Терминальный сервер: подключение последовательных устройств к сети

Введение

Устройство, обеспечивающее подключение последовательных устройств к сети.

Терминальный сервер соединяет устройства с последовательным портом с локальной сетью (LAN). Продукты, продаваемые как терминальные серверы, могут быть очень простыми устройствами, не предлагающими никаких функций безопасности, таких как шифрование данных и аутентификация пользователей. Основной сценарий применения – предоставление последовательным устройствам доступа к сетевым серверным приложениям или наоборот, в ситуациях, когда безопасность данных в локальной сети не является приоритетной. На рынке также представлено множество терминальных серверов с расширенными функциями безопасности, обеспечивающими доступ к серверам только для квалифицированного персонала и шифрование любых данных, передаваемых по локальной сети или через Интернет. Как правило, компании, которым требуется терминальный сервер с такими расширенными функциями, нуждаются в удаленном управлении, мониторинге, диагностике и устранении неисправностей оборудования через телекоммуникационную сеть. Консольный сервер (также называемый сервером доступа к консоли, сервером управления консолью, последовательным концентратором или последовательным консольным сервером) – это устройство или сервис, обеспечивающий доступ к системной консоли вычислительного устройства посредством сетевых технологий.

История

Хотя Honeywell 316 в основном использовался как процессор интерфейсных сообщений, начиная с 1971 года, он также мог быть сконфигурирован как процессор интерфейса терминалов (TIP) и обеспечивать поддержку сервера терминалов для подключения до 63 последовательных ASCII-терминалов через многолинейный контроллер вместо одного из хостов. Исторически терминальный сервер представлял собой устройство, подключаемое к последовательным устройствам RS 232, таким как текстовые терминалы с "зеленым экраном" или последовательные принтеры, и осуществляющее передачу трафика по протоколам TCP/IP, Telnet, SSH или другим сетевым протоколам, специфичным для поставщика (например, LAT), через соединение Ethernet. DECserver 100 (1985), 200 (1986) и 300 (1991) от Digital Equipment Corporation являются ранними примерами этой технологии. (Более ранняя версия этого продукта, известная как DECSA Terminal Server, фактически служила испытательным стендом или подтверждением концепции использования проприетарного протокола LAT в коммерческих производственных сетях.) С появлением недорогих компонентов флэш-памяти, более поздние DECserver 700 (1991) и 900 (1995) от Digital больше не нуждались, как и их предшественники, в загрузке программного обеспечения с "хоста загрузки" (обычно Digital VAX или Alpha) с использованием проприетарного протокола обслуживания операций (MOP) Digital. Фактически, эти более поздние продукты терминальных серверов также включали значительно больший объем флэш-памяти и полную поддержку части Telnet из набора протоколов TCP/IP. Многие другие компании вышли на рынок терминальных серверов с устройствами, поставляемыми с предустановленным программным обеспечением, полностью совместимым с LAT и Telnet.

Современное использование

"Терминальный сервер" используется в различных сценариях, но в базовом понимании, если у пользователя есть последовательное устройство и ему необходимо передавать данные по локальной сети, это именно тот продукт, который ему нужен. Raw TCP socket connection: необработанное TCP-соединение, которое может быть инициировано с терминального сервера или удаленного хоста/сервера. Оно может быть реализовано как соединение "точка-точка" или как совместное использование, когда серийные устройства (например, считыватели карт, сканеры, сканеры штрих-кодов, весы и т.д.) могут быть доступны нескольким устройствам. TCP-сессии могут быть инициированы как из приложения TCP-сервера, так и с терминального сервера. Raw UDP socket connection: для работы с приложениями на основе UDP, терминальные серверы могут преобразовывать данные последовательного оборудования для передачи в пакетах UDP в режиме "точка-точка" или с совместным доступом для нескольких устройств. Консольное управление – обратный Telnet, обратный SSH: в терминологии консольного управления пользователи могут использовать обратный Telnet или SSH для подключения к последовательному устройству. Они запускают Telnet или SSH на своем клиентском компьютере (PC) и подключаются к терминальному серверу, а затем к последовательному устройству. В этом случае терминальные серверы также называют консольными серверами, поскольку они используются для подключения к консольным портам, которые можно найти в таких устройствах, как маршрутизаторы, АТС, коммутаторы и серверы (Linux или Sun). Цель – получить доступ к этим устройствам через их консольный порт. Подключение приложений, работающих с последовательными портами, через драйвер COM/TTY: многие программные приложения разработаны для взаимодействия с устройствами, напрямую подключенными к последовательным COM-портам сервера (роботизированные сборочные линии, сканеры, считыватели карт, датчики, анализаторы крови и т.д.). Компании могут захотеть развернуть эти приложения в сети, поскольку устройства, ранее подключенные непосредственно к COM-портам сервера, необходимо переместить на некоторое расстояние от сервера приложений. Поскольку исходное приложение было разработано для прямого взаимодействия с определенным COM-портом, необходимо реализовать решение, прозрачное как для приложения, так и для устройства, чтобы обеспечить связь по IP-сети (т.е. решение, которое заставит приложение думать, что оно взаимодействует непосредственно с COM-портом). В этом случае последовательные порты могут быть подключены к сетевым серверам или рабочим станциям, на которых работает программное обеспечение для перенаправления COM-портов, функционирующее как виртуальный COM-порт. Многие производители терминальных серверов поставляют свое оборудование с программным обеспечением для перенаправления COM-портов. Эта потребность наиболее распространена в среде Windows, но также встречается и в Linux и Unix. Серийное туннелирование между двумя последовательными устройствами: серийное туннелирование позволяет пользователям устанавливать соединение через Ethernet к последовательному порту на другом терминальном сервере. "Back to back" (соединение "спина к спине"): это решение предназначено для устранения проблем с кабельными соединениями. Например, пользователю необходимо заменить кабели RS 232, RS 422 или RS 485 и передавать данные по Ethernet, не внося изменений в сервер или конечное последовательное устройство; пользователь хочет заменить выделенную параллельную модемную сеть на параллельную сеть Ethernet; или у кого-то есть машина для установки компонентов, которая устанавливает микросхемы на платы, и они хотят переместить сервер в безопасное помещение. Это идеальное решение для устройств, с которыми работает приложение, предназначенное для сбора информации с этого устройства (распространенная практика для датчиков). Это позволяет отказаться от использования кабелей. Оно также может использоваться с промышленным оборудованием (Allen Bradley, Siemens, Modbus), чтобы эти устройства могли прозрачно работать в сети. Виртуальный модем: виртуальный модем – еще один пример решения "Back to back". Он может использоваться для замены модемов, но при этом поддерживать набор команд AT. Вместо номера телефона последовательного устройства в набор команд AT вводится IP-адрес.

A "terminal server" is used many ways but from a basic sense if a user has a serial device and they need to move data over the LAN, this is the product they need. Raw TCP socket connection: A raw TCP socket connection which can be initiated from the terminal server or from the remote host/server. This can be point to point or shared, where serial devices (like card readers, scanners, bar code readers, weight scales, etc.) can be shared amongst multiple devices. TCP sessions can be initiated from the TCP server application or from the terminal server. Raw UDP socket connection: For use with UDP based applications, terminal servers can convert serial equipment data for transport across UDP packets on a point to point basis or shared across multiple devices. Console management reverse Telnet, reverse SSH: In console management terminology, users can use reverse Telnet or SSH to connect to a serial device. They run Telnet or SSH on their client (PC) and attach to the terminal server, then connect to the serial device. In this application, terminal servers are also called console servers because they are used to connect to console ports which are found on products like routers, PBXes, switches and servers (Linux or Sun). The idea is to gain access to those devices via their console port. Connect serial based applications with a COM/TTY port driver: Many software applications have been written to communicate with devices that are directly connected to a server's serial COM ports (robotic assembly machines, scanners, card readers, sensors, blood analyzers, etc.). Companies may want to network these applications because the devices that were directly connected to the server's COM ports need to be moved to a location some distance away from the application server. Since the original application was designed to talk directly to a specific COM port, a solution seamless to both the application and device must be implemented to enable communication across an IP network. (i. e., a solution that makes the application think it is talking directly to a COM port.) In this application, serial ports can be connected to network servers or workstations running COM port redirector software operating as a virtual COM port. Many terminal server vendors include COM port redirector software with their terminal servers. This application need is most common in Windows environments, but also exists in Linux and Unix environments. Serial tunneling between two serial devices: Serial tunneling enables users to establish a link across Ethernet to a serial port on another terminal server. Back to back: This application is designed to solve a wiring problem. For example, a user needs to replace RS 232, RS 422 or RS 485 wire and run their data over Ethernet without making any changes to the server or the ultimate serial device, a user wants to replace a parallel leased line modem network with their parallel Ethernet network, or someone has a pick and place machine that puts ICs on boards, and they want to move the server into a back room where the equipment will be safe from damage. This application is ideal where a device exists with an application written to gather information from that device (common with sensors). This application allows them to eliminate the wiring. It can also be used with industrial devices (Allen Bradley, Siemens, Modbus) so that those devices can be run transparently across the network. Virtual modem: Virtual modem is another example of a back to back application. It may be used to replace modems but still use an AT command set. An IP address is typed into the AT command set instead of the phone number of a serial device.

Консольный сервер

Консольный сервер (консольный сервер доступа, сервер управления консолью, последовательный концентратор или последовательный консольный сервер) – это устройство или сервис, предоставляющий доступ к системной консоли вычислительного устройства посредством сетевых технологий. Как правило, консольный сервер оснащен рядом последовательных портов, которые подключаются к последовательным портам другого оборудования, например, серверов, маршрутизаторов или коммутаторов. Доступ к консолям подключенных устройств осуществляется путем подключения к консольному серверу через последовательное соединение, такое как модем, или через сеть с использованием программного обеспечения эмулятора терминала, например, telnet или ssh, обеспечивая надежное подключение, позволяющее удаленным пользователям получать доступ к различным консолям, не находясь в непосредственной близости.

Описание

Специализированные консольные серверы доступны от ряда производителей в различных конфигурациях, с количеством последовательных портов от одного до 96. Эти консольные серверы в основном используются для безопасного удаленного доступа к Unix-серверам, Linux-серверам, коммутаторам, маршрутизаторам, межсетевым экранам и любому другому устройству в сети, оснащенному консольным портом. Цель – предоставить персоналу центра сетевых операций (NOC) возможность безопасного удаленного управления центром обработки данных и внеполосного управления ИТ-активами из любой точки мира. Продукты, предлагаемые как консольные серверы, обычно обладают продвинутыми функциями безопасности, гарантирующими доступ к серверам только квалифицированному персоналу и шифрование любых данных, передаваемых по локальной сети или через Интернет. Позиционирование продукта как консольного сервера сильно зависит от конкретной задачи, поскольку отражает желаемые действия пользователя – удаленное управление, мониторинг, диагностику и устранение неисправностей оборудования по сети или через Интернет. Некоторые пользователи создают собственные консольные серверы, используя стандартное компьютерное оборудование, обычно с многопортовыми последовательными картами и упрощенной Unix-подобной операционной системой, такой как Linux. Такие самодельные консольные серверы могут быть дешевле, особенно при использовании вышедших из строя компонентов, и обеспечивают большую гибкость, предоставляя администратору полный контроль над программным обеспечением устройства. Это включает полный доступ и настройку широкого спектра протоколов безопасности и стандартов шифрования, позволяя создать более защищенный консольный сервер. Однако такое решение может иметь более высокую совокупную стоимость владения, меньшую надежность и большие требования к пространству в стойке, поскольку большинство промышленных консольных серверов занимают один стойковый блок (1U), в то время как настольный компьютер с полноразмерными картами PCI требует не менее 3U, что делает самодельное решение более дорогим при использовании в совместно используемой инфраструктуре. Альтернативным подходом к консольному серверу, применяемому в некоторых кластерных конфигурациях, является использование "нуль-модемных" кабелей и последовательное подключение консолей к неиспользуемым последовательным портам узлов, выполняющих другие основные функции.

Dedicated console server appliances are available from a number of manufacturers in many configurations, with the number of serial ports ranging from one to 96. These Console Servers are primarily used for secure remote access to Unix Servers, Linux Servers, switches, routers, firewalls, and any other device on the network with a console port. The purpose is to allow network operations center (NOC) personnel to perform secure remote data center management and out of band management of IT assets from anywhere in the world. Products marketed as Console Servers usually have highly advanced security functionality to ensure that only qualified personnel can access various servers and that any data that is transmitted across the LAN, or over the Internet, is encrypted. Marketing a product as a console server is very application specific because it really refers to what the user wants to do—remotely control, monitor, diagnose and troubleshoot equipment over a network or the Internet. Some users have created their own console servers using off the shelf commodity computer hardware, usually with multiport serial cards typically running a slimmed down Unix like operating system such as Linux. Such "home grown" console servers can be less expensive, especially if built from components that have been retired in upgrades and allow greater flexibility by putting full control of the software driving the device in the hands of the administrator. This includes full access to and configurability of a wide array of security protocols and encryption standards, making it possible to create a console server that is more secure. However, this solution may have a higher TCO, less reliability and higher rack space requirements, since most industrial console servers have the physical dimension of one rack unit (1U), whereas a desktop computer with full size PCI cards requires at least 3U, making the home grown solution more costly in the case of a co located infrastructure. An alternative approach to a console server used in some cluster setups is to null modem wire and daisy chain consoles to otherwise unused serial ports on nodes with some other primary function.