Storia dei collegamenti per mantenere la connettività della rete
Le porte seriali sono presenti in tutti i sistemi di automazione industriale e nella strumentazione scientifica.
Quando furono introdotti i primi device server seriali, essi andarono a migliorare e a chiudere il gap di connettività tra i dispositivi collegati e i PC remoti collegati in rete. Lo sviluppo del server dispositivo seriale-to-Ethernet alla fine degli anni '90 è stato un altro grande passo in avanti. Più tardi, l'avvento dell'USB ha reso l'accesso ai dati seriali da desktop e PC portatili più facile che mai.
Ma, così come i tablet e gli smartphone diventano più onnipresenti nel mondo aziendale e del business M2M, la connessione a porte seriali è divenuta più complicata. Tablet e smartphone non possiedono porte seriali. Essi presentano una limitata connettività cablata di qualsiasi tipo, in gran parte basata sulle comunicazioni wireless per la loro interazione con il resto del mondo. Sono si dispositivi meravigliosi, ma non progettati per interagire con attrezzature di serie.
Produttori, fornitori e integratori di apparecchiature M2M, nonchè i loro clienti, hanno una continua necessità di comunicazioni seriali.
Funzionamento
I server per dispositivi seriali possono essere cablati o wireless. I più comuni sono quelli di rete o device server TCP / IP. In entrambi i casi, cablata o wireless, il server seriale traduce i dati seriali in un formato di Internet Protocol (IP) che possono essere trasmessi attraverso una rete.
I server per dispositivi seriali cablati utilizzano un cavo Ethernet per la connessione alla rete locale (LAN).
I server per dispositivi wireless contengono un client Wi-Fi simile a quello dei computer portatili e la connessione via Wi-Fi o lo standard 802.11. I server wireless possono collegarsi sia ad un rete di infrastrutture o ad una rete AdHoc.
Quando l'interfaccia di rete del server Serial Device (SDS) è collegata ad una LAN fornisce un indirizzo IP che tutti gli altri dispositivi di rete possono utilizzare per inviare e ricevere informazioni. Questo indirizzo è unico per la SDS. Poichè questo indirizzo è la posizione per tutte le interazioni, un riferimento secondario viene utilizzato per localizzare le informazioni. Tale indirizzo è chiamato numero di porta.
Utilizzando la combinazione tra l'indirizzo IP e il numero di porta è possibile individuare in modo univoco una porta seriale sulla rete. Il funzionamento è il seguente: una periferica seriale dispone di una porta seriale fisica collegata alla porta 8023 sull'interfaccia di rete. L'interfaccia di rete connette alla rete e ottiene un indirizzo IP 192.168.2.100. Dopo che unisce le due informazioni l'indirizzo completo della porta seriale sarebbe 192.168.2.100:8023. Qualsiasi dispositivo connesso alla rete in grado di accedere a tale indirizzo può ricevere / inviare dati dalla porta seriale.
Dispositivi SDS nelle aziende
I dispositivi SDS sono progettati per essere utilizzati con una infrastruttura di rete esistente. Se si dispone di un impianto di produzione, magazzino o ufficio, le probabilità che si sia già installata una rete (cablata, wireless o entrambe) sono alte. La connessione a queste reti è diventata molto più facile con le ultime versioni diella tecnologia SDS.
Ma cosa succede quando si desidera parlare con un dispositivo che non è coperto da una rete wireless esistente?
Una gran parte dei dati seriali desiderati può provenire da postazioni remote che sono fuori del campo di copertura della rete Wi-Fi aziendale, o in una zona in cui l'accesso alla rete a disposizione è limitato a causa della sua politica di sicurezza e di regole. Come possono gli utenti accedere ai dati da questi dispositivi?
Si utilizza un tipo di rete wireless chiamata AdHoc.
Reti AdHoc
Una
rete ad hoc è una connessione temporanea tra computer e determinati
dispositivi utilizzati per uno scopo specifico, ad esempio per la
condivisione di documenti durante una riunione o l'esecuzione di
giochi per computer con più giocatori. Inoltre in tali reti è possibile
condividere temporaneamente una connessione Internet con altri utenti, in modo che tali utenti non debbano configurare
altre connessioni Internet. Poichè le reti ad hoc possono essere
solo wireless, è necessario che nel computer in uso sia installata
una scheda di rete wireless per configurare o accedere a una rete ad
hoc.
In una rete ad hoc viene affrontato il problema del routing, perchè è proprio questo l’aspetto della rete sul quale ricadono le conseguenze maggiori della mobilità e delle limitate risorse energetiche. Affrontare questi due aspetti richiede due opposti comportamenti:
- la mobilità, e quindi la topologia dinamica, richiede uno scambio di informazioni costante che insegua tali variazioni
- la scarsità delle risorse richiede che tale scambio venga il più possibile limitato
I nodi non hanno alcuna conoscenza a priori della topologia della rete nella quale si trovano, per cui devono scoprirla comunicando con gli altri nodi. Generalmente ogni nodo annuncia la sua presenza nella rete ed ascolta la comunicazione tra gli altri nodi, che dunque diventano conosciuti. Col passare del tempo ogni nodo acquisisce la conoscenza di tutti i nodi della rete e di uno o più modi per comunicare con loro.
Gli algoritmi di routing devono:
- Assicurarsi che le tabelle di routing siano ragionevolmente piccole, anche alla luce delle risorse ridotte delle quali spesso dispongono i nodi in una rete ad hoc
- Riuscire a scegliere il miglior percorso per raggiungere gli altri nodi (in base a vari parametri, come la velocità, l'affidabilità e l'assenza di congestione)
- Tenere le proprie tabelle di routing aggiornate nel caso la topologia di rete cambi
- Raggiungere il funzionamento ottimale in poco tempo e inviando un numero esiguo di pacchetti
- Eventualmente offrire path multipli per raggiungere una destinazione, magari ordinando i path in ordine crescente di costo
La guida di Hitchhiker alla comunicazione seriale
Leonardo (14/11/2014)
