S7-Firewall Kurzanleitung

 S7-Firewall

 Traeger Industry Components GmbH

© by TIS

Dokumentation für die Version 1.19

1. Einführung

S7-Firewall ist eine skalierbare „SPS-Firewall„, die nicht nur IP/MAC-Adressen filtert. Für frei definierbare Verbindungen kann der Zugriff auf beliebige Datenbereiche der SPS eingeschränkt / festgelegt werden. S7-Firewall kann beliebig zwischen SPS- und Bedien- / Programmierebene eingebaut werden. S7-Firewall erkennt die Einbaurichtung automatisch. Es werden nur konfigurierte Verbindungen zugelassen.
 Vereinfachte Darstellung Verbindungen

2. Hardwareausführungen

2.1.Standardhardwareausführung

In der Standardausführung ist S7-Firewall mit einem WAN Port und 4 LAN Ports ausgeführt als Switch bestückt.

Betriebsarten S7-Firewall
Services DHCP Client/Server
NTP Client/Server
Anschlüsse 1x WAN
4x LAN-Port als Switch

3. Konfiguration

 Konfiguration
In der Konfiguration können die Netzwerkeinstellungen etc. parametriert werden. Die Eingabeformulare sind in der Regel selbsterklärend. Gerne nehmen wir aber Anregungen von Anwendern entgegen, um die Bedienung noch einfacher zu gestalten. Im Auslieferzustand sind folgende IP-Adressen eingestellt:
192.168.1.57
192.168.2.1
Sie haben folgende Optionen, per WEB-Browser S7-Firewall anzusprechen.
Am PC eine IP-Adresse aus dem entsprechendem Netzsegment vergeben (z.B. 192.168.1.100 oder 192.168.2.100) und den PC entsprechend mit LAN oder WAN über Ethernet verbinden. Im Browser http://192.168.1.57, bzw. http://192.168.2.1 eingeben.
Oder Sie stellen Ihren PC auf IP-Adresse automatisch beziehen und verbinden Ihn mit dem LAN-Port des S7-Firewall. S7-Firewall teilt dem PC automatisch eine IP-Adresse zu. Im Browser können Sie das Gerät mit: http://S7-Firewall ansprechen.

3.1 Systemtaster, System zurücksetzen

Unter dem Punkt Systemtaster haben Sie zwei Möglichkeiten was beim Betätigen des Tasters erlaubt ist, es muss mindestens eine Option ausgewählt sein:
 Systemtasteroptionen

erlaube Werkseinstellungen Checked Das Gerät kann in den Auslieferungszustand gesetzt werden
erlaube Start im Standardeinstellung Checked Das Gerät wird auf die bereits gespeicherten Grundeinstellungen gesetzt

Achtung!
Benutzen Sie zum Konfigurieren einen der 4-Switch Ports, da es unter Umständen vorkommen kann, dass der WAN-Port nicht mehr ansprechbar ist
Setzen Sie das Gerät nie im laufenden Betrieb zurück. Trennen Sie das Gerät vom Produktionsnetzwerk und führen den Reset in einer autarken Umgebung aus. Der Konfigurationsrechner und das Gerät sollten währendessen nicht am Firmennetzwerk angeschlossen sein.

Keine Sorge wir nehmen beim Betätigen noch keinen Werksreset vor.
Der Taster verbirgt sich zwischen WAN und LAN-Ports (kleines Loch). Es sind nur die oben aktivierten Möglichkeiten verfügbar.

Gehen Sie wie folgt vor:

  • z.B. Büroklammer bereitlegen
  • Gerät stromlos machen!
  • Ins Loch das Büroklammernende einstecken
  • wieder einschalten
  • wenn die vier LED’s erlöschen und nur noch die Power-LED an ist, den Taster mit Büroklammer gedrückt halten bis alle 4 LED’s schnell blinken
  • Taster loslassen
  • nun erscheint ein Art Auswahl. Wenn im gewünschten Zustand der Taster gedrückt wird, erfolgt die gewünschte Aktion
    • Grundeinstellung
      • LED S3 (rechts unten) blinkt
        • Das Gerät bootet in der Grundeinstellung (Netzwerk / IP-Adressen des Auslieferzustandes werden verwendet). Nun können die gewünschten Änderungen an der Netzwerkeinstellung vorgenommen werden. Diese Einstellungen werden jedoch erst nach Neustart des Gerätes aktiv.
    • Werkseinstellung
      • LED Power und S3 blinken
        • alle Einstellungen werden gelöscht

4. Konfiguration des Gerätes

 Konfigurationsmenü

Parameter mögliche Einstellung Routingrichtung / Zweck
Gerätename „nach belieben“
Sprache deutsch legt die Sprache der Bedienebene fest. Evtl. nach Änderung Ihrem WebBrowser die Seite neu laden.
englisch
Standard Gatewayfest (wie vorgegeben)
von WAN über DHCP
von WAN über PPPoE
von LAN über DHCP
von Modem über PPP
1. DNS
2. DNS
Routing ModeBüro LAN → Routinginterface
Maschine Routinginterface → LAN
RoutinginterfaceWAN/IPIP-Routing über WAN
ModemIP-Routing über Modem
WAN/PPPOEIP-Routing über PPPoE am WAN-Port
WAN/OVPNRouting über OVPN am WAN-Port
WAN/BridgeEthernet-Routing am WAN-Port

5. Netzwerkeinstellungen

 Netzwerkeinstellungen Abb. 6: Netzwerkeinstellungen

Parameter mögliche Einstellung Zweck
Standard Gateway fest (wie vorgegeben) über DHCP
1. DNS
2. DNS
1-3. IP-Adresse mit NetmaskIP-Adresse / NetmaskWenn Netmask 0.0.0.0 wird die Netmask automatisch berechnet, je nach A,B,C-B Netz.
z.B. 192.168.0.x → 255.255.255.0
10.x.x.x → 255.0.0.0
Bei Verwendung fester IP-Adressen ist mindestens die 1. IP-Adresse zu konfigurieren. Ansonsten startet das Gerät mit der Werkeinstellung.
DHCPneinkein DHCP verwenden
Die restlichen DHCP-Parameter werden nicht verwendet
ClientDas Netzwerkinterface wird als DHCP-Client und bezieht die IP-Adresse automatisch von einem DHCP-Server. Die restlichen DHCP-Parameter werden nicht verwendet
ServerDas Netzwerkinterface betreibt einen DHCP-Server. Die restlichen HCP-Parameter sind zu parametrieren.
Start-IPStart-IP-AdresseStart-IP-Adresse beim Betrieb als DHCP-Server
End-IPEnd-IP-AdresseEnd-IP-Adresse beim betrieb als DHCP-Server
SubnetSubnetadresseAdresse des Subnets für die Vergabe der IP-Adressen als DHCP-Server
DomainFreiName der Domain bei der Verwendung als DHCP-Server
Router-IPIP-AdresseIst die IP-Adresse, die beim Betrieb als DHCP-Server als Gateway weitergegeben wird

Der WAN/LAN-Port hat gemeinsame IP-Adressen Es können bis zu 3 verschiedene IP-Adressen und Subnetze konfiguriert werden. Der Port kann auch als DHCP-Server oder Client betrieben werden. Die notwendigen Daten für die IP-Zuordnung werden hier eingegeben. Für den Betrieb als DHCP/Server können feste Zuordnungen MAC-IP-Adresse festgelegt werden. (Siehe weiter unten, „DHCP feste Adressen). Weiter wird festgelegt, welche Services am Port zur Verfügung stehen (Web-Konfig), Ping , SSH (nur für Entwickler)

6. DHCP Feste MAC /IP-Adresszuordnung

 Beispieltabelle Zuordnung
Wird der eingebaute DHCP-Server (am WAN oder LAN ) betrieben, kann es sinnvoll sein bestimmten IP-Teilnehmern immer dieselbe IP-Adresse zuzuteilen. Hier können Sie festlegen welche MAC-Adresse welche IP-Adresse erhält.

7. NTP-Client

Damit S7-Firewall immer mit aktueller Uhrzeit läuft haben wir einen NTP-Client implementiert. So kann sich S7-Firewall automatisch über Internet oder mit einem anderen im Netz verfügbaren TimeServer Datum und Uhrzeit synchronisieren \\
 Einstellung Zeitzone

Parameter mögliche Einstellung Zweck
NTP-Client-Betriebja schaltet NTP-Client ein oder aus.
nein
ServicenameIP-Adresse / Domainname des NTP-ServersGeben Sie hier die IP-Adresse bzw. den Domainnamen des gewünschten NTP-Servers ein. Achten Sie darauf, dass dieser Server über den angegebenen Routing weg erreichbar ist.
ZeitzoneZeitzone, in der S7-Firewall betriebennotwendig, damit S7-Firewall die korrekte Ortszeit besitzt

8. Web-Benutzer

Hier die Maske für die Eingabe der WEB-Interface Benutzer. Pro Benutzer können verschiedene Berechtigungen vergeben werden. Grundsätzlich darf nur ein Anwender mit „SU„ Änderungen vornehmen. U1 – U5 darf das Interface nur bedienen. In den S7-Firewall-Erweiterungsmodulen besitzen „U1“ – „U5„ noch genauer spezifizierte Bedienungsrechte.
 Web-Benutzer einrichten

9. S7-Firewall-Einstellungen

Die SPS-Firewall-Verbindungen ergeben sich aus der Kombination aus HMI/PG-Station und SPS-Station
 Schaubild Firewallverbindungen

10. Eingabe der HMI/PG-Stationen

 Einstellungsmöglichkeiten der Stationen

Parameter mögliche Einstellung Zweck
Nr.automatischfortlaufende Nummer
Namefrei vom Benutzer einzugebenName der Station
aktivja (x)Verbindungen mit dieser Station werden von der Firewall verarbeitet
nein ()Verbindungen mit dieser Station werden nicht verarbeitet, d.h sie werden geblockt
IP-AdresseIP-Adresse des HMI / PG-GerätesIdentifikation des Absenders Eingabe unbedingt notwendig
MAC-AdresseMAC-Adresse des HMI / PG-GerätesIdentifiziert das HMI/PG zusätzlich über die MAC-Adresse. 00:00:00:00:00:00 bedeutet, dass die MAC-Adresse nicht geprüft wird. Bei ungleich 0 muss die MAC-Adresse der Station mit der Eingabe übereinstimmen
Verbindungskanalverwendeter Kanal der VerbindungIn der Simatic S7 stehen PG- und OP-Kanäle zur Verfügung. Dieser Kanal wird als zusätzliches Merkmal zur Identifikation des Absenders verwendet. Auf jedem der beiden Kanäle sind sowohl PG- als auch OP-Funktionen möglich. Bediengeräte / WinCC etc. verwenden in der Regel OP-Kanäle. Dieser Kanal ist für HMI-Geräte auch der empfohlene. Die Siemens PG-Software verwendet grundsätzlich den PG-Kanal. Leider ist verschiedene Software am Markt im Einsatz, welche nicht über das Knowhow verfügt, diesen Kanal einzustellen. Dies herauszufinden geht über das LOG-File. Eine vernünftige HMI-Software, respektive der zugehörige Softwaretreiber versorgt die Einstellbarkeit dieses Kanals. Soll z.B. vom selben Rechner aus PG und HMI laufen (IP/MAC PG/HMI identisch) bleibt nur noch der PG/OP-Kanal zur Identifikation des Absenders.

11. Eingabe der SPS-Stationen

 SPS-Stationen
 Einstellungen

12. Eingabe der S7-Firewall Verbindungen

Die Verbindungen werden aus der Kombination HMI/PG-Station und SPS-Station gebildet. Jede HMI/SPS-Station kann mehrfach verwendet werden. Bei Änderung von Mac- oder IP-Adresse muss diese nur zentral in der HMI/PG-Station bzw. SPS-Station geändert werden. Jeder Verbindung wird eine Verbindungsregel zu geordnet. Ist „erlaube PG-Vollfunktion“ selektiert, so ist diese Verbindung ein Vollzugriff. In Zukunft wird dieser Zugriff näher unterteilt werden können (Definierte Bausteine lesen / schreiben, SPS Start/Stop, Urllöschen , Systemdaten (lesen/schreiben).

 S7-Verbindungen

Parameter mögliche Einstellung Zweck
Nr.automatischfortlaufende Nummer
Namefrei vom Benutzer einzugebenName der Verbindung Dient zugleich als „Link„ zum Öffnen und Bearbeiten des Regelscripts.
aktivja (x)diese Verbindung wird von der Firewall verarbeitet
nein ()diese Verbindung wird nicht verarbeitet, d.h. sie wird geblockt
erlaube PG-Vollfunktionja (x)Diese Verbindung ist eine PG-Verbindung und darf alle Funktionen ausführen
nein ()Diese Verbindung ist eine Eingeschränkte Verbindung. Es sind nur Zugriffe auf die freigegebenen Funktion und Datenbereiche, wie im zugehörigen Regelscript definiert, erlaubt.

13. Das Regelscript

Im Regelscript werden die Datenbereiche bzw. mögliche Zugriffe für die jeweilige Verbindung festgelegt. Das Script kann über den Link des Namens der Verbindung erreicht werden. \\
 Editor Firewallregel
Syntax des Regelscripts

erste(s) Zeichen Funktion Rest der Zeile
# die Zeile ist ein Kommentar freier Text
Doppelschrägstrich
(kein Zeichen, es folgt gleich Operand/Bereich)der folgende Bereich ist nur zum lesen (readonly) Operand / Bereich siehe weiter unten
r:
w:der folgende Bereich ist nur zum schreiben (writeonly)
rw:der folgende Bereich lesbar und schreibbar (read/write)

In eine Regelzeile kann ein einzelner Operand, oder ich ein Bereich eingegeben werden.
Beispiel für die Eingabe von einzelnen Operanden: (Quelle aus Siemens STEP-S7 PG-Software)

Erlaubter Operand DatentypBeispiel (Mnemonik Deutsch)Beispiel (Mnemonik Englisch)
Eingang I Ausgang I MerkerBYTE EB 1 I AB 10 I MB 10IB 1 I QB 10 I MB 10
Eingang I Ausgang I MerkerWORDEW 1 I AW 10 I MW 10IW 1 I QW 10 I MW 10
Eingang I Ausgang I MerkerDWORDED 1 I AD 10 I MD 10ID 1 I QD 10 I MD 10
Peripherie (Eingang I Ausgang) BYTE PB 0 I PEB 0 I PAB 1PB 0 I PIB 0 I PQB 1
Peripherie (Eingang I Ausgang) WORDPW 0 I PEW 0 I PAW 1PW 0 I PIW 0 I PQW 1
Peripherie (Eingang I Ausgang) DWORDPW 0 I PED 0 I PAD 1PD 0 I PID 0 I PQD 1
Zeiten TIMERT 1T 1
ZählerCOUNTERZ 1C 1
Datenbaustein BOOLDB1.DBX 1.0DB1.DBX 1.0
Datenbaustein BYTEDB1.DBB 1DB1.DBB 1
Datenbaustein WORDDB1.DBW 1DB1.DBW 1
Datenbaustein DWORDDB1.DBD 1DB1.DBD 1

Hinweis: Die Eingabe von „DB0. ..“ ist aufgrund interner Benutzung nicht erlaubt.
Beispiel für die Eingabe von Bereichen, mit Anzahl der Einheiten:
ab Merker 60, 10 Byte: MB60, 10
ab DB10, Datenwort 2, 5 Worte: DB10.DW2, 5
Hinter dem Komma folgt die Anzahl der gewünschten Einheiten (je nach Adressart, BOOL, BYTE, WORD, DWORD)
Beispiel für die Eingabe von Bereichen mit „von“ – „bis„:
Merker Byte 70 bis Merker Byte 200: MB 70 – MB 200
Ausgang A 10.2 bis Ausgang 14.7: A 10.2 – A14.7
Einfach nach Startoperanden mit ‚-‚ den Endoperanden (Endadresse) angeben. Die Endadresse wird inkludiert!