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OPC-UA Pipe Gateway

Codice sorgente

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This module was historically developed for customer internal use.

As such, the module is not subject to obligations under the EU Cyber Resilience Act (CRA), which applies to software products placed on the market or provided to third parties under a commercial context.

No security updates, bug fixes, or official support will be provided. Users are advised not to use this software in production environments.

Introduzione

opcua_pipe_gateway è un client OPC-UA che permette di leggere e scrivere variabili OPC-UA tramite interfaccia a riga di comando, utilizzando STDIN per i comandi e STDOUT per i risultati. L'applicazione è disponibile in due implementazioni: una versione Perl (opcua_pipe_gateway.pl) e una versione Python (opcua_pipe_gateway.py).

Entrambe le versioni condividono le stesse funzionalità di base e la stessa interfaccia utente, garantendo compatibilità e intercambiabilità nell'uso.

Funzionalità Comuni

Le seguenti funzionalità sono implementate in entrambe le versioni (.pl e .py):

Interfaccia a Riga di Comando

Lettura di variabili da STDIN
Output dei risultati su STDOUT
Messaggi di log e debug su STDERR
Processing line-buffered per uso in pipeline Unix

Operazioni su Variabili

Lettura di variabili scalari: lettura del valore completo di una variabile
Lettura di elementi array: accesso a singoli elementi tramite sintassi variabile[indice]
Scrittura di variabili scalari: scrittura di valori completi
Scrittura di elementi array: modifica di singoli elementi di array
Preservazione del tipo di dato: il tipo originale della variabile viene mantenuto durante le scritture

Formato NodeId Standard OPC-UA

Supporto per il formato standard ns=;=
Tipi supportati: s (stringa), i (numerico), g (GUID), b (bytestring)
Esempio: ns=2;s=Eth50._System._NetworkAdapter

Nomi Variabili con Spazi

Supporto per nomi variabili con spazi utilizzando virgolette
Sintassi: "variabile con spazi" := valore
Escape di virgolette e caratteri speciali

Tipi di Dato Supportati

Scalari: Int32, Double, Float, String, Boolean, UInt16, Int16, Int64, UInt32, UInt64, Byte, SByte
Array: tutti i tipi scalari supportati
Gestione automatica del tipo: inferenza e conversione automatica dei tipi

Autenticazione e Sicurezza

Autenticazione username/password: supporto per autenticazione basata su credenziali
Crittografia con certificati: supporto per certificati client (.pem o .der)
Chiave privata client: supporto per chiavi private (.pem o .der)
Certificato server: supporto per trust list con certificato server
Security policy: Basic256Sha256 SignAndEncrypt

Configurazione

File di configurazione: supporto per file di configurazione in formato key=value
Opzioni da riga di comando: tutte le opzioni possono essere specificate da riga di comando
Priorità configurazione: i valori da riga di comando hanno priorità su quelli nel file
Parametri configurabili: cert, key, server_cert, user, password, endpoint, log_level

Gestione Errori

Codici di uscita: sistema di codici di uscita per gestione errori
- 0: Nessun errore
- 1: Almeno una variabile ha restituito (error)
- 2: Almeno una variabile ha restituito (out of band)
- 3: Sia errori che "out of band" sono stati rilevati
Messaggi di errore: output su STDERR per diagnostica
Gestione array out of bounds: messaggio (out of band) per indici fuori dai limiti

Logging e Debug

Livelli di log configurabili: none, fatal, error, warn, info, debug, trace
Output debug: opzione --debug per output dettagliato
Log su STDERR: tutti i messaggi di log vengono inviati su STDERR

Formato Input/Output

Sintassi lettura: variabile o variabile[indice]
Sintassi scrittura: variabile := valore o variabile = valore (per retrocompatibilità)
Formato output: variabile = valore per scalari, variabile = [elemento1, elemento2, ...] per array
Caratteri speciali (Escape): gestione automatica di newline, tab, virgolette, ecc.

Compatibilità

Pipeline Unix: progettato per uso in pipeline e script shell
Processing line-buffered: ogni riga viene processata immediatamente
Compatibilità KEPServerEX: supporto per server industriali come KEPServerEX (TEstata versione V6)
Gestione ApplicationUri: estrazione automatica da certificati per compatibilità

Implementazioni

L'applicazione opcua_pipe_gateway è disponibile in due implementazioni che condividono le stesse funzionalità ma utilizzano librerie e approcci diversi:

Versione Perl (opcua_pipe_gateway.pl)

Libreria Utilizzata

Libreria base: OPCUA::Open62541 (wrapper Perl per la libreria C open62541)
Libreria C sottostante: open62541 v1.3.8 o superiore
Licenza libreria: MPL-2.0 (open62541), GPL v1 / Artistic License 1.0 (OPCUA::Open62541)

Caratteristiche Implementative

Gestione event loop: utilizza run_iterate() per processare eventi OPC-UA
Gestione connessione: controllo esplicito dello stato della sessione (SESSIONSTATE_ACTIVATED)
Gestione timestamp KEPServerEX: la libreria open62541 gestisce automaticamente i timestamp
Stabilizzazione sessione: esegue iterazioni aggiuntive dopo l'attivazione per stabilizzare la connessione
Gestione memoria: cleanup conservativo per evitare problemi di memoria

Dipendenze

Perl 5.24 o superiore
Modulo OPCUA::Open62541 da CPAN
Libreria open62541 compilata e installata
Moduli Perl standard: Time::HiRes, Data::Dumper

Vantaggi

Prestazioni: libreria C nativa per prestazioni ottimali
Stabilità: libreria open62541 ampiamente testata e utilizzata
Compatibilità: supporto completo per tutte le funzionalità OPC-UA
Eseguibile standalone: possibilità di creare eseguibili standalone con tutte le dipendenze

Versione Python (opcua_pipe_gateway.py)

Libreria Utilizzata

Libreria base: python-opcua (freeopcua)
Licenza libreria: LGPL-3.0

Caratteristiche Implementative

Gestione connessione: utilizza l'API ad alto livello di python-opcua
Discovery endpoint: esegue discovery automatico degli endpoint per trovare Basic256Sha256
Gestione timestamp KEPServerEX: implementazione esplicita per evitare timestamp nelle scritture
- Utilizza set_attribute() invece di set_value() per controllo diretto
- Imposta esplicitamente SourceTimestamp e ServerTimestamp a None
Gestione DataValue: creazione esplicita di DataValue senza timestamp per compatibilità KEPServerEX
Gestione errori: try/except per gestione robusta delle eccezioni

Dipendenze

Python 3.6 o superiore
Modulo opcua da pip
Moduli Python standard: sys, os, re, argparse, json, io

Vantaggi

Facilità di installazione: installazione semplice tramite pip
API ad alto livello: interfaccia più semplice e intuitiva
Gestione automatica: molte operazioni gestite automaticamente dalla libreria
Ambienti virtuali: supporto per ambienti virtuali Python per isolamento dipendenze

Differenze Principali

Gestione Timestamp per KEPServerEX

Versione Perl: la libreria open62541 gestisce automaticamente i timestamp. Non è necessario intervento esplicito.
Versione Python: implementazione esplicita per evitare timestamp. Utilizza set_attribute() con DataValue senza timestamp per evitare che KEPServerEX rifiuti le scritture.

Gestione Connessione

Versione Perl: controllo esplicito dello stato della sessione con getState() e iterazioni manuali con run_iterate().
Versione Python: gestione più automatica tramite l'API di python-opcua, con discovery automatico degli endpoint.

Gestione Tipi di Dato

Versione Perl: utilizza le costanti di tipo di open62541 (TYPES_INT32, TYPES_DOUBLE, ecc.).
Versione Python: utilizza gli enum di python-opcua (ua.VariantType.Int32, ua.VariantType.Double, ecc.).

Prestazioni

Versione Perl: prestazioni ottimali grazie alla libreria C nativa.
Versione Python: prestazioni generalmente buone, possono variare a seconda del carico e della versione di Python.

Installazione e Distribuzione

Versione Perl: richiede compilazione di open62541 e installazione del modulo Perl. Possibilità di creare eseguibili standalone.
Versione Python: installazione più semplice tramite pip, ma richiede Python e le dipendenze sul sistema target.

Gestione Errori

Versione Perl: gestione errori tramite status code e controllo esplicito dello stato.
Versione Python: gestione errori tramite eccezioni Python con try/except.

Esempi d'Uso

Entrambe le versioni supportano gli stessi esempi d'uso:

Lettura di Variabili

echo "the.answer" | opcua_pipe_gateway opc.tcp://127.0.0.1:4840
echo "the.answer" | opcua_pipe_gateway.py opc.tcp://127.0.0.1:4840

Scrittura di Variabili

echo "the.answer := 42" | opcua_pipe_gateway opc.tcp://127.0.0.1:4840
echo "the.answer := 42" | opcua_pipe_gateway.py opc.tcp://127.0.0.1:4840

Array

echo "test.array[0]" | opcua_pipe_gateway opc.tcp://127.0.0.1:4840
echo "test.array[0] := 99" | opcua_pipe_gateway opc.tcp://127.0.0.1:4840

Con Configurazione

echo "variabile" | opcua_pipe_gateway --config config.conf opc.tcp://127.0.0.1:4840
echo "variabile" | opcua_pipe_gateway.py --config config.conf opc.tcp://127.0.0.1:4840