Kodowanie i mapowanie w OPC Unified Architecture (OPC UA)

Specyfikacje OPC Unified Architecture (OPC UA) definiują warstwy, które izolują bazową funkcjonalność od wykorzystanej infrastruktury transportowej. Takie podejście niesie za sobą konieczność specyfikacji kodowania przesyłanych informacji i mapowania usług na odpowiednią infrastrukturę komunikacyjną. Mapowanie i kodowanie jest opisane jest w szóstej części specyfikacji OPC UA.

Aktualnie specyfikacja definiuje dwa sposoby kodowania:

• tekstowe oparte o XML

• binarne UA

Dodatkowo, przewidziane są dwa mapowania usług na warstwę transportową:

• TCP – strumień binarny TCP

• SOAP Web Services over HTTP – usługi internetowe wykorzystujące protokół SOAP i HTTP do transportu.

Wymienione tutaj sposoby przesyłania i kodowania danych pozwalają na stworzenie czterech dróg komunikacyjnych (przedstawionych na rysunku poniżej). Klient lub serwer OPC UA w przypadku gdy wpierają one więcej niż jedną drogę mogę one dokonać wyboru, którą drogą ma się odbywać komunikacja. Na wybór powinny mieć wpływ czynniki takie jak: wydajność, bezpieczeństwo (szyfrowanie), urządzenia pośredniczące (np. firewalle) lub inne.

Pierwsza droga (na rysunku pierwsza z prawej strony) bazuje na strumieniach TCP, binarnym kodowaniu oraz zabezpieczeniach wbudowanych w OPC UA (które są rozwiązaniem zaadaptowanym specjalnie dla OPC UA i są podobne do tych w specyfikacji WS-Secure Conversation oraz TLS). Wykorzystanie binarnych strumieni danych pozwala na stworzenie wydajnego sposobu przesyłania danych.

Druga droga oparta jest o kanał bazujący na HTTP lub HTTPS, protokół SOAP, w którym dane przesyłane są jako zakodowane binarnie. Do ustanowienia bezpiecznego kanału wykorzystywane są zabezpieczenia stworzone specjalnie dla OPC UA (podobnie jak w przypadku pierwszej drogi).

Trzecia droga oparta jest o kanał bazujący na HTTP lub HTTPS, protokół SOAP, w którym dane przesyłane są jako zakodowane binarnie.. Do ustanowienia bezpiecznego kanału wykorzystywane są specyfikacje WS-Secure Conversation . Droga druga i trzecia są oczywiście do siebie bardzo podobne i różnią się metodami zabezpieczeń.

Ostatnia droga (na rysunku pierwsza z lewej strony) bazuje o transport bazujący na HTTP lub HTTPS, protokół SOAP, zabezpieczenia bazujące na specyfikacji WS-Secure Conversation i kodowanie XML, czyli po prostu Web Serwisy.

Osoby, które mają wątpliwości odnośnie wydajności rozwiązań bazujących na Web Serwisach mogą wybrać kodowanie binarne oparte o TCP, aby zapewnić maksymalną szybkość przesyłu danych. Warto zauważyć że w celu zapewnienia możliwości przesyłania danych z OPC UA przez różnego rodzaju zapory (firewalle) lepiej posługiwać się rozwiązaniami bazującymi na HTTP/SOAP. Aby zapewnić maksymalną prędkość przesyłu danych z jednoczesnym wykorzystaniem SOAP, OPC UA przewiduje również przesyłanie zakodowanych binarnie danych przez kanał HTTP/SOAP. W tym przypadku można wykorzystać zabezpieczenia wbudowane w OPC UA jak i oparte o WS-Secure Conversation. (Na wcześniejszym rysunku te dwa sposoby przedstawione są dwoma strzałkami po środku).

(To tylko jedna z części artykułu zobacz pozostałe: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, autor: Maciej Zbrzezny)