證服務(wù)器在通常情況下為RADIUS（Remote Authentication Dial In User Service）服務(wù)器，用戶帳戶信息存儲在該服務(wù)器中。802.1X允許對用戶而非機器進行身份驗證，同時可以確保用戶連接至合法、經(jīng)過授權(quán)而非竊取個人數(shù)據(jù)的冒牌網(wǎng)絡(luò)。識別用戶（而非機器）的身份可以讓網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)更有效率。認證端（SCALANCE X）通常為支持IEEE 802.1X協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，對客戶端進行認證并起到中繼的作用。連接在端口上的用戶設(shè)備如果能通過驗證，就可以訪問LAN內(nèi)的資源；如果不能通過驗證，端口接入將被阻止，相當于物理上斷開連接。
802.1X為認證會話過程定義了三個組件：
申請者（Supplicant）是尋求訪問網(wǎng)絡(luò)資源的用戶機器。
網(wǎng)絡(luò)訪問由認證者（Authenticator）控制，它扮演著傳統(tǒng)撥號網(wǎng)絡(luò)中訪問服務(wù)器的角色。認證者只負責(zé)鏈路層的認證交換過程，并不維護任何用戶信息。
任何認證請求均會被轉(zhuǎn)送至認證服務(wù)器（RADIUS）進行實際的處理。
整個認證交換過程在邏輯上是通過申請者與認證服務(wù)器來完成的，認證者只是扮演中介的角色（如圖14所示）。
192.168.1.22 192.168.1.14 192.168.1.119
申請者 認證者（SCALANCE X300/400） 認證服務(wù)器
圖 14
7.1 在認證者（SCALANCE X300/400）側(cè)的設(shè)置：
如圖15所示，輸入RADIUS Server的IP地址 192.168.1.119,認證的端口號 1812，密碼 admin。
圖 15
如圖16所示，應(yīng)用802.1X進行認證的交換機端口。
圖 16
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