Azure IoTEdge-エッジでのAzureIoTハブの拡張

Microsoft Azureクラウドソリューションは、モノのインターネットソリューションとエッジコンピューティングをコアとして開発するために使用される、高く評価されているテクノロジの1つです。

クラウドコンピューティングの世界では、エッジとは、ネットワーク全体がインターネットに接続するエッジにあるオンプレミスの企業ネットワークに依存するコンピューティング能力を指します。この接続は、完全にメインネットワーク、またはファイアウォールやサブネット構成などのネットワーク分離の痕跡がある任意のゲストネットワークにすることができます。エッジコンピューティングの代替用語は、フォグコンピューティングとして知られています。以前に開発されたテクノロジーは、本格的なIoTエッジコンピューティングの次元に大幅に成長したIoTゲートウェイを考慮して構築されました。このテクノロジーは、システムのデバイスレイヤーとパブリッククラウドレイヤーの間に正確に配置されます。 Azure IoTハブは、システムの前提条件に基づいて利用可能なオープンソースプロジェクトも指します。

Azure Cloud SolutionsとEdgeは、モノのインターネットポートフォリオに最近追加されたものの1つです。プラットフォームは、オペレーティングシステムの時間と要件に応じて、オペレーティングシステムに簡単に展開できます。 Azure IoT Edgeは、エンタープライズデータセンターの下のリソースに制約のあるシステムで簡単に実行できます。この記事では、AzureのモノのインターネットソリューションとAzureのEdgeについて詳しく説明します。

MicrosoftAzureクラウドエッジソリューションに裏打ちされたコンピューティングパワー

Microsoft Azure IoTアプリ開発会社は、ローカルコンピューティングネットワークまたはエッジを持つことを優先しています。どの企業でも、私の敷地内に仮想サーバーがあるように聞こえるかもしれませんが、IoTエッジははるかに複雑なテクノロジーです。また、オンプレミスコンピューティングと比較して、クラウドコンピューティングの効率と統合ソリューションにも取り組んでいます。 Microsoft Azure IoTエッジは、Azureクラウドサービスを簡単に統合できるモノのインターネットソリューションを管理または展開する機能を表しています。この統合は、オンプレミスサービスまたはコンピューティングハードウェアと連携しています。

Microsoft Edgeは、任意のシステムまたはデバイスにインストールできるIoTEdgeサービスランタイムで構成されています。これらのデバイスはすべて、Dockerをインストールするとともに、Windows、Linuxなどの任意のオペレーティングシステムを実行できます。 Azure Edge IoTのランタイムは、インストールされているDockerを利用して、このデバイスでIoTモジュールを実行します。インストールされたソリューションは、Microsoft Azureハブへのアクティブな接続を通じて、モジュールの展開と実行の方向性を示します。

Microsoft Azureモノのインターネットエッジは、パブリッククラウドベースのソリューションの下でエンドツーエンドのモノのインターネットソリューションを提供する最初のプラットフォームです。お客様は、複数のエンタープライズIoTソリューションの構成要素を見つけることができる一連の複数のクラウドコンピューティングサービスを使用することもできます。

最も重要なものは-

• IoTハブ- これには、デバイスのプロビジョニング、制御、通信、コンピューティングサービスの管理が含まれます
• イベントハブ-これには、高速で継続的なデータ取り込みサービスがあります
• ストリーム分析-ストリーム処理に加えて、リアルタイムのIoTソリューション開発クエリが含まれています
• BlobStorage-非構造化データ値があります
• CosmosDB-メタデータを保存するためにNoSQLに従います
• 時系列インサイト-これは、センサーデータを保存するために使用される時系列データベースです。
• Azureデータブリック/ HDInsight-これには、リアルタイムデータ処理またはバッチ処理（Hadoop）が含まれます
• 機能-イベント駆動型の信頼できるサービスコンピュータモデルとソリューション
• SQLデータベース-非構造化データをシステムに保存するためのリレーショナルデータベース管理システムです。
• 機械学習スタジオ- これは、機械学習モデルを作成してデプロイするためのWebベースのIDEを指します
• 強力なBI- IoTアプリ開発会社は、このソリューションを使用して、視覚化ツールとともに利用可能な豊富なダッシュボードを活用します

さまざまな分野でのAzureIoTEdgeモジュールの理解

Microsoft Azure IoT Edgeモジュールは、クラウドコンピューティングの効率の実行時間と、エッジデバイスにプッシュされる機能を理解してくれたおかげです。エッジデバイスは、ランタイムIoTEdgeによって管理されるクラウドコンピューティング機能とモジュールの最小単位を表します。これらのモジュール全体には、Azureストリーム分析などのMicrosoftAzureサービスが含まれています。または、MicrosoftAzure開発サービスに必要なドメイン固有のAzureモジュールコードにすることもできます。

IoT Edgeコンピューティングモデルを作成、開発、展開するプロセス全体は、いくつかの論理的なステップで構成されています。手順は次のとおりです。

• IoTエッジモジュールの作成- IoT Edgeモジュールはすべて、C、C＃などの予備またはサポートされているプログラミング言語を使用して開発されています。一部のエッジモジュールは、Microsoftサービスを使用してすでにPrabalになっています。
• Dockerレジストリの下でのモデルの構築とデプロイ-AzureIoT Edgeモジュールは、Docker HubなどのDockerレジストリの下で構築およびデプロイされます。AzureEdgeランタイムは、Dockerレジストリから開始してイメージをプルダウンするように構成することもできます。これは、1つまたは複数のAzure IoTEdgeシステムまたはデバイスにデプロイされます。
• エッジハブでのデバイスとモジュールの管理- Microsoft Mobile App DevelopmentServicesとIoTEdgeデバイスは、Azure IoTEdgeハブで簡単に作成または管理できるアドバイスIDに従います。これは、Azureデバイス/システムプロビジョニングサービスを使用して、手動展開システムの自動展開システムを使用して実行できます。このIDは、適切でない個々のシステムにデプロイされたすべてのモジュールのIoTEdgeデバイスモジュールIDに含まれます。各システムには、独自のモジュール構成があります。
• IoTEdgeのインストールと実行- IoT Edgeコンピューティングデバイスとインストールされたランタイムは、オンプレミスの接続されたデバイスに簡単に構成できます。これは、AzureEdgeハブまたはAzureデバイスプロビジョニングサービスのいずれかに直接接続されています。 1つまたは複数のデバイスがAzureIoT Edgeモジュールに接続されると、デバイスIDが即座にプルダウンされ、構成に従ってモジュールが自動的に実行されます。

明確に定義されたIoTアプリケーション開発の加法単位元システムを使用するこれらすべての手順は、Azure IoTEdge構成を管理します。エッジサービスとID、およびIoTハブを接続し、接続された各デバイスをリモートで簡単に管理できるメカニズムを提供します。

オフライン機能とMicrosoftAzure IoTEdgeの切断された群衆

Microsoft Azure ADデバイスに対するメンテナンスまたは構成ベースの変更を定式化するには、デバイスIDとそのモジュールをAzureEdgeハブに対して同時に再構成することが不可欠です。完了すると、更新は自動的にMicrosoftEdgeデバイスにプッシュされます。さらに、地球デバイスは、便利にデバイスにアクセスするためにリモート認証または許可されます。

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Microsoft Edge IoTソリューション開発を使用する主な利点の1つは、デバイスがネットワークに接続または切断されている間、ソリューションの機能とクラウドの展開を維持するのに役立つことです。デバイスが高いネットワーク遅延状態を経験している場合にも同様に有益です。

Azure IoT Edgeを使用すると、開発者はローカルEdgeデバイスでMicrosoftサービスのカスタムコードソリューションを簡単に実行し、それらを大規模なモノのインターネットソリューションに統合できます。ローカルに接続されたMicrosoftEdgeリソースは、Azure IoT Edgeプラットフォーム上に構築されており、あらゆるIoTサービスに多くのメリットがあります。

• 低レイテンシの決定-ドメインロジックと、Azure Functions、StreamAnalyticsなどの一貫したMicrosoftAzureサービスの助けを借りて、Azure IoTEdgeデバイスの助けを借りてオンプレミス関数を簡単に実行できます。このソリューションは、意思決定プロセスを容易にし、より短い待ち時間でアクティブなアクションを実行するのに役立ちます。システム通信でさえ、Azureクラウドソリューションを往復する必要はありません。
• オフライン効率- Microsoft IoTとデバイスは、一時的またはより長いエラー状態でAzure IoTEdgeハブとの接続が切断されたままのオフラインシナリオで簡単に動作できます。
• データ同期-AzureEdgeのオフライン効率の下で、IoT Edgeランタイムは、テレメトリイベントをローカルストレージデバイスに自動的に保存し、その後、システム内でネットワーク接続が復元されるたびにデータをIoTハブに送信します。デバイスに保存されているデータの時間枠全体をIoTソリューションで構成できます。多くのIoTアプリ開発会社は、クラウドコンピューティングサービスを管理するためにこのサービスに依存しています。
• 低帯域幅消費- 限られたデータとIoT、および改訂されたエレメンタリーは、Microsoftエッジコンピューティングを利用してクラウドに送信する必要があります。これらのサービスは、デバイスのインターネットソリューションのアクティブな処理を実行するために使用されます。データ処理または制約の管理の効率は、Azure IoTEdgeと簡単に通信するための基本データの要約の加速にあります。基本データは、イベントを送信したりクラウドデバイスに保存したりする必要がない場合に通信されます。

Azure IoTEDGEソリューションのすべての効率からメリットを提供するモノのインターネットソリューションは数多くあります。モノのインターネットデバイスがセンサーにテレメトリデータをIoTハブに送信するように指示する場合も同様に明らかです。 Azure IoT Edgeハブは、多数のIoTセンサーデバイスに接続されているIoTゲートウェイにデプロイされます。ほとんどのIoTセンサーは、低遅延と低帯域幅の機能を備えています。

Azure IoTEdgeはコンピューティングテクノロジーの入門書です

Azure Development Servicesとエッジコンピューティングは、クラウドコンピューティングの世界で最も好まれ、大きな波になるように進化しています。同じ方向の最新のアプローチは、従来のクラウドコンピューティングモデルで識別される重大な固有のエラーのいくつかを解決します。 Azure Edgeクラウドコンピューティングソリューションアーキテクチャを視覚化する重要な方法の1つは、3層プロセスに依存しています。このサービスの最初の層は、ローカルデバイスまたは利用可能なアプリケーションです。 2番目の層はエンジニアを指し、最後の層はパブリッククラウドです。

Azureクラウドエッジコンピューティングソリューションを使用することの最大の利点のいくつかは次のとおりです。

• 低遅延へのアクセス- エッジクラウドコンピューティングサービスは、ストレージ、ネットワーキング、およびコンピューティングソリューションをローカルに公開する可能性があります。
• 最小限の帯域幅消費-エッジコンピューティングレイヤーは、パブリッククラウドの要件を調査するだけで、モバイルアプリ開発サービスまたはデータを集約およびフィルタリングできます。

• オフラインの可用性-クラウドコンピューティングソリューションとともに断続的なインターネットアクセスが許可されているアプリケーションは、AzureEdgeのコンピューティングレイヤーによって公開されているローカルで利用可能なリソースに依存できます。
• ローカル機械学習リファレンス-ダウンマシン学習モデルは、パブリッククラウドソリューションのフレームで開発され、Azureクラウド上でより高速に推論するために展開されます。

IoTアプリケーション開発と機械学習の台頭は、AzureEdgeコンピューティングの主要な推進力になっています。同様に、パブリッククラウドソリューションは、同じプロセスで最新のアプローチを進化させ、履歴データから潜在的な結果を導き出すために使用されます。エッジハブは、デプロイされた機械学習モデルにインテリジェンスベースのソリューションを積極的に適用することで意思決定を促進します。エッジコンピューティングの助けを借りて意思決定モデルからアクションを実行するデバイスは、機器または機械の管理を制御します。

Azure Internet Of ThingsEdgeのアーキテクチャ

Azure Development Servicesとエッジコンピューティングユーティリティの柔軟性により、業界で強力なテクノロジーが実現します。また、ローカルデバイスを介した通信のためのデバイス認証用に部分的に利用可能なモノのインターネットソリューションを公開することもできます。これは、パブリッククラウドに依存せずにアプリケーションを実行するための便利な機能です。

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このソリューションは、コンピューティングソリューション向けに拡張可能で非常にモジュール化された状態を維持するように特別に設計されています。マイクロソフトは、生産チームと顧客の全体像を把握するための最終的な決定を下しました。 Azure Edgeは、ドッカーを強化するとともに、オープンソースのツールとテクノロジーの上に構築されています。いくつかのコマンドで要件に従ってインストールできるクラウドコンピューティングテクノロジーのフットプリントは限られています。

多くのモバイルアプリ開発サービスは、柔軟性を維持するためにこのモデルに依存しています。 Microsoft Edgeプラットフォームをリモートで実行するデバイスは、多くの場合、ユーザーや開発者が簡単にアクセスできない場所に展開されます。このため、パブリッククラウドコンピューティングソリューションを管理するには、オンボーディングプロセス中に登録する必要があります。どのような状況でも、エッジコンピューティングデバイスがオフラインで利用できる場合は、それに構成を適用することが不可欠です。この構成により、デバイスはできるだけ早くネットワーク接続を回復するようになります。

エッジコンピューティングデバイスは、信頼性の高いモノのインターネットデバイスとして称賛されています。同じセグメントの下で、IoTアプリケーション開発により、登録されたデバイス割り当ての下で効率的なサービスを実行できるようになります。 Azure Edgeの集中管理は、モノのインターネットソリューションとデバイスをより大規模に管理することにあります。 Microsoft Azure Edgeは、クラウドコンピューティングソリューションと、パブリッククラウドとデバイス間の相互作用をシームレスに管理できます。また、認証やローカルデバイス間の相互作用など、必要な配管を管理します。

Microsoft AzureEdgeとそのアーキテクチャの概略図を見ていきましょう。

• デバイス- デバイスは、情報の取得またはデータの制御を担当するセンサーまたはアクチュエーターを表します。これらは、利用可能な情報にアクセスするためのローカルEdgeクラウドコンピューティングレイヤーに依存するパブリッククラウドの天気に直接接続されていません。 Azure Edgeは、使用可能なプロトコルまたはデータ形式を変換するための透過的で信頼性の高いゲートウェイとしても機能します。
• モジュール-IoTソリューション開発のモジュールは、デバイスのマッピングに使用される一般的なコンテナーです。これらは、標準のDockerコンテナファイル定義から構築され、準備ができたら、パブリック/プライベートレジストリにプッシュされます。モジュールは、メインコンテキストでの依存関係と実行時間のため、スタンドアロンコンテナとして完全に扱うことはできません。モジュールは、デバイスのランタイムによって確立された明確に定義された通信インターフェイスの助けを借りて、相互に対話することもできます。フレームを次のモジュールに渡す集中型システムで変更されたかどうかにかかわらず、すべてのモジュールをデバイスで作成する必要はありません。
• AzureEdgeランタイム-パブリッククラウドの下のコントロールパネルとの通信を管理するモノのインターネットソリューションのコアです。 Azureに登録されているすべてのデバイスは、セキュリティモデルに必要な情報の利用可能なサイトとの安全な接続を確立できます。利用可能なスペクトルの両側、つまりデバイスとクラウド間の相互作用におけるIoTEdgeのランタイム。次に、基本的に、対象のオペレーティングシステム上にナラティブバイナリとしてインストールされます。エッジランタイムには、モジュールとしてデプロイされたコンテナとそのファイルのライフサイクル全体を管理するための一連のオペレーティングシステムとインターフェイスがあります。

結論

Azure Edgeコンピューティングソリューションの主要なコンポーネントは、パブリッククラウドの下でテクノロジーを機能させることができるEdgeハブのランタイムです。基本的に、リーフデバイスレイヤーの下で認証または通信サービスを公開することにより、モノのインターネットハブに多数のオフライン機能を提供します。

このモジュールは、デバイスをローカルハブとしての認証用のロジックを持つものとしても表します。また、テレメトリデータをエッジハブの日付形式で、モジュールで定義されているさまざまなアップストリームコンポーネントに送信することもできます。 Edgeハブは、パブリッククラウドの対応物として利用可能な同様のAPIを簡単に公開でき、AzureEdge用にデバイスを配置またはリファクタリングするために必要な労力を制限します。また、クラウドでのIoTハブのオンボーディング中にランタイムがフレーム化されるため、必要な資格情報をキャッシュします。