IoT-Gateway

Was macht ein IoT-Gateway?

Ein IoT-Gateway fungiert als Netzwerk-Router, der Daten zwischen IoT-Geräten und der Cloud weiterleitet. Früher sendeten die meisten Gateway-Geräte den Datenverkehr nur in eine Richtung: von den IoT-Geräten zur Cloud. Heute ist es üblich, dass ein Gateway-Gerät sowohl eingehenden als auch ausgehenden Datenverkehr verarbeitet. Ausgehende Datenströme werden für das Senden von IoT-Daten an die Cloud verwendet, während eingehender Datenverkehr für Geräteverwaltungsaufgaben, wie die Aktualisierung der Geräte-Firmware, verwendet wird.

Einige IoT-Gateways können mehr als nur Datenverkehr weiterleiten. Ein Gateway-Gerät kann manchmal dazu verwendet werden, diese Daten vor dem Senden an die Cloud lokal am Netzwerkrand vorzuverarbeiten. Dabei kann das Gerät Daten deduplizieren, zusammenfassen oder aggregieren, um die Datenmenge zu reduzieren, die an die Cloud zu übermitteln ist. Dies kann große Auswirkungen auf die Reaktionszeiten und die Netzwerkübertragungskosten haben.

Ein weiterer Vorteil eines IoT-Gateways ist, dass es zusätzliche Sicherheit für das IoT-Netzwerk und die übertragenen Daten bieten kann. Obwohl sie immer besser werden, haben sich IoT-Geräte oft als unsicher erwiesen. Im Jahr 2020 wurde beispielsweise eine als Ripple20 bekannte Schwachstelle in der TCP/IP-Bibliothek entdeckt, die von Hunderten von Millionen IoT-Geräten verwendet wird, wodurch diese Geräte anfällig für Angriffe wurden.

Eine Möglichkeit, wie ein Unternehmen sein IoT-Ökosystem schützen kann, ist der Einsatz eines IoT-Gateways, das speziell mit Funktionen wie Manipulationserkennung, Verschlüsselung, Hardware-Zufallszahlengeneratoren und Krypto-Engines ausgestattet ist. Diese und andere Funktionen können dazu beitragen, ein IoT-Gateway zu sichern und einzelne Geräte vor Angriffen zu schützen.

Wie funktioniert ein IoT-Gateway?

Ein einfaches IoT-Gateway funktioniert ähnlich wie ein WLAN-Router. Ein IoT-System stellt über eine Wi-Fi-Kommunikation eine Verbindung zum Gateway her. Das Gateway leitet dann die Daten des IoT-Geräts an die Cloud weiter. Meistens sind IoT-Gateways jedoch weitaus komplexer.

Ein Grund, warum ein IoT-Gateway in der Regel komplexer ist als ein WLAN-Router, ist die Tatsache, dass es verschiedene Protokolle gibt, die von IoT-Geräten verwendet werden. Zu diesen IoT-Protokollen gehören Z-Wave, BACnet, Bluetooth Low Energy und Zigbee. Daher muss ein IoT-Gateway möglicherweise eine Vielzahl von Protokollen unterstützen, um alle IoT-Geräte in einem Unternehmen zu bedienen.

Zusätzlich zur Unterstützung dieser Protokolle muss das Gateway in der Lage sein, jede Art von IoT-Datenverkehr an das entsprechende Ziel zu leiten. Daten von einer Sammlung von Industriesensoren müssen möglicherweise an eine Datenbank in der AWS-Cloud gesendet werden, während Daten von Gebäudesicherheitssensoren an einen SaaS-Anbieter zu schicken sind, der ein cloudbasiertes Sicherheitsportal betreibt.

Ein weiterer Grund, warum IoT-Gateways komplexer sein können als WLAN-Router, ist, dass IoT-Gateways möglicherweise Daten lokal zwischenspeichern müssen, falls das Internet ausfällt oder das Gateway mit mehr Daten überflutet wird, als es verarbeiten kann.

Darüber hinaus unterstützen IoT-Gateways oft Failover Clustering oder die Fähigkeit, sich zu vergrößern, um immer größere Arbeitslasten zu unterstützen.

IoT-Gateways und Edge Computing

Einige IoT-Geräte erzeugen große Datenmengen. Dies kann ein Problem darstellen, wenn ein Unternehmen eine große Anzahl von Geräten in seinem IoT-Ökosystem hat und versucht, die Daten von all diesen Geräten an die Cloud zu senden. Die IoT-Geräte könnten die verfügbare Internetbandbreite des Unternehmens erschöpfen und gleichzeitig hohe Cloud-Speicherkosten verursachen.

Eine Möglichkeit, diese Art von Problemen zu vermeiden, ist die Verwendung von Edge Computing zumindest für einen Teil der erforderlichen Datenverarbeitung. Dieser Ansatz reduziert das Datenvolumen, das an die Cloud gesendet werden muss, und hilft so, sowohl die Kosten als auch den Bandbreitenverbrauch zu senken.

Stellen Sie sich vor, ein Unternehmen verfügt über eine Sammlung von IP-fähigen Sicherheitskameras, die alle Daten in Echtzeit streamen. Es würde wahrscheinlich nicht viel Sinn machen, das gesamte Rohmaterial zur Datenverarbeitung in die Cloud zu schicken. Dies gilt insbesondere dann, wenn einige der Kameras hauptsächlich unbesetzte Bereiche überwachen.

Anstatt das gesamte Sicherheitsmaterial in Echtzeit hochzuladen, ist es effizienter, das Videomaterial am Edge-Gerät zu verarbeiten. Das Edge-Gerät kann zwischen unwichtigem Sicherheitsmaterial – wie dem Video eines leeren Raums – und Material unterscheiden, das das Unternehmen für aufbewahrungswürdig hält. Das Edge-Gerät kann das zu prüfende Filmmaterial an ein Gateway-Gerät senden, das die Daten in die Cloud hochlädt.

IoT-Gateways sind wichtig für die Verwaltung und Absicherung von IoT-Geräten und können einer Organisation auch helfen, ihren IoT-bezogenen Internet-Bandbreitenverbrauch zu reduzieren.