數(shù)字化工廠未來網(wǎng)絡架構介紹

為了支持數(shù)字化轉型，傳統(tǒng)工廠需要實施網(wǎng)絡基礎設施的現(xiàn)代化，同時確保其保持靈活性和安全性。

制造業(yè)經(jīng)歷了時代的巨變，正在向后疫情時代過渡。勞動力的所有變化和消費者需求的轉變，都會導致勞動力短缺，貨物和運輸?shù)牟豢深A測性，以及供應鏈的中斷?，F(xiàn)在，對于工廠工程師來說，重新考慮他們的方法并找到利用技術的新方法至關重要，例如先進的軟件定義廣域網(wǎng)（SD-WAN）。其中一個目標是盡可能實現(xiàn)自動化，以減少中斷對現(xiàn)有和未來生產(chǎn)的影響。

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數(shù)字化轉型的關鍵

數(shù)字化轉型的核心應該是關注關鍵技術，包括工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）、人工智能（AI）和先進機器人技術等。其中的每一項都需要強大的連接性和IT靈活性，旨在創(chuàng)建智能工廠環(huán)境和重塑業(yè)務流程，從而為在不確定性中茁壯成長提供必要的優(yōu)勢。

自動化是首要問題，特別是最近市場調(diào)研機構Gartner的一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，57%的制造業(yè)領導者認為他們的組織缺乏技術工人來支持智能制造數(shù)字化轉型，這進一步要求工廠經(jīng)理，在需求激增的情況下，用更少的工人做更多的工作。

然而，隨著對IIoT設備的日益依賴，工廠領導還必須考慮其安全狀況，以及應對日益增長的網(wǎng)絡攻擊的能力，攻擊面的增加會使各自的工廠環(huán)境面臨著日益高漲的網(wǎng)絡安全風險，這對于上一代人來說是完全無法想象的。

向數(shù)字化工廠的轉變，即所謂的數(shù)字化轉型，給傳統(tǒng)的信息技術系統(tǒng)，特別是網(wǎng)絡帶來了巨大的壓力。現(xiàn)在，工廠環(huán)境必須有一個可靠和安全的網(wǎng)絡，而傳統(tǒng)的基于路由器的網(wǎng)絡架構已經(jīng)無法提供這種網(wǎng)絡。在這里，先進的SD-WAN解決方案可以幫助工廠解決五種常見的使用場景，這些用例既可以降低網(wǎng)絡安全風險，又可以確保組織充分利用各自的自動化投資。

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將遠程制造設施與SD-WAN連接

工廠遍布全球的國際化企業(yè)，必須應對由于多個偏遠地點而造成的連接不良的可能性。為了連接這些遠程站點，制造商通常使用多協(xié)議標簽交換（MPLS）線路，但這些服務價格昂貴，同時提供的帶寬有限，也無法靈活擴展業(yè)務，從而降低了整體服務質量和網(wǎng)絡性能。遠程位置也會經(jīng)歷抖動和丟包，影響實時應用，如VoIP和視頻會議，更不用說對工廠運營至關重要的IIoT設備了。

在這里，先進的SD-WAN解決方案可以通過寬帶互聯(lián)網(wǎng)和5G/LTE連接，來補充甚至取代MPLS線路，從而在提高網(wǎng)絡性能和連接性的同時提高靈活性，并降低成本。SD-WAN可以使用路徑調(diào)節(jié)等技術，通過寬帶互聯(lián)網(wǎng)和5G/LTE連接，提供與專用線路相當?shù)男阅埽@些技術可以在目的地重建丟失的數(shù)據(jù)包。

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快速建立新站點，同時減少設備擴張

隨著企業(yè)的發(fā)展，領導層必須經(jīng)常將新的工廠環(huán)境和設施與更廣泛的企業(yè)網(wǎng)絡聯(lián)系起來。此外，隨著組織改進自動化和集成新技術，它們還必須集成第三方供應商或其它關鍵利益相關者。所有這些都必須快速完成部署，以配合業(yè)務發(fā)展，但新的MPLS線路可能需要60到120天的時間才能完成配置和部署，而寬帶服務可以在短短幾天內(nèi)完成安裝，只是需要經(jīng)驗豐富的本地員工。

有了先進的SD-WAN，員工和支持團隊可以使用現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)或5G連接，在幾分鐘內(nèi)建立一個新站點。該計劃還可以使用零接觸資源調(diào)配，這意味著不再需要派遣經(jīng)驗豐富的IT人員到現(xiàn)場完成部署。工作人員可以遠程確保在新位置無縫執(zhí)行安全策略，并且任何策略的更改，都可以在幾分鐘內(nèi)自動分發(fā)到可能數(shù)千個位置。從安全角度來看，SD-WAN還可以集成路由、防火墻和其它WAN優(yōu)化功能，從而減少在遠程位置配置多個網(wǎng)絡設備的需要，消除了可能變得難以管理和調(diào)配的復雜性和設備擴展。

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使用SD-WAN加快災難恢復

工廠遍布全球的企業(yè)往往會受到網(wǎng)絡延遲的影響。工廠人員通常需要將大型文件傳輸?shù)竭h程站點，例如工程CAD文件，但傳輸可能需要很長時間，或者由于延遲問題而無法傳輸，尤其是在管理遠程站點時。

此外，制造商需要定期在遠程站點執(zhí)行備份以實現(xiàn)災難恢復。為了克服延遲的影響，SD-WAN程序可以通過應用傳輸控制協(xié)議（TCP）加速和數(shù)據(jù)縮減來加速數(shù)據(jù)傳輸。

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使用SASE保護云中的應用程序和流量

與其它商業(yè)領域類似，工廠環(huán)境也越來越多地利用云來托管關鍵業(yè)務應用程序，從而削弱了傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心的作用。伴隨著這一轉變，不需再將流量回傳到數(shù)據(jù)中心，也就不會對應用程序的性能產(chǎn)生負面影響。相反，云流量可以被引導到離用戶更近的點或位置，這有助于減少延遲，同時還可以通過云提高應用的性能。

此外，隨著混合工作成為常態(tài)，即使在工廠環(huán)境中，遠程工作人員通過SD-WAN也可以從任何地方連接，并像在工廠一樣訪問云端的敏感數(shù)據(jù)。然而，這一便利性還需要配置額外的基于云的安全措施。作為回應，IT團隊可以利用安全訪問服務邊緣（SASE）體系結構，與先進的SD-WAN供應商配合，以確保無論在何處以及如何訪問和傳輸數(shù)據(jù)，都具有強大的IT安全范式。

例如，SD-WAN可以幫助基于服務質量要求和安全策略智能地引導流量。來自可信云應用程序的流量可以直接發(fā)送到云，從而為必須通過數(shù)據(jù)中心路由的流量釋放帶寬。來自不受信任或未知應用程序的流量，可以首先發(fā)送到云交付安全服務，以便在轉發(fā)到云之前進行進一步的安全檢查，這是強大的SASE架構的一部分。

先進的SD-WAN使制造商能夠通過與多個云安全功能供應商的緊密集成，在不損害安全功能的情況下，構建一流的SASE架構。

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使用零信任網(wǎng)絡保護IIoT

隨著工廠自動化的興起，IIoT設備迎來了一波浪潮，這不僅改善了工廠的運營，而且大大擴展了連接面。首先，由于通常無法托管安全代理，并且缺少身份驗證系統(tǒng)，IIoT設備很難確保安全。另一個問題是IT和OT（運營技術）的融合。過去，IT和OT網(wǎng)絡曾經(jīng)是分開的，但在新一代設備中，很多OT設備連接到IT網(wǎng)絡，以向IT系統(tǒng)提供來自工廠車間的各種傳感器數(shù)據(jù)。這一趨勢極大地增加了網(wǎng)絡安全風險，因為惡意軟件可以從不安全的OT設備傳播到IT網(wǎng)絡。

具有零信任分段功能的SD-WAN可以幫助隔離和更好地保護網(wǎng)絡。通過SD-WAN將網(wǎng)絡分成子網(wǎng)絡，IT可以更好地限制網(wǎng)絡攻擊和惡意軟件的傳播，防止其感染網(wǎng)絡的其它部分。IT還可以更進一步，添加身份和基于角色的訪問控制，以更好地管理網(wǎng)絡訪問，同時實現(xiàn)自動動態(tài)分段。此外，高級SD-WAN功能可能包括內(nèi)置基于簽名的入侵檢測和預防功能（IDS/IPS）的嵌入式防火墻，以監(jiān)控和保護網(wǎng)絡，防止惡意活動或策略違規(guī)。

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工廠環(huán)境的未來保障

在遇到從供應鏈中斷到勞動力短缺挑戰(zhàn)期間，制造商和其它工廠環(huán)境必須加快數(shù)字化轉型。為了支持這一轉變，工廠領導必須實現(xiàn)網(wǎng)絡基礎設施的現(xiàn)代化，同時確保其能夠保持靈活性和安全性。先進的SD-WAN解決方案可以通過虛擬化網(wǎng)絡鏈路并通過互聯(lián)網(wǎng)和無線連接，提供類似專線的性能，為智能制造和靈活連接奠定基礎。它是確保高級安全性（如零信任分段）的關鍵組件。此外，SD-WAN解決方案必須與多個領先的云安全功能無縫集成，以便制造商能夠構建符合其業(yè)務和安全目標的一流SASE架構。

關鍵概念：

■ 工廠環(huán)境必須有一個可靠和安全的網(wǎng)絡，而傳統(tǒng)的基于路由器的網(wǎng)絡架構已經(jīng)無法提供這種網(wǎng)絡。

■先進的SD-WAN解決方案，可以通過虛擬化網(wǎng)絡鏈路并通過互聯(lián)網(wǎng)和無線連接，提供類似專線的性能。

審核編輯：劉清