Was ist Azure IoT Hub?

Das Internet of Things (IoT) verbindet physische Geräte, um Daten über das Internet auszutauschen. Mit mehr als 10 Milliarden verbundenen Geräten weltweit kann alles, was mit Sensoren und Software eingebettet ist, diesem Netzwerk beitreten.

Azure IoT Hub ist ein verwalteter Dienst, der als zentraler Nachrichtenhub in einer cloudbasierten IoT-Lösung fungiert. Es ermöglicht eine zuverlässige und sichere Kommunikation im Maßstab zwischen einer IoT-Anwendung und ihren angeschlossenen Geräten. Sie können fast jedes Gerät mit einem IoT-Hub verbinden.

IoT Hub unterstützt verschiedene Messagingmuster, einschließlich Geräte-zu-Cloud-Nachrichten, Hochladen von Dateien von Geräten und Methoden zur Anforderungsantwort, um Ihre Geräte zu steuern. Es unterstützt außerdem die Überwachung, um die Geräteerstellung, Geräteverbindungen und Gerätefehler nachzuverfolgen.

IoT Hub lässt sich auf Millionen von gleichzeitig verbundenen Geräten und Millionen von Ereignissen pro Sekunde skalieren, um Ihre IoT-Workloads zu unterstützen.

Grundlegendes zu IoT-Geräten

IoT-Geräte unterscheiden sich auf verschiedene Arten von anderen Clients wie Browsern und mobilen Apps:

  • Sie sind häufig eingebettete Systeme ohne menschliche Bedienung, z. B. ein Sensor oder ein Aktor.
  • Sie können an Remotestandorten bereitgestellt werden, an denen physischer Zugriff teuer, schwierig oder unmöglich ist. Beispielsweise Sensoren in einem Windpark oder einer Ölanlage.
  • Sie sind möglicherweise nur über Ihre Clouddienste erreichbar, nicht direkt aus dem Internet. Beispielsweise ein Gerät hinter einer Firewall oder in einem privaten Netzwerk.
  • Sie verfügen möglicherweise über begrenzte Energie- und Verarbeitungskapazitäten, z. B. ein akkubetriebener Asset-Tracker.
  • Möglicherweise haben sie zeitweilige, langsame oder teure Netzwerkkonnektivität, z. B. ein Gerät, das über ein Mobilfunknetzwerk verbunden ist.
  • Möglicherweise müssen sie proprietäre, benutzerdefinierte oder branchenspezifische Anwendungsprotokolle wie MQTT oder AMQP verwenden.

Verbinden und Authentifizieren von Geräten

Bei jedem IoT-Hub gibt es eine Identitätsregistrierung, in der Informationen zu den Geräten und Modulen gespeichert werden, die eine Verbindung mit ihm herstellen dürfen. Bevor ein Gerät oder Modul eine Verbindung herstellen kann, muss die Identitätsregistrierung des IoT-Hubs über einen Eintrag für dieses Gerät oder Modul verfügen. Das Gerät oder Modul authentifiziert sich beim IoT-Hub zudem mit Anmeldeinformationen, die in der Identitätsregistrierung gespeichert sind.

IoT Hub unterstützt zwei Methoden der Authentifizierung zwischen dem Gerät und dem IoT-Hub. Sie können eine SAS-tokenbasierte Authentifizierung oder eine X.509-Zertifikatauthentifizierung verwenden.

  • SAS-Token authentifizieren jeden Geräteaufruf an IoT Hub mithilfe eines symmetrischen Schlüssels. Diese Methode ist einfach zu implementieren und funktioniert gut für Geräte, die den symmetrischen Schlüssel sicher speichern können.
  • X.509-Zertifikate authentifizieren Geräte während TLS-Verbindungen (Transport Layer Security). Diese Methode ist sicherer und skalierbarer. Wählen Sie diese Methode für Geräte aus, die eine höhere Sicherheitsstufe erfordern und Zertifikate verwalten können.

Sie können viele Geräte gleichzeitig einrichten und bereitstellen, indem Sie den IoT Hub Device Provisioning Service verwenden.

Weitere Informationen finden Sie unter Geräteverwaltung und -steuerung.

Gerätekommunikationsmuster

Die Internetverbindung zwischen dem IoT-Gerät und IoT Hub wird mithilfe des TLS-Standards (Transport Layer Security) gesichert. Azure IoT unterstützt TLS 1.2, 1.1 und 1.0 (aus Gründen der Abwärtskompatibilität). Überprüfen Sie die TLS-Unterstützung in IoT Hub , um zu sehen, wie Sie Ihren Hub für die Verwendung von TLS 1.2 konfigurieren, was die größte Sicherheit bietet.

Mithilfe von IoT Hub können Sie Informationen sowohl von der Geräte-App an Ihre Clouddienste als auch von Ihren Clouddiensten an die Geräte-App senden. IoT Hub bietet zuverlässige Nachrichten und stellt sicher, dass Nachrichten auch bei Netzwerkunterbrechungen übermittelt werden. Weitere Informationen finden Sie unter Geräte-zu-Cloud-Kommunikation und Cloud-zu-Gerät-Kommunikation.

Beispiele für die Gerätekommunikation sind:

  • Ein Kühlwagen, der die Temperatur alle fünf Minuten an einen IoT-Hub sendet.
  • Ein Clouddienst, der einen Befehl an ein Gerät sendet, um die Häufigkeit zu ändern, mit der daten gesendet werden, um ein Problem zu diagnostizieren.
  • Ein Gerät, das einen Batchreaktor in einer chemischen Anlage überwacht, sendet eine Warnung, wenn die Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet.

Telemetrie von Geräten senden

IoT-Hubs können Telemetrie von Geräten empfangen und an die entsprechenden Clouddienste weiterleiten. Beispiele für Telemetriedaten, die von einem Gerät empfangen werden, können Sensordaten wie Geschwindigkeit oder Temperatur, eine Fehlermeldung wie ein verpasstes Ereignis oder eine Informationsmeldung zur Mitteilung sein, dass das Gerät fehlerfrei ist. IoT-Geräte senden Ereignisse an eine Anwendung, um Erkenntnisse zu gewinnen. Anwendungen erfordern möglicherweise bestimmte Teilmengen von Ereignissen für die Verarbeitung oder den Speicher an verschiedenen Endpunkten.

Weitere Informationen finden Sie unter Geräteinfrastruktur und -konnektivität.

Hinzufügen von Geräteeigenschaften

Sie können Eigenschaften aus dem IoT-Hub lesen oder festlegen und sie verwenden, um Benachrichtigungen zu senden, wenn eine Aktion abgeschlossen ist. Ein Beispiel für eine bestimmte Eigenschaft auf einem Gerät ist die Temperatur. Die Temperatur kann eine schreibbare Eigenschaft sein, die auf dem Gerät aktualisiert oder aus einem an das Gerät angeschlossenen Temperatursensor gelesen werden kann.

Sie können Eigenschaften in IoT Hub mithilfe von Gerätezwillingen oder Plug & Play aktivieren.

Ausgeben von Befehlen auf Geräten

IoT Hub implementiert Befehle, indem es Ihnen ermöglicht wird, direkte Methoden auf Geräten aufzurufen. Ein Beispiel für einen Befehl ist der Neustart eines Geräts. Direkte Methoden stellen eine Anforderungsantwortinteraktion mit einem Gerät dar, das einem HTTP-Aufruf ähnelt, bei dem er erfolgreich ist oder sofort fehlschlägt (nach einem vom Benutzer angegebenen Timeout). Dieser Ansatz ist für Szenarien nützlich, bei denen das unmittelbare Vorgehen davon abhängt, ob das Gerät reagieren konnte.

Behandeln von Gerätedaten

Geräte senden Daten an IoT Hub, die als zentraler Nachrichtenhub für die bidirektionale Kommunikation zwischen Ihrer IoT-Anwendung und den von ihr verwalteten Geräten fungiert. Sobald die Daten IoT Hub erreicht haben, kann sie zur weiteren Analyse und Aktion an andere Dienste weitergeleitet und verarbeitet werden.

IoT Hub ermöglicht es Ihnen, den Nutzen Ihrer Gerätedaten bei anderen Azure-Diensten zu erhöhen, sodass Sie zur vorhersagbaren Problemlösung (statt zur reaktiven Verwaltung) wechseln können. Verbinden Sie Ihren IoT Hub mit anderen Azure-Diensten, um Machine Learning, Analysen und KI durchzuführen, auf Echtzeitdaten zu reagieren, die Verarbeitung zu optimieren und tiefere Erkenntnisse zu gewinnen.

Hinweis

Azure IoT Hub speichert Kundendaten nicht außerhalb der Geografie, in der Sie die Dienstinstanz bereitstellen. Weitere Informationen finden Sie unter Regionsübergreifende Replikation in Azure.

Integrierter Endpunkt sammelt Gerätedaten standardmäßig

Ein integrierter Endpunkt sammelt standardmäßig Daten von Ihrem Gerät. Die Daten werden mithilfe eines Anforderungsantwortmusters über dedizierte IoT-Geräteendpunkte erfasst, bis zu sieben Tage aufbewahrt und verwendet, um Aktionen auf einem Gerät auszuführen. Der Geräteendpunkt akzeptiert Daten für:

  • Senden von Geräte-zu-Cloud-Nachrichten.
  • Empfangen von Cloud-zu-Gerät-Nachrichten.
  • Das Initiieren von Dateiuploads.
  • Abrufen und Aktualisieren von Zwillings-Eigenschaften des Geräts.
  • Empfangen von direkten Methodenanforderungen.

Weitere Informationen zu IoT Hub-Endpunkten finden Sie unter IoT Hub-Endpunkte.

Nachrichtenrouting sendet Daten an andere Endpunkte

Sie können Daten zur weiteren Verarbeitung an verschiedene Dienste weiterleiten. Da die IoT-Lösung skaliert wird, variieren auch die Anzahl der Geräte, die Anzahl der Ereignisse, die Vielzahl von Ereignissen und verschiedene Dienste. Eine flexible, skalierbare, konsistente und zuverlässige Methode für das Routing von Ereignissen ist für dieses Muster erforderlich. Ein Tutorial zu den verschiedenen Verwendungen des Nachrichtenrouting finden Sie unter Tutorial: Senden von Gerätedaten an Azure Storage über IoT Hub-Nachrichtenrouting.

IoT Hub unterstützt das Einrichten benutzerdefinierter Endpunkte für Azure-Dienste wie Storage-Container, Event Hubs, Service Bus-Warteschlangen, Service Bus-Themen und Cosmos DB. Nachdem Sie den Endpunkt eingerichtet haben, können Sie Ihre IoT-Daten an einen dieser Endpunkte weiterleiten, um nachgeschaltete Datenvorgänge auszuführen.

IoT Hub lässt sich auch in Event Grid integrieren, wodurch es Ihnen ermöglicht wird, Daten an mehrere Abonnenten aufzufächern. Event Grid ist ein vollständig verwalteter Ereignisdienst, mit dem Sie Ereignisse über viele verschiedene Azure-Dienste und -Anwendungen hinweg problemlos verwalten können. Event Grid vereinfacht das Erstellen ereignisgesteuerter Anwendungen und serverloser Architekturen. Weitere Informationen finden Sie unter Vergleichen von Nachrichtenweiterleitung und Event Grid für IoT Hub.

Integration in andere Azure-Dienste

Sie können IoT Hub in andere Azure-Dienste integrieren, um vollständige End-to-End-Lösungen zu erstellen. Verwenden Sie z.B. Folgendes:

  • Azure Event Grid , damit Ihr Unternehmen schnell auf kritische Ereignisse reagieren kann.
  • Azure Logic Apps: Mit diesem Dienst automatisieren Sie Ihre Geschäftsprozesse.
  • Azure Machine Learning: Mit diesem Dienst fügen Sie Ihrer Lösung Modelle für maschinelles Lernen und KI hinzu.
  • Azure Stream Analytics: Mit diesem Dienst führen Sie in Echtzeit Analyseberechnungen für die Datenströme aus Ihren Geräten aus.

Nächste Schritte

Zum Ausprobieren einer End-to-End-IoT-Lösung siehe die IoT Hub-Schnellstarts:

Weitere Informationen zu den Möglichkeiten zum Erstellen und Bereitstellen von IoT-Lösungen mit Azure IoT finden Sie unter:

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