文章轉載來源 千家網(wǎng)
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是將控制器、傳感器和其他智能設備連接到云的硬件或軟件組件。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，無論是專門的硬件設備還是軟件程序，都是在物聯(lián)網(wǎng)設備和云之間傳輸?shù)乃袛?shù)據(jù)都經(jīng)過路由的地方。智能網(wǎng)關或控制層是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的另一個名稱。
什么是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關？
數(shù)據(jù)使用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關在物聯(lián)網(wǎng)設備和云之間發(fā)送，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關也可用作網(wǎng)絡路由器。早期，大多數(shù)網(wǎng)關設備只是將流量從物聯(lián)網(wǎng)設備傳輸?shù)皆贫恕＞W(wǎng)關設備現(xiàn)在經(jīng)常管理入站和出站流量。物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)使用出站流量流發(fā)送到云端，固件更新等設備管理操作使用傳入流量。
一些物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關執(zhí)行流量路由以外的任務。有時，可以使用網(wǎng)關設備在邊緣本地對數(shù)據(jù)進行預處理，然后再發(fā)送到云端。為了減少需要發(fā)送到云的數(shù)據(jù)量，設備可能會在此過程中對數(shù)據(jù)進行重復數(shù)據(jù)刪除、匯總或聚合。這可能會顯著影響響應時間和網(wǎng)絡傳輸費用。
使用 IoT 網(wǎng)關在 IoT 設備和云之間發(fā)送數(shù)據(jù)
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡及其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的額外安全層是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的另一個優(yōu)勢。盡管有所改進，但物聯(lián)網(wǎng)設備的安全性經(jīng)常被證明缺乏。例如，數(shù)億物聯(lián)網(wǎng)設備使用的 TCP/IP 庫在 2020 年被發(fā)現(xiàn)包含 Ripple20 漏洞，使此類設備容易受到攻擊。
采用具有篡改檢測、加密、硬件隨機數(shù)生成器和加密引擎等功能的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是企業(yè)可以用來保護其物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡的一種方法。這些和其他特性可以幫助保護單個設備免受攻擊并保護物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關如何工作？
一個簡單的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關執(zhí)行與 Wi-Fi 路由器類似的職責。網(wǎng)關從物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)接收 Wi-Fi 連接，然后將數(shù)據(jù)從物聯(lián)網(wǎng)設備路由到云端。然而，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關通常要復雜得多。
物聯(lián)網(wǎng)設備使用各種不同協(xié)議的事實導致物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關通常比 Wi-Fi 路由器更復雜。這些協(xié)議包括低功耗藍牙、BACnet、Zigbee 和 Z-Wave。因此，為了支持企業(yè)中的所有物聯(lián)網(wǎng)設備，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可能需要處理各種協(xié)議。
物聯(lián)網(wǎng)設備使用各種不同協(xié)議的事實導致網(wǎng)關通常比 Wi-Fi 路由器更復雜
除了支持這些協(xié)議外，網(wǎng)關還必須能夠將各種形式的 IoT 流量路由到正確的位置。雖然來自建筑安全傳感器的數(shù)據(jù)可能需要傳輸?shù)竭\行基于云的安全接口的 SaaS 提供商，但來自一組工業(yè)傳感器的數(shù)據(jù)可能需要傳輸?shù)皆浦械臄?shù)據(jù)庫。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可能需要在互聯(lián)網(wǎng)中斷的情況下本地緩存數(shù)據(jù)，或者如果網(wǎng)關被淹沒的數(shù)據(jù)超出了它的處理能力，這也是它們可能比 Wi-Fi 路由器更復雜的另一個原因。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關經(jīng)常提供故障轉移集群或橫向擴展能力以處理不斷增長的工作負載。
邊緣計算和物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關
一些物聯(lián)網(wǎng)設備會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)。如果一家公司擁有相當大的物聯(lián)網(wǎng)設備生態(tài)系統(tǒng)，并希望將所有這些設備的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，這可能是個問題。物聯(lián)網(wǎng)小工具可能會耗盡公司所有的互聯(lián)網(wǎng)容量，并且在云中存儲數(shù)據(jù)的成本很高。
將邊緣計算用于至少一些基本數(shù)據(jù)處理可以幫助防止此類問題。通過減少必須傳輸?shù)皆频臄?shù)據(jù)量，這種方法有助于降低成本和帶寬使用。
假設一家公司擁有一組支持 IP 的安全攝像頭，這些攝像頭都在傳輸實時數(shù)據(jù)。將所有未處理的監(jiān)控錄像發(fā)送到云端進行數(shù)據(jù)處理肯定沒有多大意義。如果某些攝像機主要聚焦于空置空間，則尤其如此。
如果一家公司擁有龐大的物聯(lián)網(wǎng)設備生態(tài)系統(tǒng)，并希望將所有這些設備的數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，這可能是個問題
在邊緣處理視頻片段比立即上傳所有監(jiān)控片段更有效。邊緣設備可以區(qū)分企業(yè)認為值得保留的安全片段和無關緊要的片段，例如空房間的視頻。必須評估的視頻片段可以從邊緣設備發(fā)送到網(wǎng)關設備，網(wǎng)關設備將信息上傳到云端。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關對于控制和保護物聯(lián)網(wǎng)設備至關重要，它們還可以幫助企業(yè)降低與物聯(lián)網(wǎng)相關的帶寬使用量。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關架構
在物聯(lián)網(wǎng)基礎設施中可以找到四個架構層。這些包括以下內容：
網(wǎng)絡層：在這一層，數(shù)據(jù)從多個來源編譯并以安全的方式發(fā)送到處理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)聚合和格式轉換是由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) (DAS) 執(zhí)行的任務。在這個級別，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以安全地連接物聯(lián)網(wǎng)設備和處理基礎設施。
傳感器層：設備在傳感器層收集數(shù)據(jù)以供以后處理。
數(shù)據(jù)預處理層：物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)在該層進行預處理并進行基礎數(shù)據(jù)分析，以便在傳輸?shù)交谠频幕A設施之前限制數(shù)據(jù)量。在這一層運行的是物聯(lián)網(wǎng)邊緣設備。
云應用層：由于基于云的基礎設施，應用程序和用戶可以訪問數(shù)據(jù)和深入數(shù)據(jù)分析的結果。在這一層，數(shù)據(jù)倉庫或存儲也是可能的。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關硬件
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備填補了基于云的物聯(lián)網(wǎng)平臺、傳感器、設備和系統(tǒng)之間的通信空白。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關設備提供本地處理和存儲解決方案，以及通過系統(tǒng)地連接現(xiàn)場和云來根據(jù)傳感器輸入的數(shù)據(jù)自主管理現(xiàn)場設備的能力。
邊緣網(wǎng)關位于邊緣系統(tǒng)的交界處，您的生態(tài)系統(tǒng)中其他設備使用的本地 Intranet 與公共 Internet 相遇。它是設備生態(tài)系統(tǒng)內外網(wǎng)絡連接的主要接入點。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關對于控制和保護物聯(lián)網(wǎng)設備至關重要
路由器是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關嗎？
路由器可能是所有物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關中使用最廣泛的。它們將 IP 數(shù)據(jù)包傳入和傳出本地網(wǎng)絡以及傳入和傳出 IoT 設備，從而使您的智能傳感器或其他設備能夠連接到 Internet 并共享它們生成的數(shù)據(jù)。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關軟件
數(shù)字時代還沒有看到許多機器和工廠的到來。要利用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，首先必須將它們連接起來。解決方案是 IoT 網(wǎng)關軟件，您可以將其用于新設備和當前安裝的設備。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關軟件提高了機器和過程數(shù)據(jù)的透明度。實時監(jiān)控過程數(shù)據(jù)，包括溫度、壓力、振動等，確保您的輸出符合高標準。使用規(guī)則分析特定數(shù)據(jù)使預測和計劃的工廠維護更容易。
使用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的優(yōu)勢
設置物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關將提供短期和長期利益，無論您的企業(yè)是準備在物聯(lián)網(wǎng)上進行廣泛投資還是希望從這里和那里開始使用一些設備。
將設備相互連接
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關類似于通用遙控器。通用遙控器可讓你從一個區(qū)域操作所有小工具，從而節(jié)省你的時間和精力。雖然你可以擁有多個遙控器，每個遙控器都適用于特定設備，但這并不方便。你的設備仍然可以在沒有 IoT 網(wǎng)關的情況下運行和控制，但這樣做更加困難，并且無法設置它們進行協(xié)作。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關充當連接設備之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹行臉屑~。通過云，人和其他設備能夠相互通信。當您向物聯(lián)網(wǎng)設備發(fā)送或接收信息（例如協(xié)議更改）時，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關和支持云的軟件用于與物聯(lián)網(wǎng)設備進行通信。
為了在整個物理空間中擴展和簡化其功能，并在與越來越多的物聯(lián)網(wǎng)設備和智能傳感器一起使用時，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關還可以相互連接。通用物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以在你的技術計劃的早期安裝，讓你可以輕松快速地添加設備。
您的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關不僅可以實現(xiàn)設備之間的通信，還可以通過將數(shù)據(jù)過濾為有價值的信息來簡化通信
數(shù)據(jù)過濾
你的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關不僅可以實現(xiàn)設備之間的通信，還可以通過將數(shù)據(jù)過濾為有價值的信息來簡化通信。查看每條記錄將毫無用處，并且會減慢物聯(lián)網(wǎng)設備的執(zhí)行和通信速度，因為它們可以在瞬間捕獲新的數(shù)據(jù)位。為了提高通信和反應時間，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是智能的并且能夠在邊緣工作。這意味著每個網(wǎng)關都可以在僅將必要的過濾數(shù)據(jù)發(fā)送到云之前考慮和檢查提供的數(shù)據(jù)。
翻譯物聯(lián)網(wǎng)設備之間的通信
盡管物聯(lián)網(wǎng)設備正在迅速融入我們的日常生活，并且新服務和產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)以改善我們生活的幾乎每個領域，但目前還沒有通用設備語言的標準。
例如，即使辦公室的照明和氣候控制可能配備了運動傳感器，除非它們是由同一家公司制造的，或者除非你擁有可以翻譯的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，否則它們是否能夠相互交互是值得懷疑的他們之間的數(shù)據(jù)。
隨著更多物聯(lián)網(wǎng)設備的添加，中心在簡化它們的協(xié)同工作方式方面變得越來越重要。
緩解安全
物聯(lián)網(wǎng)設備帶來的安全問題隨著數(shù)量的增加而增加。你可能聽說過有關物聯(lián)網(wǎng)出錯的恐怖故事，例如智能汽車失控或 Wi-Fi 嬰兒監(jiān)視器允許黑客竊聽。所有物聯(lián)網(wǎng)設備都容易受到外部干擾和黑客攻擊，但物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關增加了另一層互聯(lián)網(wǎng)和實際設備之間。即使你的企業(yè)不會對物聯(lián)網(wǎng)進行大量投資，網(wǎng)關也允許未來投資，同時增強你已經(jīng)擁有的物聯(lián)網(wǎng)設備的安全性。
物聯(lián)網(wǎng)設備帶來的安全問題隨著數(shù)量的增加而增加
智能邊緣
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是“邊緣智能”或“智能邊緣”的例證，記住這一點至關重要。這意味著數(shù)據(jù)可以由物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關本身處理和理解，而不需要由第三方或個人進行翻譯和處理。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關是主動智能邊緣的一個典型例子。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關示例：用例
我們可以在下面看到一些物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的實際用例，接下來我們將解釋了兩個不同的例子：
視頻監(jiān)控系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)公司現(xiàn)在提供具有卓越畫質的高清視頻監(jiān)控解決方案。如果沒有對數(shù)據(jù)進行預處理、過濾和壓縮的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關，這是不可能的。
這些系統(tǒng)產(chǎn)生了大量的記錄，需要以某種方式進行大量保存和檢查。正如我們已經(jīng)討論過的，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可能具有額外的計算能力來預處理數(shù)據(jù)。由于邊緣計算，視頻源在本地自動評估。因此，系統(tǒng)不會保留無意義的記錄。
物聯(lián)網(wǎng)公司現(xiàn)在提供具有卓越畫質的高清視頻監(jiān)控解決方案
工業(yè)冰箱監(jiān)控
該系統(tǒng)專注于管理收集的數(shù)據(jù)，顯示工業(yè)冷柜中的各種指標并對其進行監(jiān)控。讓我們關注我們需要的組件，信息收集，而不是解決方案的技術復雜性。
工業(yè)冰箱監(jiān)控傳感器節(jié)點應該能夠承受極低的溫度。在如此惡劣的環(huán)境下，最好不要將傳感器通過 4g 直接連接到互聯(lián)網(wǎng)。
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關使用低范圍協(xié)議從傳感器收集數(shù)據(jù)，然后將其發(fā)送到云端。處理低溫的要求消失了，因為它們位于惡劣環(huán)境之外。
物聯(lián)網(wǎng)邊緣安全
安裝在網(wǎng)絡邊緣的智能物聯(lián)網(wǎng)設備的一個示例是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關。這些設備可以提供物聯(lián)網(wǎng)安全的優(yōu)點和缺點。
去中心化基礎設施
物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關適度的數(shù)據(jù)處理能力在安全方面既有優(yōu)點也有缺點。用于分布式數(shù)據(jù)處理的邊緣計算有助于彈性和數(shù)據(jù)最小化，但分布式架構的安全性可能更具挑戰(zhàn)性，因為它們無法被基于邊界的防御所屏蔽。
數(shù)據(jù)最小化
在通過 Internet 發(fā)送之前，IoT 設備生成的數(shù)據(jù)必須經(jīng)過 IoT 網(wǎng)關的過濾。這有助于降低交換的數(shù)據(jù)量和網(wǎng)絡通信或利用基于云的服務器泄露關鍵數(shù)據(jù)的可能性。
在物聯(lián)網(wǎng)設備和開放互聯(lián)網(wǎng)之間，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以具有內置的安全功能
邊緣安全
在物聯(lián)網(wǎng)設備和開放互聯(lián)網(wǎng)之間，物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關可以具有內置的安全功能。由于物聯(lián)網(wǎng)有助于消除物聯(lián)網(wǎng)設備中經(jīng)常存在的安全漏洞，這有助于保護組織的物聯(lián)網(wǎng)設備及其收集的敏感數(shù)據(jù)免受網(wǎng)絡威脅。
結論
企業(yè)經(jīng)常部署物聯(lián)網(wǎng)設備，這給管理和監(jiān)控它們帶來了挑戰(zhàn)。稱為物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關的集中式集線器將物聯(lián)網(wǎng)小工具和傳感器連接到云計算和數(shù)據(jù)處理。
現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關經(jīng)常使云和物聯(lián)網(wǎng)設備之間的雙向數(shù)據(jù)傳輸成為可能。因此，物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)可以上傳進行處理，命令可以從基于云的應用程序傳送到物聯(lián)網(wǎng)設備。
