边缘计算网关是控制两个网络边界处数据流的任何硬件。边缘设备履行各种角色，具体取决于它们是什么类型的设备，但它们本质上充当网络入口或出口点。边缘设备的一些常见功能是网络之间传递的数据的传输、路由、处理、监控、过滤、转换和存储。边缘设备由企业和服务提供商使用。
云计算和物联网 (IoT) 提升了边缘设备的作用，在网络边缘引发了对更多智能、计算能力和高级服务的需求。这个概念，其中流程分散并发生在更合理的物理位置，被称为边缘计算。
边缘计算网关的类型
最常见的边缘设备类型之一是边缘路由器。边缘路由器通常部署用于将校园网络连接到互联网或广域网，主要用作网络之间的网关。类似类型的边缘设备（称为路由交换机）也可用于此目的，尽管路由交换机通常提供的功能不如成熟的路由器全面。
防火墙也可以归类为边缘设备，因为它们位于一个网络的外围并过滤在内部和外部网络之间移动的数据。
在物联网的背景下，边缘设备包含更广泛的设备类型和功能。这些可能包括传感器、执行器和其他端点，以及物联网网关。
边缘设备包含广泛的设备类型，包括传感器、执行器和其他端点，以及物联网网关。
在局域网 (LAN) 中，接入层中的交换机（即将最终用户设备连接到汇聚层的交换机）有时称为边缘交换机。
边缘设备应用
尽管边缘设备的主要功能是提供不同网络之间的连接，但边缘已经发展到越来越多地支持高级服务。这些可能包括以下内容：
无线功能。无线接入点 (AP) 充当边缘设备，因为它们通常为无线客户端提供对有线网络的访问。
安全功能。边缘设备，例如无线 AP 或虚拟专用网络 (VPN) 服务器，通常包含旨在阻止恶意用户或设备连接的集成安全功能。
动态主机配置协议 (DHCP) 服务。DHCP 是一种通常与边缘设备（例如无线 AP 和 VPN）结合使用的服务。当客户端连接到此类边缘设备时，客户端需要其正在访问的网络本地的 Internet 协议 (IP) 地址。DHCP 服务器提供所需的 IP 地址。在许多情况下，DHCP 服务被集成到边缘设备中。
域名系统 (DNS) 服务。当外部客户端通过边缘设备访问网络时，客户端必须能够解析网络上的完全限定域名。当 DNS 服务向客户端租用 IP 地址时，它通常还将客户端指向为网络提供名称解析服务的 DNS 服务器。
云计算和物联网已经证明了将智能推向网络外围的价值。如果一个企业拥有数千个物联网设备，那么它们都尝试同时与同一资源进行通信是没有效率的。边缘设备可以以更分散的方式和更接近端点的方式收集、处理和存储数据——加快响应时间、减少延迟并节省网络资源。
边缘设备如何工作？
如前所述，边缘设备本质上只是两个网络之间的桥梁。这些可以是两个本地网络，但边缘设备也可以用于云连接。要记住的重要一点是，这两个网络在其他方面没有相互连接，并且可能存在重大的架构差异。例如，有一次，组织在大型机环境中使用系统网络架构 (SNA) 网络进行 3270 通信是很常见的。然而，随着个人计算机 (PC) 和其他设备变得越来越普遍，边缘设备被用来将以太网网络（或其他网络类型）连接到现有网络。
无论用例如何，边缘设备都必须做两件基本的事情。首先，边缘设备必须为两个网络提供物理连接。它必须做的第二件事是在必要时允许流量穿越两个网络。根据边缘设备的性质，这可能意味着只是转发一个 IP 数据包。然而，在架构不同的网络的情况下，边缘设备可能需要执行协议转换。
边缘设备的优势和挑战
使用边缘设备既有好处，也有挑战。其中一些包括以下内容：
扩大访问。边缘设备提供的主要好处是它们使客户端设备能够访问原本无法访问的网络和资源。例如，如果没有无线 AP（边缘设备），无线客户端将无法访问有线网络上的资源。
设备管理。操作边缘设备的主要挑战之一是设备管理。边缘设备可以使许多其他设备能够访问网络。这些设备可能尚未在网络上注册，它们运行的操作系统 (OS) 可能与传统上在网络上使用的设备不同。因此，组织必须考虑如何最好地注册和管理这些设备。
安全。 安全是另一个主要问题。尽管许多边缘设备都包含本机安全功能，但组织必须考虑如何最好地实施这些安全功能。此外，组织需要一种策略来使边缘设备保持最新状态，以防止设备本身被利用。
瓶颈。 如果边缘设备无法提供足够的吞吐量来处理所需的网络流量，它可能会成为网络流量瓶颈。
边缘设备硬件和技术
最初，边缘设备被简单地定义为支持两个网络之间通信的硬件。但是，随着时间的推移，边缘设备已经发展，引入了新型边缘设备。这些新增功能中最值得注意的是物联网边缘设备。
物联网设备通常被定义为连接到网络或互联网的非传统的、支持互联网的设备。然而，在工业环境中，传感器通常占使用的物联网设备的大部分。这些可能包括诸如温度传感器、湿度传感器或射频识别 (RFID) 扫描仪之类的东西。尽管这些类型的设备不是边缘设备，但它们通常连接到边缘网关。这种架构背后的想法是，由于物联网设备会生成数据，因此它们必须尽可能靠近使用它们的系统。因此，物联网设备通常通过网关（边缘设备）发送数据，然后将数据传递到最终存储、分析或处理数据的计算基础设施。
长期困扰物联网设备的问题之一是它们可以生成大量数据。如果要使用这些数据，则必须对其进行分析。如果必须将数据上传到云服务，这尤其成问题，因为这样做会产生与数据上传、处理和存储相关的直接成本。根据要上传的数据量，互联网带宽的可用性也可能是一个问题。智能边缘设备（有时称为物联网边缘设备）可以帮助解决这些问题。
智能边缘设备是一种复杂的物联网设备，它在设备本身内执行某种程度的数据处理。例如，智能工业传感器可能会使用人工智能 (AI) 来确定零件是否有缺陷。智能边缘设备的其他示例包括计算机视觉系统和一些语音识别设备。
