① 工业物联网网关作用是什么
一般来说,工业网关需要具备以下能力:
1具备对下(自动化系统)协议解析能力(通讯协议:Modbus,PPI,MPI,CNC等;总线协议:CAN,PROFIBUS等;工业无线协议:WirelessHart,433等),目前的网关以通讯协议为主,只有少部分厂家会考虑对下的总线协议以及无线协议,同时传统的总线协议转换也叫工业网关,网关分不清楚。
2具备对上(IT系统)的协议对接能力,对上的通讯能力(以太网,WIFI,3G,4G,NB-IOT等)
3具备对上和对下私有协议二次开发能力
4具备数据缓存,本地计算(雾计算)的能力
具备这样的能力才可以说是一个完善的网关,另一方面,工业现场应用非常复杂,目前数据接入的成本又非常的高,往往造成业主想要上信息化系统的时候,接入成本就占到1半以上的费用。所以,网关厂家会根据市场大小去布局相应的产品层次。不过,目前不管是国内还是国外的网关厂,都很难覆盖所有的应用,加上网关厂对IT系统的对接协议,以及对接方式并不统一。造成现在接入成本仍然居高不下。大大影响了云和大数据的应用。
目前市面上的网关类型主要有单向型数据采集型、双向型简单版、双向增强版。
单向型数据采集型
对下具备串口或者网关,对上具备网口或者GPRS。支持协议解析,以mous为主,对上对下协议可定制,可采用软件按需烧录的形式实现。支持数据缓存,对数据打时间戳。
双向型简单版
对上对下接口更丰富(串口,网口,3G,4G);预置多种通讯协议(PLC,CNC,注塑机,电力);支持二次开发
双向增强版
在简单版上增加对下的无线通讯对接能力和总线型对接能力。
其中第二种是目前需求量最大的,第一种类型和第三种类型目前市场并不明确,在某些行业已经有非常强烈的需求,但是复制性不如第二种,所以目前较少有人开发。 同时第一种和第三种在选择无线通讯协议(对上或者对下)的时候都有一定风险。工业网关的市场直接可以反映我国工业物联网发展水平,如果要看工业物联网在国内的发展,我认为当前阶段看看国内工业网关的发展即可对市场有一定的判断。
② 什么是网关 网关用来干什么的
网关(Gateway)又称网间连接器、协议转换器。网关在传输层上以实现网络互连,是最复杂的网络互连设备,仅用于两个高层协议不同的网络互连。网关的结构也和路由器类似,不同的是互连层。网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。
解决跨网关技术
现行的IPV4的IP地址是32位的,根据头几位再划分为A、B、C三类地址;但由于INTERNET的迅猛发展,IP资源日渐枯竭,可供分配的IP地越来越少,跟一日千里的INTERNET发展严重冲突,在IPV6还远未能全面升级的情况下,惟有以代理服务器的方式,实行内部网地址跟公网地址进行转化而实现接入INTERNET。
中介作用的代理服务器就是一个网关,也就是这个网关带给现阶段的多媒体通讯系统无尽的烦恼。在IP资源可怜的情况下,惟有以网关甚至多层网关的方式接入宽带网, 因为多媒体通讯系统的协议如H.323等要进行业务的双方必须有一方有公网的IP地址,但是现在的宽带有几个用户能符合这个要求?MICOSOFT的NETMEETING等等多媒体通讯系统就是处于这种尴尬的位置;跨网关成为头疼的难题。
跨网关: 网络数据通过层层网关,受制于网关节点速度,网络速度大大降低。 跨网关技术基于底层网络协议,突破网关瓶颈,实现客户点对点交流。
③ API网关从入门到放弃
假设你正在开发一个电商网站,那么这里会涉及到很多后端的微服务,比如会员、商品、推荐服务等等。
那么这里就会遇到一个问题,APP/Browser怎么去访问这些后端的服务? 如果业务比较简单的话,可以给每个业务都分配一个独立的域名(https://service.api.company.com),但这种方式会有几个问题:
更好的方式是采用API网关,实现一个API网关接管所有的入口流量,类似Nginx的作用,将所有用户的请求转发给后端的服务器,但网关做的不仅仅只是简单的转发,也会针对流量做一些扩展,比如鉴权、限流、权限、熔断、协议转换、错误码统一、缓存、日志、监控、告警等,这样将通用的逻辑抽出来,由网关统一去做,业务方也能够更专注于业务逻辑,提升迭代的效率。
通过引入API网关,客户端只需要与API网关交互,而不用与各个业务方的接口分别通讯,但多引入一个组件就多引入了一个潜在的故障点,因此要实现一个高性能、稳定的网关,也会涉及到很多点。
API 注册
业务方如何接入网关?一般来说有几种方式。
协议转换
内部的API可能是由很多种不同的协议实现的,比如HTTP、Dubbo、GRPC等,但对于用户来说其中很多都不是很友好,或者根本没法对外暴露,比如Dubbo服务,因此需要在网关层做一次协议转换,将用户的HTTP协议请求,在网关层转换成底层对应的协议,比如HTTP -> Dubbo, 但这里需要注意很多问题,比如参数类型,如果类型搞错了,导致转换出问题,而日志又不够详细的话,问题会很难定位。
服务发现
网关作为流量的入口,负责请求的转发,但首先需要知道转发给谁,如何寻址,这里有几种方式:
服务调用
网关由于对接很多种不同的协议,因此可能需要实现很多种调用方式,比如HTTP、Dubbo等,基于性能原因,最好都采用异步的方式,而Http、Dubbo都是支持异步的,比如apache就提供了基于NIO实现的异步HTTP客户端。
因为网关会涉及到很多异步调用,比如拦截器、HTTP客户端、bbo、redis等,因此需要考虑下异步调用的方式,如果基于回调或者future的话,代码嵌套会很深,可读性很差,可以参考zuul和spring cloud gateway的方案,基于响应式进行改造。
优雅下线
性能
网关作为所有流量的入口,性能是重中之重,早期大部分网关都是基于同步阻塞模型构建的,比如Zuul 1.x。但这种同步的模型我们都知道,每个请求/连接都会占用一个线程,而线程在JVM中是一个很重的资源,比如Tomcat默认就是200个线程,如果网关隔离没有做好的话,当发生网络延迟、FullGC、第三方服务慢等情况造成上游服务延迟时,线程池很容易会被打满,造成新的请求被拒绝,但这个时候其实线程都阻塞在IO上,系统的资源被没有得到充分的利用。另外一点,容易受网络、磁盘IO等延迟影响。需要谨慎设置超时时间,如果设置不当,且服务隔离做的不是很完善的话,网关很容易被一个慢接口拖垮。
而异步化的方式则完全不同,通常情况下一个CPU核启动一个线程即可处理所有的请求、响应。一个请求的生命周期不再固定于一个线程,而是会分成不同的阶段交由不同的线程池处理,系统的资源能够得到更充分的利用。而且因为线程不再被某一个连接独占,一个连接所占用的系统资源也会低得多,只是一个文件描述符加上几个监听器等,而在阻塞模型中,每条连接都会独占一个线程,而线程是一个非常重的资源。对于上游服务的延迟情况,也能够得到很大的缓解,因为在阻塞模型中,慢请求会独占一个线程资源,而异步化之后,因为单条连接所占用的资源变的非常低,系统可以同时处理大量的请求。
如果是JVM平台,Zuul 2、Spring Cloud gateway等都是不错的异步网关选型,另外也可以基于Netty、Spring Boot2.x的webflux、vert.x或者servlet3.1的异步支持进行自研。
缓存
对于一些幂等的get请求,可以在网关层面根据业务方指定的缓存头做一层缓存,存储到Redis等二级缓存中,这样一些重复的请求,可以在网关层直接处理,而不用打到业务线,降低业务方的压力,另外如果业务方节点挂掉,网关也能够返回自身的缓存。
限流
限流对于每个业务组件来说,可以说都是一个必须的组件,如果限流做不好的话,当请求量突增时,很容易导致业务方的服务挂掉,比如双11、双12等大促时,接口的请求量是平时的数倍,如果没有评估好容量,又没有做限流的话,很容易服务整个不可用,因此需要根据业务方接口的处理能力,做好限流策略,相信大家都见过淘宝、网络抢红包时的降级页面。
因此一定要在接入层做好限流策略,对于非核心接口可以直接将降级掉,保障核心服务的可用性,对于核心接口,需要根据压测时得到的接口容量,制定对应的限流策略。限流又分为几种:
稳定性
稳定性是网关非常重要的一环,监控、告警需要做的很完善才可以,比如接口调用量、响应时间、异常、错误码、成功率等相关的监控告警,还有线程池相关的一些,比如活跃线程数、队列积压等,还有些系统层面的,比如CPU、内存、FullGC这些基本的。
网关是所有服务的入口,对于网关的稳定性的要求相对于其他服务会更高,最好能够一直稳定的运行,尽量少重启,但当新增功能、或者加日志排查问题时,不可避免的需要重新发布,因此可以参考zuul的方式,将所有的核心功能都基于不同的拦截器实现,拦截器的代码采用Groovy编写,存储到数据库中,支持动态加载、编译、运行,这样在出了问题的时候能够第一时间定位并解决,并且如果网关需要开发新功能,只需要增加新的拦截器,并动态添加到网关即可,不需要重新发布。
熔断降级
熔断机制也是非常重要的一项。若某一个服务挂掉、接口响应严重超时等发生,则可能整个网关都被一个接口拖垮,因此需要增加熔断降级,当发生特定异常的时候,对接口降级由网关直接返回,可以基于Hystrix或者Resilience4j实现。
日志
由于所有的请求都是由网关处理的,因此日志也需要相对比较完善,比如接口的耗时、请求方式、请求IP、请求参数、响应参数(注意脱敏)等,另外由于可能涉及到很多微服务,因此需要提供一个统一的traceId方便关联所有的日志,可以将这个traceId置于响应头中,方便排查问题。
隔离
比如线程池、http连接池、redis等应用层面的隔离,另外也可以根据业务场景,将核心业务部署带单独的网关集群,与其他非核心业务隔离开。
网关管控平台
这块也是非常重要的一环,需要考虑好整个流程的用户体验,比如接入到网关的这个流程,能不能尽量简化、智能,比如如果是bbo接口,我们可以通过到git仓库中获取源码、解析对应的类、方法,从而实现自动填充,尽量帮用户减少操作;另外接口一般是从测试->预发->线上,如果每次都要填写一遍表单会非常麻烦,我们能不能自动把这个事情做掉,另外如果网关部署到了多个可用区、甚至不同的国家,那这个时候,我们还需要接口数据同步功能,不然用户需要到每个后台都操作一遍,非常麻烦。
这块个人的建议是直接参考阿里云、aws等提供的网关服务即可,功能非常全面。
其他
其他还有些需要考虑到的点,比如接口mock,文档生成、sdk代码生成、错误码统一、服务治理相关的等,这里就不累述了。
目前的网关还是中心化的架构,所有的请求都需要走一次网关,因此当大促或者流量突增时,网关可能会成为性能的瓶颈,而且当网关接入的大量接口的时候,做好流量评估也不是一项容易的工作,每次大促前都需要跟业务方一起针对接口做压测,评估出大致的容量,并对网关进行扩容,而且网关是所有流量的入口,所有的请求都是由网关处理,要想准确的评估出容量很复杂。可以参考目前比较流行的ServiceMesh,采用去中心化的方案,将网关的逻辑下沉到sidecar中,
sidecar和应用部署到同一个节点,并接管应用流入、流出的流量,这样大促时,只需要对相关的业务压测,并针对性扩容即可,另外升级也会更平滑,中心化的网关,即使灰度发布,但是理论上所有业务方的流量都会流入到新版本的网关,如果出了问题,会影响到所有的业务,但这种去中心化的方式,可以先针对非核心业务升级,观察一段时间没问题后,再全量推上线。另外ServiceMesh的方案,对于多语言支持也更友好。
④ 什么是网关啊怎么设置
网关的英文名字是Gateway,最初的意思是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备。通过网关可以将不同体系结构的计算机网络连接在一起,例如IBM的SNA服务器要和DEC公司的网络交流信息,就可以通过网关来实现,它完成复杂的协议转换工作,并将数据重新分组发送。在OSI中,网关属于最高层(应用层)的设备。网关本身不具有Cache(缓存),只是协议的转换或者转发。
网关(Gateway)以及网桥(Gate Bridge)均指不同网络之间的通讯接口设备和程序,只不过两者针对的网络层次不同。网关是网络连接设备的重要组成部分,它不仅具有路由的功能,而且能在两个不同的协议集之间进行转换,从而使不同的网络之间进行互联。例如:一个Netware局域网通过网关可以访问IBM的SNA网络,这样使用IPX协议的PC就可和SNA网络上的IBM主机进行通信。现在Internet技术上越来越少用这两个词汇,而由Router (路由器)统指此类接口设备和程序。
如果搞清了什么是网关,默认网关也就好理解了。就好像一个房间可以有多扇门一样,一台主机可以有多个网关。默认网关的意思是一台主机如果找不到可用的网关,就把数据包发给默认指定的网关,由这个网关来处理数据包。现在主机使用的网关,一般指的是默认网关。
如何设置默认网关
一台电脑的默认网关是不可以随随便便指定的,必须正确地指定,否则一台电脑就会将数据包发给不是网关的电脑,从而无法与其他网络的电脑通信。默认网关的设定有手动设置和自动设置两种方式。
1. 手动设置
手动设置适用于电脑数量比较少、TCP/IP参数基本不变的情况,比如只有几台到十几台电脑。因为这种方法需要在联入网络的每台电脑上设置“默认网关”,非常费劲,一旦因为迁移等原因导致必须修改默认网关的IP地址,就会给网管带来很大的麻烦,所以不推荐使用。
在Windows 9x中,设置默认网关的方法是在“网上邻居”上右击,在弹出的菜单中点击“属性”,在网络属性对话框中选择“TCP/IP协议”,点击“属性”,在“默认网关”选项卡中填写新的默认网关的IP地址就可以了。
需要特别注意的是:默认网关必须是电脑自己所在的网段中的IP地址,而不能填写其他网段中的IP地址。
2. 自动设置
自动设置就是利用DHCP服务器来自动给网络中的电脑分配IP地址、子网掩码和默认网关。这样做的好处是一旦网络的默认网关发生了变化时,只要更改了DHCP服务器中默认网关的设置,那么网络中所有的电脑均获得了新的默认网关的IP地址。这种方法适用于网络规模较大、TCP/IP参数有可能变动的网络。
另外一种自动获得网关的办法是通过安装代理服务器软件(如MS Proxy)的客户端程序来自动获得,其原理和方法和DHCP有相似之处
⑤ 什么是物联网智能网关,有何特点
物联网的体系架构中,在感知层和网络层两个不同的网络之间需要一个中间设备,那就是“物联网网关”。物联网智能网关既可以用于广域网互连,也可以用于局域网互连。
特点:
接口丰富,标准易用
工业现场设备远程控制
兼容全网,链路智能切换备份
多种VPN协议,保障数据无损传输
⑥ 什么是网关,它有什么作用
网关是将两个使用不同传输协议的网络段连接在一起的设备,网关一般用作网络的入口和出口点,因为所有数据必须在路由之前通过或与网关通信。在大多数基于IP的网络中,唯一不通过至少一个网关的流量是在同一局域网(LAN)段上的节点之间流动的流量。
在个人或企业场景中使用网关的主要优点是将互联网连接简化为一个设备。在企业中,网关节点还可以充当代理服务器和防火墙。
网关如何工作
所有网络都有一个边界,限制与直接连接到它的设备的通信。因此,如果网络想要与该边界之外的设备,节点或网络通信,则它们需要网关的功能。网关通常被表征为路由器和调制解调器的组合。
网关在网络边缘实现,并管理从该网络内部或外部定向的所有数据。当一个网络想要与另一个网络通信时,数据包将传递到网关,然后通过最有效的路径路由到目的地。除路由数据外,网关还将存储有关主机网络内部路径的信息以及遇到的任何其他网络的路径。
网关基本上是协议转换器,促进两个协议之间的兼容性,并在开放系统互连(OSI)模型的任何层上操作。
网关的一个用途是在物联网环境和云之间创建通信链路。
网关类型
网关可以采用多种形式并执行各种任务。这方面的例子包括:
Web应用程序防火墙: 此类型过滤来自Web服务器的流量并查看应用程序层数据。
云存储网关:此类型使用各种云存储服务API调用转换存储请求。它允许组织将存储从私有云集成到应用程序中,而无需迁移到公共云。
API、OA或 XML 网关: 此类型管理流入和流出服务,面向微服务的体系结构或基于XML的Web服务的流量。
物联网网关: 此类型聚合来自物联网环境中设备的传感器数据,在传感器协议之间进行转换,并在向前发送之前处理传感器数据。
媒体网关 : 此类型将数据从一种网络所需的格式转换为另一种网络所需的格式。
电子邮件安全网关:此类型可防止传输违反公司政策或将以恶意目的传输信息的电子邮件。
VoIP中继网关 :这种类型便于使用普通老式电话服务设备,如固定电话和传真机,以及IP语音(VoIP)网络。
此外,服务提供商可以开发网关,供客户使用。
网关和路由器的相似之处在于它们都可用于调节两个或多个独立网络之间的流量。但是,路由器用于连接两个相似类型的网络,网关用于连接两个不同的网络。由于这种逻辑,路由器可能被视为网关,但网关并不总是被视为路由器。路由器是最常用的网关,用于将家庭或企业网络连接到互联网。
⑦ 什么叫网关干什么的有什么用
网关是将两个使用不同传输协议的网络端连接在一起的设备,网关一般用作网络的入口和出口点,因为所有数据必须在路由之前通过或与网关通信。在大多数基于IP的网络中,唯一不通过至少一个网关的流量是在同一局域网(LAN)段上的节点之间流动的流量。
在个人或企业场景中使用网关的主要优点是将互联网连接简化为一个设备。在企业中,网关节点还可以充当代理服务器和防火墙。
网关如何工作
所有网络都有一个边界,限制与直接连接到它的设备的通信。因此,如果网络想要与该边界之外的设备,节点或网络通信,则它们需要网关的功能。网关通常被表征为路由器和调制解调器的组合。
网关在网络边缘实现,并管理从该网络内部或外部定向的所有数据。当一个网络想要与另一个网络通信时,数据包将传递到网关,然后通过最有效的路径路由到目的地。除路由数据外,网关还将存储有关主机网络内部路径的信息以及遇到的任何其他网络的路径。
网关基本上是协议转换器,促进两个协议之间的兼容性,并在开放系统互连(OSI)模型的任何层上操作。
网关的一个用途是在物联网环境和云之间创建通信链路。
网关类型
网关可以采用多种形式并执行各种任务。这方面的例子包括:
Web应用程序防火墙: 此类型过滤来自Web服务器的流量并查看应用程序层数据。
云存储网关:此类型使用各种云存储服务API调用转换存储请求。它允许组织将存储从私有云集成到应用程序中,而无需迁移到公共云。
API、OA或 XML 网关:此类型管理流入和流出服务,面向微服务的体系结构或基于XML的Web服务的流量。
物联网网关:此类型聚合来自物联网环境中设备的传感器数据,在传感器协议之间进行转换,并在向前发送之前处理传感器数据。
媒体网关 :此类型将数据从一种网络所需的格式转换为另一种网络所需的格式。
电子邮件安全网关:此类型可防止传输违反公司政策或将以恶意目的传输信息的电子邮件。
VoIP中继网关:这种类型便于使用普通老式电话服务设备,如固定电话和传真机,以及IP语音(VoIP)网络。
此外,服务提供商可以开发网关,供客户使用。
网关和路由器的相似之处在于它们都可用于调节两个或多个独立网络之间的流量。但是,路由器用于连接两个相似类型的网络,网关用于连接两个不同的网络。由于这种逻辑,路由器可能被视为网关,但网关并不总是被视为路由器。路由器是最常用的网关,用于将家庭或企业网络连接到互联网。
⑧ 微服务之网关聚合模式
使用网关可以将多个单独的请求聚合到一个请求中。当客户端必须对多个不同的后端系统进行多次调用操作时,此模式很有用。
有时候执行单个任务时,客户端可能必须对不同的各个后端服务进行多次调用。因为他们依赖于多个服务,那么客户端必须调用不同的服务接口以完成这次请求,这样就会导致请求过多而浪费很多的资源。当任何新功能或服务添加到应用程序时,从而会进一步增加资源需求和网络调用。客户端和后端之间的这种混乱调用可能会对应用程序的性能和规模产生负面影响。微服务架构使这个问题变得更加普遍,因为围绕许多小型服务构建的应用程序自然会有更多的跨服务调用。
在下图中,客户端向每个服务发送请求(1,2,3)。每个服务处理请求并将响应发送回应用程序(4,5,6)。通常具有高延迟的蜂窝网络上,以这种方式使用单独的请求是低效的并且可能导致连接中断或请求不完整。虽然每个请求可以并行完成,但应用程序必须为每个请求发送,等待和处理数据,所有这些都在不同的连接上,从而增加了失败的可能性。
使用网关来减少客户端和服务之间的干扰。网关接收客户端请求,将请求分派给各种后端系统,然后聚合结果并将它们发送回请求客户端。
这种模式可以有效减少应用程序对后端服务的调用请求数,而且在高延迟网络上的应用程序的性能有大的提升。
在下图中,应用程序向网关发送请求(1)。该请求包含一组附加请求。网关分解这些请求并通过将每个请求发送到相关服务来处理每个请求(2)。每个服务都返回对网关的响应(3)。网关聚合每个服务的响应并将响应发送到应用程序(4)。应用程序发出单个请求,并且只从网关接收一个响应。
1.网关不应该在后端服务中引入服务耦合
2.网关应该和后端服务位置很近,以尽可能减少延迟。
3.网关服务可能须要做ha。确保网关设计合理,以满足您的应用程序的可用性要求。
4.网关可能是性能瓶颈。确保网关具有足够的性能来处理负载,并且可以扩展以满足您的预期增长。
5.对网关执行负载测试,以确保不会导致服务的级联故障。
6.使用隔板,断路,重试和超时等技术实现弹性设计。
7.如果一个或多个服务调用花费的时间太长,则可以接受超时并返回部分数据集。考虑您的应用程序将如何处理此方案。
8.使用异步I / O来提升程序的吞吐量。
9.通过分布式跟踪对全链路进行监控。
10.监控请求指标和响应大小。
11.考虑将缓存数据作为故障转移策略来处理故障。
12.不要将聚合构建到网关中,而是考虑在网关后面放置聚合服务。请求聚合可能具有与网关中的其他服务不同的资源要求,并且可能影响网关的路由和卸载功能。
1.客户端需要与多个后端服务通信才能完成操作
2.客户端可以使用具有明显延迟的网络,例如蜂窝网络。
1.您希望客户端对单个服务的请求次数(比如获取10个学生的信息,你只有一个单个查询学生信息的接口)。在这种情况下,最好向服务添加批处理操作。
2.客户端或应用程序位于后端服务附近,延迟不是一个重要因素。
以下示例是教你如何使用Lua创建简单的网关聚合NGINX服务。
⑨ 阿里云的API 网关支持接口数据缓存么
暂时不支持数据缓存
⑩ 数据采集网关作用是什么
本网关为低功耗无风扇配置,可靠性高,内置工业标准MODBUS协议通讯模块以及主流数据库的数据抓取接口,以及数据采集接收软件。可按实际情况扩展协议模块,以支持更广泛的第三方设备、仪表和采集器。上架方便,节约空间,无需配置显示器,即可通过前面板配备的高亮度液晶屏显示工作状态。本网关在采集接收相关变量数据时,还可通过配置进行复杂的业务逻辑运算,对数据进行标准化处理,为把数据直接应用于上端管理系统的提供了条件。
本网关具有远程管理和配置功能,支持远程固件更新和运行状态监控,可配置多个数据源同时进行数据采集接收。还具有数据缓存、重发功能,保证了采集接收数据的连续性。