我們經(jīng)常會用一個很通俗的小故事來解釋什么是網(wǎng)關(guān)。
假設(shè)你的名字叫小不點,你住在一個大院子里,你的鄰居有很多小伙伴,父母是你的網(wǎng)關(guān)。當(dāng)你想跟院子里的某個小伙伴玩,只要你在院子里大喊一聲他的名字,他聽到了就會回應(yīng)你,并且跑出來跟你玩。
但是你家長不允許你走出大門,你想與外界發(fā)生的一切聯(lián)系,都必須由父母(網(wǎng)關(guān))用電話幫助你聯(lián)系。假如你想找你的同學(xué)小明聊天,小明家住在很遠(yuǎn)的另外一個院子里,他家里也有父母(小明的網(wǎng)關(guān))。但是你不知道小明家的電話號碼,不過你的班主任老師有一份你們班全體同學(xué)的名單和電話號碼對照表,你的老師就是你的DNS服務(wù)器。于是你在家里和父母有了下面的對話:
小不點:媽媽(或爸爸),我想找班主任查一下小明的電話號碼行嗎?家長:好,你等著。(接著你家長給你的班主任掛了一個電話,問清楚了小明的電話)問到了,他家的號碼是211.99.99.99
小不點:太好了!媽(或爸),我想找小明,你再幫我聯(lián)系一下小明吧。
家長:沒問題。(接著家長向電話局發(fā)出了請求接通小明家電話的請求,最后一關(guān)當(dāng)然是被轉(zhuǎn)接到了小明家家長那里,然后他家長把電話給轉(zhuǎn)到小明)。
就這樣你和小明取得了聯(lián)系。
再說的簡單點兒,當(dāng)你想從一個房間走到另一個房間,必然要經(jīng)過一扇門。同樣,從一個網(wǎng)絡(luò)向另一個網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信息,也必須經(jīng)過一道“關(guān)口”,這道關(guān)口就是網(wǎng)關(guān)。
網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計算機系統(tǒng)或設(shè)備。在使用不同的通信協(xié)議、數(shù)據(jù)格式或語言,甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間,網(wǎng)關(guān)是一個翻譯器。與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá)信息不同,網(wǎng)關(guān)對收到的信息要重新打包,以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求。同時,網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能。
那么什么是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)呢?
在上面的事例中,將需要和外界溝通的“主角——小不點”,替換成智能家居、聯(lián)網(wǎng)汽車、工業(yè)控制器等多種多樣的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備,就能很容易的理解物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的概念了。
相比于互聯(lián)網(wǎng)時代,物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議更加多樣,物的碎片化非常嚴(yán)重,網(wǎng)關(guān)的重要性也就由此凸顯——物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)能夠把不同的物收集到的信息整合起來,并且把它傳輸?shù)较乱粚哟?,因而信息才能在各部分之間相互傳輸。物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)感知網(wǎng)絡(luò)與通信網(wǎng)絡(luò),以及不同類型感知網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換;既可以實現(xiàn)廣域互聯(lián),也可以實現(xiàn)局域互聯(lián)。
舉個例子,我們家庭內(nèi)部的家居設(shè)備形式正在越來越多樣化,有些設(shè)備本身就具備遙控能力,如空調(diào)、電視機等,熱水器、微波爐、電飯煲、冰箱等則不具備這方面的能力。而這些設(shè)備即使可以被遙控,對其控制能力、控制范圍都是非常有限的。并且這些設(shè)備之間都是相互孤立存在的。不能有效實現(xiàn)資源與信息的共享。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,特別是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù)的日益成熟,智能家居中各家用設(shè)備間互聯(lián)互通的問題也將得到解決。
電視機、洗衣機、空調(diào)、冰箱等家電設(shè)備;門禁、煙霧探測器、攝像頭等安防設(shè)備;臺燈、吊燈、電動窗簾等采光照明設(shè)備等,通過集成特定的通信模塊,分別構(gòu)成各自的自組網(wǎng)子系統(tǒng)。而在家庭物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)備內(nèi)部,集成了幾套常用自組網(wǎng)通信協(xié)議,能夠同時與使用不同協(xié)議的設(shè)備或子系統(tǒng)進(jìn)行通信。用戶只需對網(wǎng)關(guān)進(jìn)行操作。便可以控制家里所有連接到網(wǎng)關(guān)的智能設(shè)備。
截至 2020 年,超過 2000 億臺設(shè)備將連接至互聯(lián)網(wǎng),同時在物聯(lián)網(wǎng)(IoT)中實現(xiàn)彼此間的互聯(lián) 。連接能力是發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢的關(guān)鍵,這是由于物聯(lián)網(wǎng)能夠從互聯(lián)設(shè)備提供的數(shù)據(jù)中獲取洞察。
當(dāng)前仍然有大量傳統(tǒng)設(shè)備未實現(xiàn)連接、托管或受到保護(hù)。這使許多有用的數(shù)據(jù)閑置于大量設(shè)備之中,如 HVAC 組件、自動售貨機等。因此,解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的互操作性勢在必行,以便將所有現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施替換為下一代能夠安全聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備時,避免產(chǎn)生巨額的費用。
綜上所述,如果企業(yè)想進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)部署,從自己擁有的設(shè)備資產(chǎn)中采集數(shù)據(jù),并挖掘分析數(shù)據(jù)背后隱藏的價值,優(yōu)秀的物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)解決方案至關(guān)重要。
面向物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)解決方案應(yīng)該支持:
· 向上與云和企業(yè)連接
· 向下與傳感器和現(xiàn)有的嵌入在系統(tǒng)內(nèi)的控制器連接
· 預(yù)處理過濾選擇的數(shù)據(jù),以供交付
· 本地決策制定,支持與傳統(tǒng)系統(tǒng)輕松互聯(lián)
· 硬件信任根、數(shù)據(jù)加密和軟件鎖定,以保障安全
· 本地計算支持設(shè)備內(nèi)分析
我們拿英特爾推出的面向物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)解決方案做更進(jìn)一步的說明,該解決方案包括:
· 面向多種開發(fā)套件的英特爾? 處理器:英特爾? Quark? SoC X1000、英特爾?Quark? SoC X1020D 和英特爾? 凌動?處理器 E3826
· Wind River* 智能設(shè)備平臺 XT 開發(fā)環(huán)境
· 邁克菲嵌入式控制* 安全技術(shù)
該解決方案基于開放架構(gòu),可確保系統(tǒng)之間的互操作性,允許廣泛的應(yīng)用開發(fā)和方便的服務(wù)部署。
圖:面向物聯(lián)網(wǎng)軟件堆棧的英特爾? 網(wǎng)關(guān)解決方案
方案中的亮點要屬英特爾與邁克菲、WindRiver的合作,幫助用戶解決了在物聯(lián)網(wǎng)部署中非常頭疼的幾個難題。
· 通信和連接性
在當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)風(fēng)起云涌的時代里,各個通訊標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各自為政。常見的傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括ZigBee、Z-Wave、RUBEE、WirelessHART、IETF6IowPAN、Wibree等等。當(dāng)然,英特爾也不可能統(tǒng)一這些標(biāo)準(zhǔn),但通過英特爾物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)卻可以曲折形成一個“英特爾物聯(lián)網(wǎng)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)”,因為智能設(shè)備平臺 XT 同時支持無線和有線鏈接。
用戶不需要去修改當(dāng)前使用的協(xié)議,包括傳感器通訊與執(zhí)行器通訊等協(xié)議;其次,僅需要將當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)的接口與英特爾物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的接口進(jìn)行對接,并且接入到云端,剩下的事情就交給英特爾去辦了。
· 安全性
智能設(shè)備平臺 XT 支持安全圖像、安全數(shù)據(jù)和安全管理 — 保護(hù)從啟動到運行和管理階段的設(shè)備和數(shù)據(jù)。
與面向物聯(lián)網(wǎng)平臺的英特爾網(wǎng)關(guān)解決方案集成,邁克菲嵌入式控制僅支持授權(quán)代碼運行(應(yīng)用白名單)和授權(quán)變更(變更控制),從而有效確保系統(tǒng)的完整性。它同時保護(hù)嵌入式系統(tǒng)的完整性,并自動執(zhí)行軟件變更控制政策。
邁克菲和WindRiver兩家公司的業(yè)內(nèi)實力足夠保證用戶可以放心數(shù)據(jù)安全、遠(yuǎn)離病毒與規(guī)避其它問題了。
· 可管理性
智能設(shè)備平臺 XT 支持長期、安全的遠(yuǎn)程可管理性,從而簡化遠(yuǎn)程設(shè)備的部署、維護(hù)和管理。該軟件支持行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接口,包括開放管理聯(lián)盟設(shè)備管理(OMA DM),技術(shù)報告 069(TR-069)和基于 Web 的配置接口。
· 運行環(huán)境
智能設(shè)備平臺 XT 支持寫入多種環(huán)境的應(yīng)用,包括 Lua*、Java* 和OSGi*,支持便攜式、可擴展和可重復(fù)使用的應(yīng)用開發(fā),滿足基于面向物聯(lián)網(wǎng)平臺的英特爾網(wǎng)關(guān)解決方案的需求。
總結(jié)看來,英特爾的這套物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)解決方案向下兼容了老、舊系統(tǒng),向上與無所不能的云端連接,其作用與地位用承上啟下來形容再合適不過了。
這有助于企業(yè)確保設(shè)備和系統(tǒng)產(chǎn)生的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)可以安全地在云和邊緣之間傳輸,而無需替換現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施。之前隱藏的數(shù)據(jù)也能夠得以使用,這對于眾多企業(yè)和組織來說具有重大價值:
· 建設(shè)維護(hù)人員等操作人員
· 管理人員
· 制造商和服務(wù)機構(gòu)
· 政府和研究人員
在碎片化嚴(yán)重的物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)階段,沒有一項標(biāo)準(zhǔn)能像秦始皇那般直接實現(xiàn)大一統(tǒng),但是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)卻能在某種程度上“曲線救國”。僅以此文為大家介紹物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)是什么以及安利一下英特爾物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)解決方案(這才是重點吧~)!
(審核編輯: 智匯小蟹)
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