AES/DES3, TCP Keepalive และ Routing บนเกตเวย์ Hi-Flying ฟีเจอร์ที่วิศวกรควรรู้

ความรู้เทคนิค (Knowledge) | เกตเวย์อุตสาหกรรม | VR Automation

1. AES/DES3 Data Encryption — เข้ารหัสก่อนออกสู่เครือข่าย

ผลิตภัณฑ์สามารถเข้ารหัสข้อมูลที่รับจากพอร์ตอนุกรมก่อนส่งออกสู่เครือข่าย เพื่อป้องกันไม่ให้ข้อมูลถูกถอดรหัสและนำไปใช้โดยมิชอบ ข้อกำหนดทางเทคนิคที่ระบุในเอกสารมีดังนี้

ที่มา: หัวข้อ 1.4 AES/DES3 Data Encryption — Mortise and tenon series product software functions_20250312

ในทางปฏิบัติ AES-CBC เป็นโหมดที่ใช้กันแพร่หลายในระบบฝังตัวมายาวนาน จุดเด่นคือแต่ละบล็อกข้อมูลผูกกับบล็อกก่อนหน้า และมีการใช้ Initialization Vector ทำให้ข้อความเดียวกันที่เข้ารหัสด้วยกุญแจเดียวกันได้ผลลัพธ์ต่างกัน

2. TCP Keepalive — ตรวจจับและเชื่อมต่อใหม่อัตโนมัติ

เมื่อการเชื่อมต่อ TCP ระหว่างอุปกรณ์กับเซิร์ฟเวอร์ผิดปกติ อุปกรณ์จะตรวจพบสถานะผิดปกตินั้นและเชื่อมต่อกลับไปยังเซิร์ฟเวอร์ใหม่ (กรณีทำงานในโหมด TCP Client) ส่วนเมื่อทำงานในโหมด TCP Server อุปกรณ์จะปลดปล่อยทรัพยากร TCP เพื่อรองรับการเชื่อมต่อครั้งถัดไป

ฟีเจอร์นี้สำคัญมากกับงานที่ส่งผ่าน 4G หรือเครือข่ายที่มี NAT เพราะการเชื่อมต่อที่เงียบนาน ๆ มักถูกอุปกรณ์กลางตัดทิ้งโดยที่ปลายทั้งสองข้างยังเข้าใจว่าเชื่อมต่ออยู่

3. Timeout — กลไกกู้คืนที่ควรตั้งให้เหมาะ

เมื่ออุปกรณ์เชื่อมต่อเป็น TCP client แล้วไม่ได้รับข้อมูลจากเซิร์ฟเวอร์ อุปกรณ์จะเริ่มจับเวลาภายใน หากเกินค่าที่ตั้งไว้ก็จะตัดการเชื่อมต่อและเชื่อมใหม่ทันที ค่าเริ่มต้นคือ 300 วินาที และแก้ไขได้ จุดที่ต้องระวังคือ ข้อมูลที่ไคลเอนต์ส่งออกไปเองจะไม่รีเซ็ตตัวจับเวลานี้ หากทำงานในโหมด TCP Server อุปกรณ์จะตัดการเชื่อมต่อของไคลเอนต์แทน และถ้าตั้งค่าเป็น 0 จะเป็นการปิดฟังก์ชันนี้

4. Routing Settings — เปลี่ยนเส้นทางข้อมูลระหว่าง Socket

ผลิตภัณฑ์อนุญาตให้กำหนดว่าข้อมูลที่รับเข้ามาทางช่อง Socket หนึ่ง จะถูกส่งออกไปยังช่องทางใด ค่าเริ่มต้นคือออกที่พอร์ตอนุกรม แต่สามารถตั้งให้ออกที่ Socket อื่นที่สร้างไว้ หรือใช้ Socket นั้นเป็นช่องพิมพ์ log ก็ได้

เอกสารยกตัวอย่างการตั้ง route ของช่อง netp (ช่องเริ่มต้น) ไปยัง Socket2 ที่คอนฟิกเป็นโหมด TCP Server จากนั้นตั้ง route ของ Socket2 กลับมาที่พอร์ตอนุกรม ผลคือข้อมูลไหลวนผ่านสองช่องก่อนออกที่พอร์ตอนุกรมในที่สุด เทคนิคนี้มีประโยชน์เมื่อต้องการให้ระบบหนึ่งเฝ้าดูข้อมูลของอีกระบบหนึ่งโดยไม่แทรกแซงเส้นทางหลัก

5. UART Automatic Framing — หัวใจของความถูกต้องของข้อมูล

ฟีเจอร์นี้อาจเป็นสิ่งที่กระทบคุณภาพข้อมูลมากที่สุดในบรรดาทั้งหมด เพราะเป็นตัวกำหนดว่า “หนึ่งเฟรม” ของข้อมูลอนุกรมสิ้นสุดที่ตรงไหน

ที่มา: หัวข้อ 1.8 UART Automatic Framing Function

6. ฟีเจอร์เสริมที่ควรรู้

• Modbus Protocol — ตั้ง baud rate เริ่มต้นเป็น 115200 แล้วเปลี่ยน serial port protocol เป็น ModbusSlave เพื่อให้อ่านค่ารีจิสเตอร์ผ่านพอร์ต 485 ด้วยข้อความ Modbus RTU ได้
• Cli Command — ตั้งค่าพารามิเตอร์ผ่านพอร์ตอนุกรมหรือ Telnet โดยส่ง “+++” ต่อเนื่องเข้าพอร์ตอนุกรมเพื่อเข้าโหมดคำสั่ง หากไม่มีการใช้งานเกิน 300 วินาทีต้องล็อกอินใหม่ ทั้งนี้ตั้งให้อุปกรณ์อยู่ในโหมดคำสั่งตลอดเวลา หรือปิดการใช้งาน Cli อย่างถาวรก็ได้
• Flow Control และ RS485 — รองรับทั้ง hardware และ software flow control เมื่อตั้งเป็นครึ่งดูเพล็กซ์จะเปิดใช้ฟังก์ชันควบคุม RS485 half-duplex ซึ่งเปิดใช้งานเป็นค่าเริ่มต้นอยู่แล้ว โดยในโหมดครึ่งดูเพล็กซ์ยังใช้พอร์ต RS232 ได้ แต่อัตราและแบนด์วิดท์จะลดลง
• Firmware Upgrade — อัปเกรดเฟิร์มแวร์ออนไลน์ผ่านซอฟต์แวร์ IOTMaster ได้โดยตรง
• Ethernet — มีพอร์ต Ethernet สองช่อง เป็น LAN หนึ่งช่อง และอีกช่องสลับระหว่าง WAN/LAN ได้ โดยต้องรีสตาร์ตจึงจะมีผล

เลือกดูเกตเวย์และอุปกรณ์แปลงสัญญาณอุตสาหกรรมได้ที่หมวด อุปกรณ์เครือข่ายอุตสาหกรรม

สรุป

ฟีเจอร์ทั้งหมดนี้มีมาในตัวอุปกรณ์อยู่แล้ว แต่ส่วนใหญ่ถูกปิดไว้เป็นค่าเริ่มต้น การเปิดใช้ AES/DES3 ช่วยปิดความเสี่ยงข้อมูลถูกดักอ่าน การตั้ง Keepalive และ Timeout ให้เหมาะกับลักษณะการส่งข้อมูลช่วยให้ระบบกู้คืนเองได้โดยไม่ต้องมีคนไปกดรีเซ็ต และการเลือกโหมดแยกเฟรม UART ให้ถูกคือรากฐานของความถูกต้องของข้อมูลทั้งระบบ แนะนำให้ไล่ตรวจทั้งห้าข้อนี้ทุกครั้งก่อนส่งมอบงาน

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

รหัสผ่าน AES ของอุปกรณ์ต้องยาวเท่าไร?

เอกสารระบุว่า AES ใช้โหมด CBC โดยรหัสผ่านและเวกเตอร์ใช้ค่าเดียวกัน ความยาวคงที่ 16 อักขระ ส่วน DES3 ใช้รหัสผ่านความยาว 24 อักขระ

ค่า Timeout เริ่มต้นคือเท่าไร และปิดได้ไหม?

ค่าเริ่มต้นคือ 300 วินาที และแก้ไขได้ หากตั้งเป็น 0 จะเป็นการปิดฟังก์ชันนี้ ทั้งนี้ข้อมูลที่อุปกรณ์ส่งออกไปเองจะไม่รีเซ็ตตัวจับเวลา

โหมดแยกเฟรมแบบ Free Framing ตั้งค่าต่ำสุดได้เท่าไร?

ค่าเริ่มต้นของช่วงเวลาระหว่างสองไบต์คือ 50 ms และปรับลงได้ต่ำสุดถึง 10 ms ผ่านคำสั่ง แต่ต้องมั่นใจว่าอุปกรณ์ต้นทางส่งไบต์ถัดไปได้ทันภายในเวลานั้น มิฉะนั้นข้อมูลจะถูกตัดกลางเฟรม

แหล่งข้อมูลและมาตรฐานอ้างอิง

1. Catalog: Mortise and tenon series product software functions_20250312 — VR Automation (เอกสารเทคนิคจากผู้ผลิต Shanghai High-Flying Electronics)
2. AES in embedded systems — understanding the most important AES modes — อ้างอิงหลักการโหมด CBC, บทบาทของ Initialization Vector และข้อจำกัดด้าน integrity ของ AES-CBC
3. Lantronix — Application Note: Advanced Encryption Standard (AES_TCP) — อ้างอิงแนวทางการใช้ AES เข้ารหัสข้อมูลบนช่องสื่อสาร TCP ของอุปกรณ์อนุกรม
4. Hi-Flying — IoT Network Device — หน้ารวมผลิตภัณฑ์เกตเวย์อุตสาหกรรมจากผู้ผลิต