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Como funciona segregação entre rede de TI e rede de automação: etapas

Como funciona segregação entre rede de TI e rede de automação: primeiro se descobre quem conversa com quem na planta, depois cada equipamento vai para uma zona e um firewall passa a permitir só as conversas anotadas numa matriz. A mudança acontece aos poucos, com o firewall registrando o tráfego antes de bloquear qualquer coisa.

Resumo

  • O dado da produção chega ao escritório por uma zona intermediária, e nenhuma conversa atravessa direto do computador ao CLP.
  • A matriz de comunicação lista cada conversa permitida, com origem, destino, porta, sentido e dono.
  • A etapa mais demorada costuma ser a observação do tráfego, porque conversas raras só aparecem no fechamento do mês ou na troca de produto.
  • A fábrica recebe diagrama, inventário, matriz aprovada e tabela de regras, além de um roteiro para pedir regra nova.

Como funciona segregação entre rede de TI e rede de automação por dentro

A rede é dividida em zonas, e toda conversa entre zonas passa por um firewall que segue uma lista de permissões. O que não está na lista não passa, mesmo que venha de um computador da própria empresa.

A rede de TI é a do escritório: computadores, e-mail, sistema de gestão e internet. A rede de automação é a das máquinas, com os controladores que comandam a linha, as telas de operação e o supervisório, o programa que mostra a fábrica inteira para os operadores.

Na segregação entre TI e automação, essas duas redes deixam de dividir switch e faixa de endereços. Dentro de cada switch gerenciável, a separação é feita por VLAN, uma rede virtual que isola o tráfego sem trocar cabo; entre as VLANs, quem decide o que passa é o firewall.

O firewall usado nessa fronteira guarda o estado de cada conexão: ele sabe que uma resposta pertence a um pedido autorizado e descarta o que chega sem ter sido pedido. A regra de fundo é negar tudo, e cada permissão é uma exceção escrita.

Caminho de um dado de produção, do CLP ao relatório do escritório
  1. Zona de controle

    CLP da máquina

    Guarda contagem, estado e alarmes e só conversa com o supervisório da própria linha.

  2. Zona de supervisão

    Supervisório

    Lê os CLPs, mostra a linha aos operadores e envia o histórico para cima pelo firewall.

  3. Fronteira

    Firewall

    Deixa passar só a cópia do histórico, na porta e no sentido anotados na matriz.

  4. Zona intermediária

    Servidor de histórico

    Recebe os dados da produção e é o único ponto que o escritório consegue consultar.

  5. Zona de TI

    Relatório e ERP

    O escritório lê o histórico na zona intermediária e nunca abre conexão direta com a linha.

O acesso remoto de fabricantes segue o mesmo princípio: entra pela zona intermediária, com usuário próprio, e só dali alcança a máquina autorizada.

O que é a matriz de comunicação e por que ela vem antes das regras?

A matriz de comunicação é a tabela de todas as conversas que a planta precisa para funcionar. Cada linha responde a seis perguntas, e só depois de aprovada ela vira regra no firewall.

  • Origem e destino: qual equipamento inicia a conversa e com qual ele fala.
  • Porta e protocolo: o canal usado, como o Modbus TCP de um CLP ou o compartilhamento de arquivos de um servidor.
  • Sentido: se a conversa pode começar só de um lado, o que impede o escritório de abrir conexão com a máquina.
  • Motivo e dono: para que serve a conversa e quem responde por ela quando alguém pedir para mudar.

Sem a matriz, o firewall é configurado por tentativa: bloqueia-se algo, a linha reclama, libera-se mais do que devia. Com ela, cada regra tem justificativa antes de existir.

As etapas da segregação na ordem em que acontecem

São sete etapas, e as máquinas só trocam de rede depois da quinta. As quatro primeiras não desligam nada e acontecem com a produção rodando.

Etapas da segregação entre escritório e produção, se a linha precisa parar e o peso relativo de cada uma
EtapaO que aconteceA linha para?Peso no calendário
1. InventárioLista de máquinas, CLPs, telas, switches e endereços, com visita aos painéisNãoCurto a médio
2. Escuta do tráfegoUma porta espelhada no switch copia o tráfego para análise, sem interferir neleNãoLongo
3. Matriz e zonasAs conversas observadas viram matriz, e cada equipamento ganha uma zonaNãoMédio
4. AprovaçãoManutenção, integrador, TI e gestão aprovam a matriz e as datasNãoDepende das pessoas
5. Preparo em paraleloVLANs, firewall e zona intermediária montados ao lado da rede atualNãoMédio
6. Mudança em gruposCada grupo de máquinas passa para a zona nova numa parada combinadaSim, por grupoSegue as paradas
7. Bloqueio e entregaO firewall sai do modo de registro, passa a negar o resto e a documentação é entregueNãoCurto

Os prazos em dias variam com o tamanho da planta e o calendário de paradas: [PREENCHER prazos típicos por etapa]. A Táquion Tech não muda nenhuma máquina de rede antes de a matriz e as datas estarem aprovadas por escrito.

Por que a escuta do tráfego é a etapa mais longa

Porque algumas conversas acontecem raramente, e uma regra que esquece uma delas para um processo semanas depois da entrega.

  • Rotina diária: supervisório lendo CLPs e histórico subindo para o servidor aparecem nas primeiras horas.
  • Rotina semanal: cópia de segurança das receitas e relatório de manutenção só aparecem se a escuta cobrir a semana.
  • Eventos raros: fechamento do mês no sistema de gestão, troca de produto na linha ou visita remota de um fabricante.

Para os eventos raros, a escuta é completada com entrevista: a manutenção e o integrador dizem o que acontece em datas específicas, e essas conversas entram na matriz mesmo sem terem sido vistas.

O que a fábrica prepara para cada etapa?

A fábrica prepara acessos, pessoas que conhecem a rotina e a lista de quem usa dados da produção fora da linha. A tabela mostra o que serve a cada etapa.

O que a fábrica separa para a segregação e em que etapa cada item é usado
O que separarPara qual etapaPor que importa
Senhas dos switches e roteadores atuaisInventário e escutaSem elas, não dá para espelhar porta nem ler a tabela de endereços
Acompanhamento da manutenção nos painéisInventárioPainel elétrico só é aberto com quem responde por ele
Lista de sistemas do escritório que leem a produçãoMatrizRelatórios, planilhas e ERP que dependem da linha precisam de caminho permitido
Calendário de eventos rarosEscuta e matrizFechamento do mês, inventário de estoque e troca de produto mostram conversas escondidas
Um dono para aprovar regrasAprovação e entregaCada regra nova depois da entrega precisa de alguém que diga sim ou não
Datas de parada confirmadasMudança em gruposCada grupo de máquinas muda numa janela própria

Se a rede do escritório também precisa ser dividida por setor, visitantes e câmeras, isso é outra frente, e o guia sobre rede da empresa lenta mostra o efeito de tudo dividir o mesmo segmento.

Quer separar a produção sem tirar a linha do ar?

Na segregação entre TI e automação, um Especialista levanta as conversas da planta, monta a matriz com a sua equipe e muda as máquinas nas paradas combinadas.

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O que o integrador sabe e a escuta não mostra

O integrador conhece o que nenhuma escuta mostra por inteiro: os endereços fixos gravados nos CLPs e as conversas entre máquinas que só ocorrem numa condição de alarme.

Ele revisa a matriz antes da aprovação e acompanha as paradas em que um CLP muda de endereço. A Táquion Tech cuida da rede e do firewall, e não altera a programação de CLPs, telas ou supervisório.

Erros de segregação e o sintoma que cada um provoca

Erros de segregação quase sempre aparecem como um sistema que para de enxergar outro. O sintoma indica em qual etapa o erro nasceu.

  • Inventário incompleto: depois da mudança, uma máquina some do supervisório porque ninguém sabia que ela estava ligada naquele switch.
  • Escuta curta: a linha funciona por semanas e, no fechamento do mês, o relatório de produção chega vazio ao sistema de gestão.
  • Matriz sem sentido definido: a regra libera a conversa nos dois sentidos, e o escritório continua conseguindo abrir conexão com o CLP.
  • Mudança em grupo grande demais: várias máquinas falham juntas e não dá para saber qual regra ou cabo causou a falha.
  • Bloqueio antes da hora: o firewall nega tudo no primeiro dia e o registro mostra dezenas de conversas negadas que estavam fora da matriz.
  • Acesso remoto antigo esquecido: o programa instalado na tela da máquina continua saindo para a internet por um caminho paralelo.

O registro do firewall é a primeira pista do diagnóstico

Toda conversa negada fica anotada com origem, destino e porta. Quando algo para de funcionar, a primeira consulta é a esse registro, e não ao cabo.

Quando o problema não é regra, e sim a rede

Lentidão geral e máquinas caindo juntas, sem conversa negada no registro, apontam para a camada de baixo, como um laço de cabo ou um switch sobrecarregado.

Uma tempestade de broadcast, o excesso de mensagens que um laço gera, é o caso clássico. O guia de configuração de storm control explica como os switches contêm esse efeito antes que ele chegue às máquinas.

Exemplo: como funciona segregação entre rede de TI e rede de automação numa tecelagem

Uma tecelagem do Vale do Itajaí tem teares com CLP, uma tinturaria com caldeira e supervisório próprio e um escritório que tira relatórios da produção. A situação é hipotética, montada com problemas comuns em plantas têxteis.

Hoje, teares, supervisório da tinturaria e computadores do escritório estão na mesma faixa de endereços, e dois switches simples ficam dentro de painéis da tecelagem.

O que o inventário e a escuta encontraram

O inventário listou os teares, os CLPs da tinturaria, o supervisório e três computadores de escritório que liam dados da linha.

A escuta, feita ao longo de um ciclo de produção completo, revelou duas surpresas: um fabricante de teares entrava por um programa de acesso instalado numa tela, e uma planilha do financeiro buscava dados direto no supervisório todo início de mês.

Como a mudança foi feita

A matriz ficou com quatro zonas: escritório, intermediária, supervisão e controle, com a caldeira isolada numa rede física própria.

Os switches simples foram trocados por gerenciáveis, a planilha passou a ler o servidor de histórico na zona intermediária e o fabricante ganhou usuário próprio na entrada remota. As máquinas mudaram em grupos, nas paradas de fim de semana, com o firewall só registrando.

O dia em que o firewall passou a bloquear

Depois de um ciclo completo sem conversas novas no registro, o firewall passou a negar tudo o que não estava na matriz.

O programa antigo de acesso foi desinstalado da tela, e a gestão recebeu a matriz aprovada como resposta ao questionário de segurança de um cliente [CONFIRMAR exigência do seu setor].

O que a fábrica recebe e como mantém a separação

A fábrica recebe a documentação que explica cada regra e um caminho para pedir regras novas sem desfazer a separação. Sem esse caminho, o firewall acumula exceções até deixar de separar.

Confira na entrega

  • Diagrama das zonas com cada switch, o firewall e as ligações entre prédios.
  • Inventário atualizado, com endereço e zona de cada máquina.
  • Matriz de comunicação aprovada, com motivo e dono de cada conversa.
  • Tabela de regras do firewall que corresponde, linha a linha, à matriz.
  • Usuário próprio para cada fabricante com acesso remoto, com registro de entradas.
  • Cópia das configurações de switches e firewall, guardada fora deles.

Uma regra no firewall que não aparece na matriz é sinal de exceção sem dono. Vale perguntar por ela antes de assinar o recebimento.

Em resumo, como funciona segregação entre rede de TI e rede de automação é uma troca de confiança implícita por permissão escrita. O que pesa no orçamento de cada etapa está no guia de quanto custa segregação entre rede de TI e rede de automação.

Quando vale passar do modo de registro ao bloqueio?

Vale quando o registro passou um ciclo completo de produção sem mostrar conversa fora da matriz e os eventos raros da entrevista já foram testados.

Se ainda aparecem conversas novas, cada uma é investigada e entra na matriz ou é descartada com o dono. O controle de quem acessa os próprios equipamentos de rede segue a mesma lógica descrita em implantação de TACACS.

Perguntas frequentes

A segregação deixa o escritório sem acesso aos dados da produção?

Não. O escritório continua lendo relatórios e indicadores, mas pelo servidor de histórico na zona intermediária. O que deixa de existir é a conexão direta entre um computador e o CLP.

Só criar VLANs já separa a fábrica do escritório?

Separa o tráfego, mas não filtra nada. Se as VLANs forem ligadas por um roteador sem regras, um vírus atravessa do mesmo jeito, e por isso o firewall entre zonas é a peça que faz a separação valer.

O que acontece se uma regra necessária ficar de fora?

O sistema que dependia daquela conversa para de receber dados, e o registro do firewall mostra a tentativa negada. A correção passa pelo dono da regra, que aprova a inclusão na matriz.

Os sensores IoT entram em qual zona?

Em geral numa zona própria ou na intermediária, nunca direto na zona de controle. Assim, um sensor com saída para a nuvem não vira atalho até as máquinas.

Existe norma que descreve zonas para automação industrial?

A série IEC 62443 é a referência mais citada e organiza a planta em zonas e conduítes [CONFIRMAR na norma]. Ela orienta o desenho, mas a matriz de cada fábrica sai da escuta e das entrevistas.

Thiago Manoel

Responsável técnico da Táquion Tech · Registro profissional [PREENCHER]

Mais de 15 anos em operações de rede, com gestão de infraestruturas de TI, administração de data centers e condução de equipes em migrações de TI e telecomunicações, com foco em alta disponibilidade e segurança.

A Táquion Tech é uma empresa de engenharia de redes de Balneário Camboriú (SC) que projeta, opera e dá suporte a redes de provedores de internet e de empresas.

Conheça a equipe da Táquion Tech

Fontes

  1. Stateful firewall (Wikipédia em inglês): firewall que acompanha o estado das conexões e só aceita respostas a pedidos autorizados.
  2. Port mirroring (Wikipédia em inglês): cópia do tráfego de uma porta do switch para análise, sem interferir na comunicação.
  3. DMZ (Wikipédia em inglês): rede intermediária entre duas zonas de confiança diferente, base da zona intermediária industrial.

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