Bagaimana biasanya perangkat konsumen IoT mengaktifkan koneksi Internet?

Sejauh yang saya tahu ada 2 metode umum untuk mengaktifkan akses jarak jauh (Internet, bukan LAN) ke perangkat IoT:

1. Melalui server tempat perangkat melakukan polling secara berkala (mis. MQTT )
2. Akses jarak jauh langsung

Saya berasumsi metode kedua tidak lurus ke depan karena biasanya perangkat konsumen duduk di belakang router rumah.

Pertanyaan saya adalah ini: Kira-kira berapa persen dari perangkat IoT yang saat ini dijual menggunakan metode berikut mana untuk menyambungkannya dari jarak jauh :

1. Melalui server (perangkat mem-polling server)
2. Akses jarak jauh langsung yang memerlukan konfigurasi router rumah secara manual untuk memungkinkan penerusan port (atau cara lain yang mengekspos perangkat)
3. Akses jarak jauh langsung di mana perangkat mengkonfigurasi router secara otomatis melalui UPnP atau protokol lain
4. Akses jarak jauh langsung menggunakan alamat IPv6 statis perangkat yang tidak memerlukan pengaturan router
5. Metode lainnya

Pertanyaan saya terkait dengan perangkat IoT konsumen, seperti bola lampu, sakelar lampu, kunci, termometer, dll. Dari produsen tepercaya yang dijual hari ini dan dipasang di rumah.

Memperbarui:

Menemukan jawaban ini oleh @ Aurora0001 ke jawaban lain di situs ini tentang lubang meninju untuk memungkinkan komunikasi langsung antara 2 perangkat yang berada di jaringan internal yang berbeda (misalnya di belakang router rumah). Solusi ini membutuhkan server, tetapi hanya untuk jabat tangan awal.

Saya kira itu akan menambah opsi lain ...

Saya pikir Anda akan menemukan persentase yang cukup tinggi dari "# 5, Lainnya", karena daftar tersebut kehilangan salah satu arsitektur IoT konsumen yang paling umum: komunikasi tidak langsung melalui gateway di rumah.

Semua metode lain yang Anda gambarkan memiliki kelemahan di rumah: mereka sulit untuk dikonfigurasi, mereka tidak aman, atau mereka mengambil banyak sumber daya server yang mahal. Gateway di rumah menghindari masalah-masalah tersebut untuk masing-masing perangkat, sehingga hanya ada satu perangkat di internet.

Gateway khas melayani beberapa tujuan. Pertama, ini adalah jembatan protokol. Perangkat nirkabel menggunakan semua jenis protokol komunikasi terbuka dan eksklusif, termasuk Z-Wave, Zigbee, RF 900 MHz berdedikasi, RF 433 MHz berdedikasi, lampu inframerah, Bluetooth, BLE, ANT +, Crestron, dll. Ini menyelesaikan semua jenis masalah niche, seperti biaya per perangkat, masa pakai baterai, jaringan mesh konfigurasi sendiri, waktu respons cepat, komunikasi tidak aman, konfigurasi sederhana menggunakan penyimpanan minimal, dll. Dengan cara ini sebagian besar perangkat IoT konsumen tidak menggunakan paket IP, tetapi mengirimkan data mereka ke dalam banyak bingkai yang lebih kecil untuk menghemat masa pakai baterai. Gateway akan mengubah protokol kepemilikan menjadi sesuatu yang lebih mudah diangkut dan dioperasikan dengan jaringan berbasis IP.

Juga, gateway di rumah adalah tempat yang baik untuk menyimpan aturan sistem. Jika Anda akan mengaktifkan aturan seperti "jika Anda menyalakan lampu di bagian atas tangga, juga nyalakan lampu pintu masuk, kecuali lampu dapur menyala," Anda dapat menempatkan aturan dalam sakelar lampu, terpusat server web, atau gateway. Menempatkan aturan di setiap sakelar lampu membuat konfigurasi rapuh yang sulit diatur, diubah, atau dikelola. Menjalankan aturan di server terpusat memperkenalkan latensi karena pesan harus diterjemahkan ke TCP, dienkripsi, dikirim melalui internet, tindakan harus diterima, didekripsi, dan diterjemahkan kembali ke Zigbee. Gateway memungkinkan vendor untuk memecahkan masalah ini dengan menyediakan satu titik manajemen untuk membuat cadangan dan memulihkan, dan prosesor lokal untuk menjalankan aturan dengan cepat.

Keamanan adalah masalah besar: perangkat IoT harus murah, dan prosesor murah tidak memiliki CPU dan penyimpanan besar untuk fungsi enkripsi yang aman. Belum lagi keinginan untuk menghindari biaya besar pengembangan protokol yang dienkripsi dengan aman. Jadi mereka menerapkan keamanan yang sangat lemah (murah) di perangkat konsumen, atau tidak ada keamanan sama sekali. Mereka mengimbangi hal ini dengan hanya berkomunikasi dalam rentang yang sangat terbatas - mereka hanya perlu mencapai gateway di rumah. Dengan cara ini, gateway menangani komunikasi lokal yang tidak aman, dan hanya satu perangkat yang memerlukan daya pemrosesan dan penyimpanan yang diperlukan untuk berkomunikasi dengan cloud melalui TLS.

Akhirnya, gateway dapat menyediakan satu titik antarmuka manusia yang nyaman ke perangkat. Sebagian besar gateway membuka antarmuka web, memungkinkan konfigurasi berbasis GUI. Bayangkan mencoba Morse-kode-mengkonfigurasi kata sandi WiFi 12 karakter ke perangkat menggunakan hanya satu tombol dan satu LED. Lebih buruk lagi, bayangkan staf pendukung telepon perusahaan Anda berbicara dengan setiap pelanggan melalui proses itu.

Sayangnya, ini masih tidak menjawab pertanyaan Anda secara langsung. Tapi saya berharap arsitektur gateway menjadi cara paling umum perangkat berorientasi konsumen terhubung ke internet.

EDIT: Sebagai tanggapan atas komentar Anda tentang gateway di rumah yang digunakan untuk perangkat IoT, ada beberapa jenis dasar: tujuan tunggal khusus, multiguna khusus, dan tujuan umum. Selain antarmuka di bawah ini, semuanya memiliki antarmuka Ethernet atau WiFi untuk menjembatani pesan ke dan dari jaringan IP.

Gateway tujuan tunggal khusus hanya berbicara ke perangkat pabrikan tertentu. Contoh paling sederhana mungkin dongle USB yang menerima data dari satu perangkat, seperti dongle Fitbit. Contoh lain termasuk Jembatan Hue Hue (yang berkomunikasi hanya dengan bola lampu Philips Hue); Liftmaster MyQ Gateway (yang hanya berkomunikasi dengan Liftmaster, Chamberlain, atau pengrajin pembuka pintu garasi); atau Harmony Hub (yang berkomunikasi dengan remote Logitech Harmony dan mengedipkan IR ke berbagai komponen home theater.)

Contoh dari hub multiguna berdedikasi akan menjadi hub SmartThings Samsung. SmartThings menjual berbagai macam perangkat otomatisasi rumah, tetapi mereka hanya berbicara protokol SmartThings. Hub SmartThings juga dapat berkomunikasi dengan banyak pengontrol perangkat lain melalui IP, dan memiliki integrasi IFTTT asli.

Gateway tujuan umum mungkin memiliki beberapa komponen berpemilik, tetapi seringkali mendukung beberapa antarmuka dan dapat berfungsi sebagai antarmuka rumah pintar primer. Contohnya termasuk Wink Hub (yang berkomunikasi dengan perangkat Zigbee, Z-Wave, Lutron, dan Kidde RF); Vera Edge (yang berkomunikasi dengan perangkat Z-Wave dan Insteon, dan meluas untuk berkomunikasi dengan perangkat eksternal).

Akhirnya ada juga beberapa upaya open source yang sangat aktif dalam domain otomatisasi rumah tujuan umum, termasuk Domoticz dan OpenHAB. Ini adalah program perangkat lunak yang mendukung komunikasi ke perangkat IoT melalui perangkat jembatan khusus (seperti dongle Z-Wave USB atau radio Zigbee), menerapkan aturan, dan menawarkan kemampuan integrasi yang luas seperti IFTTT, MQTT, dan lainnya.

Hampir semua produk konsumen yang beroperasi dengan cara ini akan memerlukan server eksternal untuk memediasi pengiriman pesan dari perangkat eksternal ke perangkat tertentu di rumah. Bahkan dalam kasus yang paling jelas memperlihatkan port 22 pada Raspberry Pi Anda, Anda masih (secara umum) memerlukan layanan DNS dinamis.

1. Perangkat memulai dan memelihara koneksi persisten dengan server. Ini tidak memerlukan konfigurasi router, asalkan router menyediakan akses https ke web ...

Untuk semua metode lain, perangkat handset jarak jauh harus dapat menemukan perangkat di rumah. Protokol peer to peer kadang-kadang akan menggunakan port-forwarding karena mereka memiliki keinginan untuk menghindari arsitektur client-server.

Ada kemungkinan bahwa sistem akan, di samping itu, membuka port masuk menggunakan UPnP, tetapi ini seharusnya tidak diperlukan untuk aplikasi IoT. Ini mungkin berlaku untuk aplikasi game lama, tetapi berantakan segera setelah lebih dari satu node hadir pada satu IP publik.

Meskipun IPv6 memungkinkan sepasang perangkat dihubungkan, banyak jaringan tidak mendukung IPv6 ujung ke ujung hari ini. Server diperlukan terlepas dari untuk menyediakan pembaruan firmware (kecuali perangkat usang sebelum dijual).