Omówienie rozszerzonych możliwości trybu offline dla urządzeń, modułów i urządzeń podrzędnych usługi IoT Edge

Dotyczy: IoT Edge 1.5

Usługa Azure IoT Edge umożliwia urządzeniom usługi IoT Edge pracę w trybie offline przez dłuższy czas i umożliwia też działanie urządzeń podrzędnych w trybie offline. Po jednokrotnym połączeniu urządzenia usługi IoT Edge z usługą IoT Hub urządzenie i dowolne urządzenie podrzędne mogą pracować sporadycznie lub bez połączenia internetowego.

Jak to działa

Gdy urządzenie usługi IoT Edge przechodzi w tryb offline, centrum usługi IoT Edge przyjmuje trzy role:

• Przechowuje wszystkie komunikaty, które przechodzą w górę i zapisuje je do momentu ponownego nawiązania połączenia z urządzeniem.
• Działa w imieniu usługi IoT Hub w celu uwierzytelniania modułów i urządzeń podrzędnych, aby mogły nadal działać.
• Umożliwia komunikację między urządzeniami podrzędnymi, które zwykle przechodzą przez usługę IoT Hub.

W poniższym przykładzie pokazano, jak scenariusz usługi IoT Edge działa w trybie offline:

1. Konfigurowanie urządzeń

   Urządzenia usługi IoT Edge mają domyślnie włączone funkcje trybu offline. Aby rozszerzyć tę funkcję na inne urządzenia, skonfiguruj urządzenia podrzędne, aby ufały przypisanemu urządzeniu nadrzędnego i kierować komunikację urządzenia do chmury za pośrednictwem elementu nadrzędnego jako bramy.

2. Synchronizowanie z usługą IoT Hub

   Po zainstalowaniu środowiska uruchomieniowego usługi IoT Edge upewnij się, że urządzenie usługi IoT Edge jest w trybie online co najmniej raz do synchronizacji z usługą IoT Hub. Podczas tej synchronizacji urządzenie usługi IoT Edge pobiera szczegółowe informacje o wszystkich przypisanych do niej urządzeniach podrzędnych. Urządzenie usługi IoT Edge również bezpiecznie aktualizuje lokalną pamięć podręczną w celu włączenia operacji w trybie offline i pobiera ustawienia lokalnego przechowywania komunikatów telemetrycznych.

3. Przejdź do trybu offline

   Odłączone od usługi IoT Hub urządzenie usługi IoT Edge, wdrożone moduły i wszystkie urządzenia podrzędne mogą działać na czas nieokreślony. Moduły i urządzenia podrzędne mogą być uruchamiane i uruchamiane ponownie, uwierzytelniając się za pomocą centrum usługi IoT Edge w trybie offline. Dane telemetryczne urządzenia powiązane z usługą IoT Hub są przechowywane lokalnie. Komunikacja między modułami lub między urządzeniami podrzędnymi jest utrzymywana za pośrednictwem metod bezpośrednich lub komunikatów.

4. Ponowne łączenie i ponowna synchronizacja za pomocą usługi IoT Hub

   Po przywróceniu połączenia z usługą IoT Hub urządzenie usługi IoT Edge zostanie ponownie zsynchronizowane. Komunikaty przechowywane lokalnie są dostarczane do usługi IoT Hub od razu, ale dostarczanie zależy od szybkości połączenia, opóźnienia usługi IoT Hub i powiązanych czynników. Komunikaty są dostarczane w tej samej kolejności, w jakiej były przechowywane.

   Wszelkie różnice między żądanymi i zgłoszonymi właściwościami modułów i urządzeń są uzgadniane. Urządzenie usługi IoT Edge aktualizuje wszelkie zmiany w zestawie przypisanych urządzeń podrzędnych.

Ograniczenia i limity

Urządzenia usługi IoT Edge i przypisane do nich urządzenia podrzędne mogą funkcjonować nieokreślenie offline po początkowej, jednorazowej synchronizacji wstępnej. Jednak przechowywanie wiadomości zależy od ustawienia czasu wygaśnięcia (TTL) i dostępnego miejsca na dysku.

Urządzenie EdgeAgent aktualizuje swoje zgłoszone właściwości za każdym razem, gdy stan wdrożenia zmieni się, na przykład w przypadku nowego lub nieudanego wdrożenia. Gdy urządzenie jest w trybie offline, agent EdgeAgent nie może zgłosić stanu w witrynie Azure Portal. W związku z tym stan urządzenia w witrynie Azure Portal może pozostać 200 OK , gdy urządzenie usługi IoT Edge nie ma łączności z Internetem.

Konfigurowanie urządzeń nadrzędnych i podrzędnych

Domyślnie urządzenie nadrzędne może mieć maksymalnie 100 elementów podrzędnych. Zmień ten limit, ustawiając zmienną środowiskową MaxConnectedClients w module edgeHub. Urządzenie podrzędne ma tylko jeden element nadrzędny.

Urządzenie podrzędne może być dowolnym urządzeniem, urządzeniem IoT Edge lub urządzeniem innym niż IoT Edge zarejestrowanym w tym samym IoT Hub.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tworzenia relacji nadrzędny-podrzędny między urządzeniem usługi IoT Edge i urządzeniem IoT, zobacz Uwierzytelnianie urządzenia podrzędnego w usłudze Azure IoT Hub. W sekcjach dotyczących klucza symetrycznego, z podpisem własnym X.509 i X.509 z podpisem urzędu certyfikacji przedstawiono przykłady używania witryny Azure Portal i interfejsu wiersza polecenia platformy Azure do definiowania relacji nadrzędny-podrzędny podczas tworzenia urządzeń. W przypadku istniejących urządzeń zadeklaruj relację na stronie szczegółów urządzenia w portalu Azure, wybierając urządzenie nadrzędne lub podrzędne.

Aby uzyskać więcej informacji na temat tworzenia relacji nadrzędny-podrzędny między dwoma urządzeniami usługi IoT Edge, zobacz Łączenie podrzędnego urządzenia usługi IoT Edge z bramą usługi Azure IoT Edge.

Konfigurowanie urządzenia nadrzędnego jako bramy

Relację rodzic/dziecko można traktować jako przezroczystą bramę, gdzie urządzenie dziecka ma własną tożsamość w IoT Hub, ale komunikuje się przez chmurę poprzez swojego rodzica. Aby zapewnić bezpieczną komunikację, urządzenie podrzędne musi sprawdzić, czy urządzenie nadrzędne pochodzi z zaufanego źródła. W przeciwnym razie osoby trzecie mogą skonfigurować złośliwe urządzenia w celu personifikacji rodziców i przechwycenia komunikacji.

Jeden ze sposobów tworzenia tej relacji zaufania został szczegółowo opisany w następujących artykułach:

• Konfigurowanie urządzenia usługi IoT Edge, aby działało jako przezroczysta brama
• Łączenie urządzenia podrzędnego (podrzędnego) z bramą usługi Azure IoT Edge

Określanie serwerów DNS

Aby zwiększyć niezawodność, określ adresy serwerów DNS używane w danym środowisku. Aby ustawić serwer DNS dla usługi IoT Edge, zobacz rozwiązanie modułu agenta usługi Edge zgłasza "pusty plik konfiguracji" i nie uruchamiaj modułów na urządzeniu w artykule dotyczącym rozwiązywania problemów.

Opcjonalne ustawienia trybu offline

Jeśli urządzenia przechodzą w tryb offline, urządzenie nadrzędne usługi IoT Edge przechowuje wszystkie komunikaty z urządzenia do chmury, dopóki połączenie nie zostanie ponownie nawiązane. Moduł centrum usługi IoT Edge zarządza przechowywaniem i przekazywaniem komunikatów w trybie offline.

W przypadku urządzeń, które mogą przejść do trybu offline przez długi czas, zoptymalizuj wydajność, ustawiając dwie opcje centrum usługi IoT Edge:

• Zwiększ ustawienie czasu wygaśnięcia , aby centrum usługi IoT Edge utrzymywało komunikaty do momentu ponownego nawiązania połączenia urządzenia.
• Dodaj więcej miejsca na dysku na przechowywanie wiadomości.

Time to live (Czas wygaśnięcia)

Ustawienie czasu wygaśnięcia to czas oczekiwania (w sekundach) na dostarczenie komunikatu, zanim wygaśnie. Wartość domyślna to 7200 sekund (dwie godziny). Wartość maksymalna jest ograniczona przez maksymalną wartość zmiennej całkowitej, czyli około 2 miliardów.

To ustawienie jest wymaganą właściwością huba IoT Edge, przechowywaną w bliźniaczu modułu. Skonfiguruj ją w witrynie Azure Portal lub bezpośrednio w manifeście wdrożenia.

"$edgeHub": {
    "properties.desired": {
        "schemaVersion": "1.1",
        "routes": {},
        "storeAndForwardConfiguration": {
            "timeToLiveSecs": 7200
        }
    }
}

Hostowanie magazynu dla modułów systemowych

Domyślnie centrum usługi IoT Edge przechowuje komunikaty i stan modułu w lokalnym systemie plików kontenera. Aby uzyskać lepszą niezawodność, szczególnie w trybie offline, przeznacz pamięć na urządzeniu IoT Edge hosta. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Przyznawanie modułom dostępu do magazynu lokalnego urządzenia.

Następne kroki

Dowiedz się więcej o sposobie konfigurowania przezroczystej bramy dla połączeń urządzeń nadrzędnych/podrzędnych:

• Konfigurowanie urządzenia usługi IoT Edge, aby działało jako przezroczysta brama
• Uwierzytelnianie urządzenia podrzędnego w usłudze Azure IoT Hub
• Łączenie urządzenia podrzędnego z bramą usługi Azure IoT Edge