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Was sind industrielle Thin Clients? Teil 1/2

erstellt am: 12.02.2019 | von: | Kategorie(n): HMI

Explo­sive Atmo­sphäre, raue Umge­bun­gen, extreme Tem­per­a­turen – die Prozessin­dus­trie stellt beson­dere Anforderun­gen an Men­sch und Tech­nik. Das gilt auch für soge­nan­nte Thin Clients, wie man sie aus Büro-Anwen­dun­gen ken­nt. Im Gegen­satz zu klas­sis­chen PCs wer­den bei Thin Clients Anwen­dun­gen nicht lokal, son­dern auf ent­fer­n­ten Servern aus­ge­führt, und lediglich die Bild­in­for­ma­tio­nen und Eingaben über das Net­zw­erk über­tra­gen.

Dezentralisierte vs. zentralisierte Systeme

Über das let­zte Jahrzehnt sind Thin Clients immer bekan­nter in der Prozes­sautoma­tion und bei indus­triellen Anwen­dun­gen gewor­den. Ins­beson­dere durch den Trend zur Vir­tu­al­isierung repräsen­tieren Thin Clients eine starke und kosten­ef­fiziente Tech­nolo­gie. Diese erlaubt Nutzern, auf Anwen­dung und Infor­ma­tio­nen zuzu­greifen, welche auf zen­tral­isierten Sys­te­men beispiel­sweise Servern laufen (Host-Servern).

Im Ver­gle­ich zu kon­ven­tionellen, dezen­tral­isierten Automa­tisierungssys­te­men (auf welchen nor­maler­weise alle Dat­en und Anwen­dun­gen laufen) sind die Dat­en und Anwen­dun­gen von zen­tral­isierten Automa­tisierungssys­te­men nor­maler­weise auf Servern gelagert. Ein Thin Client gibt hier­bei die Nutze­r­ober­fläche wieder, um App­lika­tio­nen auf dem Host zugänglich zu machen.

Um dies zu erre­ichen, hat ein Thin Client ein min­i­mal­is­tis­ches, nor­maler­weise einge­bet­tetes Betrieb­ssys­tem (OS) und bietet Treiber für Input- und Out­put-Geräte, (bspw.: Maus, Tas­tatur, Touch­screen und Mon­i­tor) welche mit dem Thin Client ver­bun­den sind. Zusät­zlich erlauben instal­lierte Remote-Pro­tokolle den Aus­tausch der Sys­tem-Inputs und Out­puts zwis­chen dem Thin Client und dem Serv­er.

Wie funktionieren Remote-Protokolle?

Der Serv­er gener­iert eine Benutze­r­ober­fläche (beispiel­sweise graph­i­cal-user-inter­face oder kurz GUI) welche dann kom­prim­iert und über das Eth­er­net als Remote-Pro­tokoll zum Thin Client gesendet wird. Anschließend erhält der Thin Client die kom­prim­ierten Dat­en, beispiel­sweise in Form von GUI-Bildern, extrahiert diese und stellt sie auf dem Bild­schirm des Nutzers dar.

Arbeitsweise eines Thin Clients

 

Eingaben des Nutzers (beispiel­sweise über die Tas­tatur, Maus, Touch­screen etc.) wer­den in ent­ge­genge­set­zter Rich­tung gesendet. Der Thin Client fängt die physikalis­chen Eingaben des Nutzers auf und leit­et diese über das Remote-Pro­tokoll an den Serv­er. Der Serv­er entschlüs­selt die Eingaben des Nutzers und schickt diese an das laufende (darun­ter­liegende) Betrieb­ssys­tem und seine Anwen­dun­gen. Für die Anwen­dun­gen, welche auf dem Serv­er laufen, ist dies trans­par­ent. Dies bedeutet, dass es für die Anwen­dun­gen aussieht, als ob der Nutzer diese Befehle lokal auf dem Betrieb­ssys­tem ein­gibt. Auf­grund des heuti­gen leis­tungs­fähi­gen Eth­er­net erlebt der Nutzer die Inter­ak­tio­nen durch den Thin Client mit dem Serv­er, als würde er direkt mit dem Betrieb­ssys­tem arbeit­en.

Seit­dem der Thin Client über das Eth­er­net arbeit­et, gehört er zu den beliebtesten Tech­nolo­gien für vir­tu­al­isierte Automa­tisierungssys­teme. Kon­ven­tionelle Tech­nolo­gien wie Tas­tatur-Video-Maus Ver­längerun­gen (KVM) sind mit vir­tu­al­isierten Sys­te­men nicht kom­pat­i­bel. Dies liegt daran, dass nor­maler­weise eine oder mehrere virtuelle Maschi­nen (VMS) auf den Servern laufen und somit die physis­chen Schnittstellen nicht aus­re­ichen, um sich mit KVMs zu ver­net­zen. VMs kön­nen nur über das Net­zw­erk mit Remote-Pro­tokollen aufgerufen wer­den.

Welche Remoteprotokolle gibt es und was sind die Unterschiede?

Heutzu­tage existieren viele Kom­mu­nika­tion­spro­tokolle, wobei nur ein sehr klein­er Teil der Pro­tokolle für die Erfas­sung des Großteils von Vir­tu­al­isierun­gen rel­e­vant ist. Dies gilt selb­st für kon­ven­tionelle, nicht vir­tu­al­isierte Anwen­dun­gen:

  • Microsoft® Remote Desk­top Pro­tokoll (RDP): RDP ist das bekan­nteste Remote-Pro­tokoll für arbeit­splatzbasierte und vir­tu­al­isierte Automa­tisierungssys­teme. Während heutzu­tage das neueste Betrieb­ssys­tem von Microsoft über eine inte­gri­erte RDP–Nutzeroberfläche aufgerufen wer­den kann (beispiel­sweise für Remote-Ver­wal­tun­gen), benöti­gen pro­fes­sionelle Auf­baut­en einen Win­dows OS Serv­er. Mit der Strate­gie von Microsoft, Infra­struk­turen zu vir­tu­al­isieren und seit der Mark­te­in­führung des Win­dows Serv­er 2008 R2 im Jahr 2009, haben sich die „Ter­mi­nal Ser­vices“ erweit­ert und wur­den in Remote Desk­top Ser­vices (RDS) umbe­nan­nt.
  • Vir­tu­al Net­work Com­put­ing (VNC): VNC ist eines der ältesten Remote-Pro­tokolle, welch­es auch heutzu­tage noch Bekan­ntheit genießt. Vor allem in kleineren, nicht vir­tu­al­isierten Automa­tisierungssys­te­men wer­den diese Pro­tokolle weit­er­hin genutzt, seit­dem mehrere „Open Source“-Umsetzungen existieren. Diese erlauben das Erstellen von kostengün­sti­gen Lösun­gen.
  • Cit­rix® Inde­pen­dent Com­put­ing Archi­tec­ture (ICA): ICA ist ein Cit­rix geschütztes, plat­tfor­munab­hängiges Fernbe­di­enungs-Pro­tokoll, welch­es in großen, pro­fes­sionellen und vir­tu­al­isierten Infra­struk­turen mit Cit­rix XenApp und Xen­Desk­top ver­wen­det wird.
  • VMWare PC-over-IP (PCoIP): Ursprünglich von Ter­radi­ci® einge­führt, hat VMWare dieses Pro­tokoll in ihre vir­tu­al­isierte Server­struk­tur inte­gri­ert. Neben PCoIP unter­stützt VMWare eben­falls die Zugänge zu den gehosteten VMs über RDP.

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