Ein Gateway ist eine Hardware- oder Softwarekomponente in Telekommunikationsnetzen , die den Datenfluss zwischen verschiedenen Netzwerken ermöglicht. Gateways unterscheiden sich von Routern oder Switches dadurch, dass sie über mehrere Protokolle kommunizieren, um verschiedene Netzwerke zu verbinden [ 1 ] [ 2 ] , und auf jeder der sieben Schichten des OSI-Modells arbeiten können .

Der Begriff Gateway kann im weiteren Sinne auch einen Computer oder ein Computerprogramm bezeichnen, das für die Aufgaben eines Gateways konfiguriert ist, wie beispielsweise ein Standardgateway oder Router . Im Zusammenhang mit HTTP wird Gateway häufig auch synonym mit Reverse-Proxy verwendet . [ 3 ] Er kann sich außerdem auf ein Gerät beziehen, das in Privathaushalten installiert wird und die Funktionen von Router und Modem in einem Gerät vereint. Dieses Gerät wird von Internetdienstanbietern (ISPs) eingesetzt und auch als Residential Gateway bezeichnet . [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ]

Netzwerk-Gateway

Ein Netzwerk-Gateway stellt eine Verbindung zwischen Netzwerken her und enthält Geräte wie Protokollübersetzer, Impedanzanpasser , Datenratenwandler, Fehlerisolatoren oder Signalübersetzer . Für den Betrieb eines Netzwerk-Gateways müssen zwischen den beteiligten Netzwerken einheitliche administrative Verfahren festgelegt werden. Netzwerk-Gateways, auch Protokollübersetzungs- oder Mapping-Gateways genannt, können Protokollkonvertierungen durchführen, um Netzwerke mit unterschiedlichen Netzwerkprotokolltechnologien zu verbinden. Beispielsweise verbindet ein Netzwerk-Gateway ein Büro- oder Heimnetzwerk mit dem Internet . Wenn ein Benutzer eines Büro- oder Heimcomputers eine Webseite laden möchte , werden mindestens zwei Netzwerk-Gateways genutzt: eines für die Verbindung vom Büro- oder Heimnetzwerk zum Internet und ein weiteres für die Verbindung vom Internet zum Computer, der die Webseite bereitstellt.

In einem IP-Netzwerk ( Internet Protocol ) werden IP-Pakete mit einem Ziel außerhalb eines bestimmten Subnetzes an das Netzwerk-Gateway gesendet. Hat ein privates Netzwerk beispielsweise die IPv4- Basisadresse 192.168.1.0 und die Subnetzmaske 255.255.255.0, so werden alle Daten, die an eine IP-Adresse außerhalb des Bereichs 192.168.1.0–192.168.1.255 adressiert sind, an das Netzwerk-Gateway gesendet. IPv6 -Netzwerke funktionieren ähnlich. Beim Weiterleiten eines IP-Pakets an ein anderes Netzwerk kann das Gateway eine Netzwerkadressübersetzung (NAT) durchführen .

In Unternehmensnetzwerken fungiert ein Netzwerk-Gateway üblicherweise auch als Proxy-Server und Firewall . [ 7 ]

Unter Microsoft Windows ermöglicht die Funktion „Internetverbindungsfreigabe“ einem Computer, als Gateway zu fungieren, indem sie eine Verbindung zwischen dem Internet und einem internen Netzwerk herstellt. [ 8 ] [ 9 ]

Internet-zu-Orbit-Gateway

Ein Internet-zu-Orbit-Gateway (I2O) verbindet Computer oder Geräte im Internet mit Computersystemen im Erdorbit, wie Satelliten oder bemannten Raumfahrzeugen. Das Projekt HERMES der ecuadorianischen Zivilen Raumfahrtagentur setzte am 6. Juni 2009 als erstes ein solches Gateway ein. [ 10 ] [ 11 ] HERMES hat eine maximale Reichweite von 22.000 km und kann Sprache und Daten übertragen. Das Globale Bildungsnetzwerk für Satellitenbetrieb (GENSO) ist ein weiteres Beispiel für ein I2O-Gateway.

Cloud-Speicher-Gateway

Ein Cloud-Storage-Gateway ist ein Netzwerkgerät oder Server , der Cloud-Storage- APIs wie SOAP oder REST in blockbasierte Speicherprotokolle wie iSCSI , Fibre Channel oder dateibasierte Schnittstellen wie NFS oder CIFS übersetzt . [ 12 ] [ 13 ] Cloud-Storage-Gateways ermöglichen es Unternehmen, privaten Cloud-Speicher in Anwendungen zu integrieren, ohne die Anwendungen in eine öffentliche Cloud verlagern zu müssen, [ 14 ] wodurch der Datenschutz vereinfacht wird. [ 14 ]

IoT-Gateway

Ein IoT-Gateway ( Internet der Dinge ) dient als Schnittstelle (Protokollkonverter) zwischen IoT-Geräten im Feld, der Cloud und Endgeräten wie Smartphones. Es stellt eine Kommunikationsverbindung zwischen Feld und Cloud her und kann Offline-Dienste sowie die Echtzeitsteuerung von Geräten im Feld ermöglichen. [ 15 ] [ 16 ]

Um nachhaltige Interoperabilität im Ökosystem des Internets der Dinge (IoT) zu erreichen, werden [ 17 ] [ 18 ] zwei dominante Architekturen für Datenaustauschprotokolle verwendet: busbasierte ( DDS , REST , XMPP ) und brokerbasierte ( AMQP , CoAP , MQTT , JMI ). Protokolle, die den Informationsaustausch zwischen interoperablen Domänen unterstützen, werden als nachrichtenzentriert (AMQP, MQTT, JMS , REST) ​​oder datenzentriert (DDS, CoAP, XMPP) klassifiziert. [ 19 ] [ 20 ] Vernetzte Geräte kommunizieren über ressourcenschonende Protokolle, die keine umfangreichen CPU-Ressourcen benötigen. C, Java, Python und einige Skriptsprachen sind die bevorzugten Programmiersprachen von IoT-Anwendungsentwicklern. IoT-Knoten verwenden separate IoT-Gateways für die Protokollkonvertierung, die Datenspeicherung und die Entscheidungsfindung (z. B. Kollisionsbehandlung), um die geringe Intelligenz der Geräte zu ergänzen.

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ Network World . IDG Network World Inc. 1997-10-20.
  2. ^ „CCNA-Zertifizierung/Netzwerkschicht – Wikibooks, offene Bücher für eine offene Welt“ . en.wikibooks.org . Abgerufen am 15. Februar 2019 .
  3. ^ Fielding, Roy T.; Reschke, Julian (Juni 2014). „Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Message Syntax and Routing - 2.3“ . IETF . Abgerufen am 22.09.2021 .
  4. ^ Beasley, Jeffrey S.; Nilkaew, Piyasat (März 2012). Networking Essentials: Networking Essentials _c3 . Pearson Education. ISBN 9780133381702Die
  5. ^ Rush, AJ (Juni 2014). Ihr Computer, Ihr Internetanbieter, Ihr Internet . Lulu.com. ISBN 9781312239746Die
  6. ^ „PC Mag“ . 2. September 2003.
  7. ^ Zhang, Peng (26.08.2010). Fortschrittliche industrielle Steuerungstechnik . William Andrew. ISBN 9781437778083Die
  8. ^ windows-sdk-content. „Verwenden der Freigabe von drahtlosen gehosteten Netzwerken und Internetverbindungen – Windows-Anwendungen“ . docs.microsoft.com . Abgerufen am 15. Februar 2019 .
  9. ^ Zhang, Peng (26.08.2010). Fortschrittliche industrielle Steuerungstechnik . William Andrew. ISBN 9781437778083Die
  10. ^ ESAA. „Die ecuadorianische zivile Raumfahrtagentur gibt die Schaffung des ersten Internet-zu-Orbit-Gateways bekannt: Die Vereinten Nationen laden die EXA ein, Wissenschaftler aus aller Welt in dessen Nutzung zu schulen . “
  11. ^ „Archivierte Kopie“ (PDF) . Archiviert vom Original (PDF) am 7. März 2010. Abgerufen am 22. September 2009 .{{cite web}}: CS1 Wartung: Archivierte Kopie als Titel ( Link )
  12. ^ Orenstein, Gary (22. Juni 2010). „GigaOm, Show Me the Gateway — Taking Storage to the Cloud“ . Archiviert vom Original am 15. Mai 2019. Abgerufen am 22. Juni 2011 .
  13. ^ Boles, Jeff (15. März 2011). „Vor- und Nachteile der Cloud-Dateispeicherung“ .
  14. ^ a b Slack, Eric (14. Juni 2011). „Hybrid Cloud Appliances Simplify Data Storage Infrastructure“ . Archiviert vom Original am 22. Februar 2012. Abgerufen am 22. Juni 2011 .
  15. ^ Marvell stellt die IoT-Plattform Andromeda Box für Brillo vor (Archiviert am 28.08.2018 im Internet Archive, abgerufen am 13.11.2015)
  16. ^ Amazon Web Services kündigt AWS IoT an. Archiviert am 28.08.2018 im Internet Archive. Abgerufen am 13.11.2015.
  17. ^ „ Globale Standardisierungsinitiative für das Internet der Dinge “. ITU. Abgerufen am 13. November 2015.
  18. ^ Arshdeep Bahga , Vijay Madisetti. „Internet der Dinge (Ein praktischer Ansatz)“. VPT; 1. Auflage (9. August 2014)
  19. ^ Stan Schneider. „ Was ist der Unterschied zwischen nachrichtenorientierter und datenorientierter Middleware? “. Electronic Design. 6. Juli 2012
  20. ^ Bryon Moyer. „ Alles über Messaging-Protokolle: Was sind die Unterschiede? “. EE JOURNAL. 20. April 2015

Quellen