Carga de archivos con IoT Hub

Artículo
03/09/2023

Hay muchos escenarios en los que no se pueden asignar fácilmente los datos de los dispositivos en los mensajes de dispositivo a nube, relativamente pequeños, que IoT Hub acepta. Por ejemplo, cuando se envían archivos multimedia, como vídeos, o lotes de telemetría de gran tamaño que han cargado dispositivos conectados de forma intermitente o agregados y comprimidos para ahorrar ancho de banda.

Cuando necesite cargar estos archivos desde un dispositivo, puede seguir utilizando la seguridad y confiabilidad de IoT Hub. En lugar de actuar como agente de mensajería, IoT Hub envía los mensajes a una cuenta de Azure Storage asociada. IoT Hub puede proporcionar también notificaciones a los servicios de back-end cuando un dispositivo termina de cargar archivos.

Si necesita ayuda para decidir cuándo usar propiedades notificadas, mensajes de dispositivo a la nube o cargas de archivos, consulte la Guía de comunicación de dispositivo a nube.

Importante

La funcionalidad de carga de archivos de los dispositivos que usan la autenticación de la entidad de certificación X.509 está disponible como versión preliminar pública, y se debe habilitar el modo de vista previa. Está disponible con carácter general en dispositivos que usan la autenticación de huella digital X.509 o la atestación de certificado X.509 con el servicio de aprovisionamiento de dispositivos de Azure. Para obtener más información acerca de la autenticación X.509 con IoT Hub, consulte Certificados X.509 compatibles.

Introducción a la carga de archivos

Un centro de IoT facilita la carga de archivos desde dispositivos conectados proporcionándoles un URI con firma de acceso compartido (SAS) por cada carga para un contenedor de blobs y una cuenta de Azure Storage que se hayan preconfigurado con el centro. El uso de cargas de archivos con IoT Hub comprende tres partes: la preconfiguración de una cuenta de almacenamiento de Azure y un contenedor de blobs en ioT Hub, la carga de archivos desde los dispositivos y, opcionalmente, la notificación a los servicios de back-end de que se han completado las cargas de archivos.

Para poder usar la característica de carga de archivos, debe asociar una cuenta de Azure Storage y un contenedor de blobs al centro de IoT. También puede configurar opciones para controlar la autenticación de IoT Hub en Azure Storage, el período de vida (TTL) de los URI con SAS que el centro de IoT entrega a los dispositivos y las notificaciones de carga de archivos a los servicios de back-end. Para obtener más información, vea Asociación de una cuenta de Azure Storage a IoT Hub.

Los dispositivos siguen un proceso de tres pasos para cargar un archivo en el contenedor de blobs asociado:

El dispositivo inicia la carga de archivos con IoT Hub. Pasa el nombre de un blob en la solicitud y, a cambio, obtiene un URI con SAS y un identificador de correlación. El URI con SAS contiene un token de SAS para Azure Storage que concede al dispositivo permiso de lectura y escritura en el blob solicitado del contenedor de blobs. Para obtener más información, consulte Dispositivo: Inicialización de una carga de archivos.
El dispositivo utiliza el URI con SAS para llamar de forma segura a las API de Azure Blob Storage para cargar el archivo en el contenedor de blobs. Para obtener más información, consulte Dispositivo: Carga de archivos con las API de Azure Storage.
Una vez completada la carga de archivos, el dispositivo se lo notifica al centro de IoT usando el identificador de correlación que recibió de IoT Hub cuando inició la carga. Para obtener más información, consulte Dispositivo: Notificación a IoT Hub de que se ha completado una carga de archivos.

Los servicios de back-end pueden suscribirse a las notificaciones de carga de archivos en el punto de conexión de notificaciones de carga de archivos del centro de IoT accesible desde los servicios. Si ha habilitado estas notificaciones en el centro de IoT, las entrega en este punto de conexión cada vez que un dispositivo notifica al centro que ha completado una carga de archivos. Los servicios pueden usar estas notificaciones para desencadenar un procesamiento adicional de los datos del blob. Para obtener más información, consulte Servicio: Notificaciones de carga de archivos.

La carga de archivos es totalmente compatible con los SDK de dispositivo y servicios IoT de Azure. Para más información, consulte Carga de archivos mediante un SDK.

Cuotas y límites de carga de archivos

IoT Hub impone límites en cuanto al número de cargas de archivos que se pueden iniciar en un período determinado. El umbral se basa en la SKU y el número de unidades del centro de IoT. Además, cada dispositivo está limitado a 10 cargas de archivos activas a la vez. Para obtener más información, consulte las cuotas y limitaciones de IoT Hub.

Asociación de una cuenta de Azure Storage a IoT Hub

Para poder usar las características de carga de archivos, debe asociar una cuenta de almacenamiento de Azure y un contenedor de blobs al centro de IoT. Todas las cargas de archivos de dispositivos registrados en su centro de IoT irán a este contenedor. Para configurar una cuenta de almacenamiento y un contenedor de blobs en IoT Hub, consulte Configuración de cargas de archivos IoT Hub mediante el Azure Portal, Configuración de cargas de archivos de IoT Hub mediante la CLI de Azure o Configuración de cargas de archivos IoT Hub mediante PowerShell. También puede usar las API de administración de IoT Hub para configurar las cargas de archivos mediante programación.

Si usa el portal, puede crear una cuenta de almacenamiento y un contenedor durante la configuración. De lo contrario, para crear una cuenta de almacenamiento, consulte Creación de una cuenta de Storage en la documentación de Azure Storage. Cuando ya tenga una cuenta de almacenamiento, puede ver cómo crear un contenedor de blobs en las guías de inicio rápido de Azure Blob Storage. De forma predeterminada, Azure IoT Hub usa la autenticación basada en claves para la conexión y autorización con Azure Storage. También puede configurar identidades administradas asignadas por el usuario o asignadas por el sistema para autenticar Azure IoT Hub con Azure Storage. Las identidades administradas proporcionan a los servicios de Azure una identidad administrada automáticamente en Microsoft Entra ID de forma segura. Para obtener información sobre cómo configurar identidades administradas, consulte la sección Configuración de la carga de archivos con identidades administradas de IoT Hub compatibilidad con identidades administradas.

La carga de archivos está sujeta a la configuración del firewall de Azure Storage. En función de la configuración de autenticación, deberá asegurarse de que los dispositivos puedan comunicarse con Azure Storage.

Hay otras opciones de configuración que controlan el comportamiento de las cargas de archivos y las notificaciones de esas cargas. En las secciones siguientes, se explican todas las opciones de configuración disponibles. Dependiendo de si usa Azure Portal, la CLI de Azure, PowerShell o las API de administración para configurar las cargas de archivos, es posible que algunas de estas opciones no estén disponibles. Asegúrese de establecer la opción enableFileUploadNotifications si desea que se envíen notificaciones a los servicios de back-end cuando se complete una carga de archivos.

Configuración de la autenticación y el almacenamiento de IoT Hub

Las siguientes opciones de configuración asocian una cuenta de almacenamiento y un contenedor a su centro de IoT y controlan cómo se autentica el centro en Azure Storage. Estas opciones de configuración no afectan al modo en el que se autentican los dispositivos en Azure Storage. Los dispositivos siempre se autentican con el token de SAS que se presenta en el URI con SAS recuperado de IoT Hub.

Propiedad	Descripción	Intervalo y valor predeterminado
storageEndpoints.$default.authenticationType	Controla el modo en el que IoT Hub se autentica en Azure Storage.	Los valores posibles son keyBased e identityBased. Valor predeterminado: keyBased.
storageEndpoints.$default.connectionString	Cadena de conexión a la cuenta de Azure Storage que se usará para las cargas de archivos.	Valor predeterminado: cadena vacía.
storageEndpoints.$default.containerName	Nombre del contenedor en el que se cargarán los archivos.	Valor predeterminado: cadena vacía.
storageEndpoints.$default.identity	Identidad administrada que se usará para la autenticación basada en la identidad.	Los valores posibles son `[system]` para la identidad administrada asignada por el sistema o un identificador de recurso para una identidad administrada asignada por el usuario. Este valor no se usa para la autenticación basada en una clave. Valor predeterminado: null.

Configuración de la carga de archivos

Las siguientes opciones de configuración controlan las cargas de archivos desde el dispositivo.

Propiedad	Descripción	Intervalo y valor predeterminado
storageEndpoints.$default.ttlAsIso8601	TTL predeterminado para los URI con SAS generados por IoT Hub.	Intervalo ISO_8601 de hasta 48 horas (un minuto como mínimo). Valor predeterminado: una hora.

Configuración de las notificaciones de carga de archivos

Las siguientes opciones de configuración controlan las notificaciones de carga de archivos en los servicios de back-end.

Propiedad	Descripción	Intervalo y valor predeterminado
enableFileUploadNotifications	Controla si las notificaciones de carga de archivos se escriben en el punto de conexión de notificaciones de archivo.	Bool. Valor predeterminado: False.
fileNotifications.ttlAsIso8601	TTL predeterminado para las notificaciones de carga de archivos.	Intervalo ISO_8601 de hasta 48 horas (un minuto como mínimo). Valor predeterminado: una hora.
fileNotifications.lockDuration	Duración del bloqueo de la cola de notificaciones de carga de archivos.	De 5 a 300 segundos. Valor predeterminado: 60 segundos.
fileNotifications.maxDeliveryCount	Número máximo de entregas en la cola de notificaciones de carga de archivos.	De 1 a 100. Valor predeterminado: 10

Carga de archivos mediante un SDK

En las siguientes guías paso a paso, se proporcionan instrucciones detalladas para cargar archivos usando los SDK de dispositivo y servicios IoT de Azure. Las guías muestran cómo usar Azure Portal para asociar una cuenta de almacenamiento a un centro de IoT. Las guías también contienen fragmentos de código o remiten a muestras que le guiarán a través de una carga.

Guía paso a paso	Ejemplo del SDK de dispositivo	Ejemplo del SDK de servicios
.NET	Sí	Sí
Java	Sí	Sí
Node.js	Sí	Sí
Python	Yes	No (no es compatible)

Nota

El SDK de dispositivo C utiliza una sola llamada en el cliente de dispositivo para realizar cargas de archivos. Para obtener más información, vea IoTHubDeviceClient_UploadToBlobAsync() y IoTHubDeviceClient_UploadMultipleBlocksToBlobAsync(). Estas funciones realizan todos los aspectos de la carga de archivos en una sola llamada: inician la carga, cargan el archivo en Azure Storage y se lo notifican a IoT Hub cuando se completa la carga. Esta interacción significa que, además de cualquier protocolo que el dispositivo esté utilizando para comunicarse con IoT Hub, el dispositivo también debe ser capaz de comunicarse a través de HTTPS con el almacenamiento de Azure, ya que estas funciones realizan llamadas a las API de almacenamiento de Azure.

Dispositivo: inicialización de una carga de archivos

El dispositivo llama a la API REST para crear un URI con SAS para la carga de archivos o a la API equivalente de alguno de los SDK de dispositivo para iniciar la carga de archivos.

Protocolos admitidos: HTTPS.
Punto de conexión: {iot hub}.azure-devices.net/devices/{deviceId}/files.
Método: POST

{
    "blobName":"myfile.txt"
}

Propiedad	Descripción
blobName	Nombre del blob para el que se generará el URI con SAS.

IoT Hub responde con un identificador de correlación y los elementos de un URI con SAS que el dispositivo puede usar para autenticarse en Azure Storage. Esta respuesta está sujeta a los límites y a la cuota de carga por dispositivo del centro de IoT de destino.

{
    "correlationId":"MjAyMTA3MzAwNjIxXzBiNjgwOGVkLWZjNzQtN...MzYzLWRlZmI4OWQxMzdmNF9teWZpbGUudHh0X3ZlcjIuMA==",
    "hostName":"contosostorageaccount.blob.core.windows.net",
    "containerName":"device-upload-container",
    "blobName":"mydevice/myfile.txt",
    "sasToken":"?sv=2018-03-28&sr=b&sig=mBLiODhpKXBs0y9RVzwk1S...l1X9qAfDuyg%3D&se=2021-07-30T06%3A11%3A10Z&sp=rw"
}

Propiedad	Descripción
correlationId	Identificador del dispositivo que se usará al enviar la notificación de carga de archivos completada a IoT Hub.
hostName	Nombre de host de la cuenta de Azure Storage para la cuenta de almacenamiento configurada en el centro de IoT.
containerName	Nombre del contenedor de blobs configurado en el centro de IoT.
blobName	Ubicación donde se almacenará el blob en el contenedor. El nombre tiene el siguiente formato: `{device ID of the device making the request}/{blobName in the request}`.
sasToken	Token de SAS que concede acceso de lectura y escritura en el blob con Azure Storage. IoT Hub genera y firma este token.

Cuando el dispositivo recibe la respuesta, hace lo siguiente:

Guarda el identificador de correlación para incluirlo en la notificación que se envía a IoT Hub cuando se completa la carga de archivos.
Usa las demás propiedades para crear un URI con SAS para el blob que utiliza para autenticarse en Azure Storage. El URI con SAS contiene el URI del recurso para el blob solicitado y el token de SAS. Tiene el siguiente formato: https://{hostName}/{containerName}/{blobName}{sasToken} (la propiedad sasToken de la respuesta tiene el carácter "?" al principio). Las llaves no se incluyen.

Por ejemplo, para los valores devueltos en la muestra anterior, el URI con SAS es, https://contosostorageaccount.blob.core.windows.net/device-upload-container/mydevice/myfile.txt?sv=2018-03-28&sr=b&sig=mBLiODhpKXBs0y9RVzwk1S...l1X9qAfDuyg%3D&se=2021-07-30T06%3A11%3A10Z&sp=rw

Para obtener más información sobre el URI con SAS y el token de SAS, consulte Creación de una SAS de servicio en la documentación de Azure Storage.

Dispositivo: carga de archivos con las API de Azure Storage

El dispositivo usa las API de REST de Azure Blob Storage o las API equivalentes del SDK de Azure Storage para cargar el archivo en el blob de Azure Storage.

Protocolos admitidos: HTTPS.

En el ejemplo siguiente, se muestra una solicitud Put Blob para crear o actualizar un pequeño blob en bloques. Tenga en cuenta que el URI que se usa para esta solicitud es el URI con SAS devuelto por IoT Hub en la sección anterior. El encabezado x-ms-blob-type indica que esta solicitud es para un blob en bloques. Si la solicitud se realiza correctamente, Azure Storage devuelve 201 Created.

PUT https://contosostorageaccount.blob.core.windows.net/device-upload-container/mydevice/myfile.txt?sv=2018-03-28&sr=b&sig=mBLiODhpKXBs0y9RVzwk1S...l1X9qAfDuyg%3D&se=2021-07-30T06%3A11%3A10Z&sp=rw HTTP/1.1
Content-Length: 11
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Host: contosostorageaccount.blob.core.windows.net
x-ms-blob-type: BlockBlob

hello world

El trabajo con las API de Azure Storage está fuera del ámbito de este artículo. Además de las API REST de Azure Blob Storage para las que se incluyen vínculos en esta sección, puede explorar la siguiente documentación como ayuda para comenzar:

Si desea obtener más información sobre cómo trabajar con blobs en Azure Storage, consulte la documentación de Azure Blob Storage.
Para obtener información sobre el uso de los SDK de cliente de Azure Storage para cargar blobs, vea Referencia de la API de Azure Blob Storage.

Dispositivo: notificación a IoT Hub de que se ha completado una carga de archivos

El dispositivo llama a la API REST para actualizar el estado de la carga de archivos o a la API equivalente de alguno de los SDK de dispositivo cuando se completa la carga de archivos. El dispositivo debe actualizar el estado de la carga de archivos en IoT Hub, independientemente de si la carga se realiza correctamente o no.

Protocolos admitidos: HTTPS.
Punto de conexión: {iot hub}.azure-devices.net/devices/{deviceId}/files/notifications.
Método: POST

{
    "correlationId": "MjAyMTA3MzAwNjIxXzBiNjgwOGVkLWZjNzQtN...MzYzLWRlZmI4OWQxMzdmNF9teWZpbGUudHh0X3ZlcjIuMA==",
    "isSuccess": true,
    "statusCode": 200,
    "statusDescription": "File uploaded successfully"
}

Propiedad	Descripción
correlationId	Identificador de correlación recibido en la solicitud del URI con SAS inicial.
isSuccess	Valor booleano que indica si la carga de archivos se ha realizado correctamente.
statusCode	Entero que representa el código de estado de la carga de archivos. Normalmente, son tres dígitos; por ejemplo, 200 o 201.
statusDescription	Descripción del estado de la carga de archivos.

Cuando IoT Hub recibe una notificación de que se ha completado una carga de archivos del dispositivo, hace lo siguiente:

Desencadena una notificación de carga de archivos que se le envía a los servicios de back-end si están configuradas las notificaciones de carga de archivos.
Libera los recursos asociados a la carga de archivos. Si no recibe ninguna notificación, IoT Hub mantiene los recursos hasta que expira el período de vida (TTL) del URI con SAS asociado a la carga.

Servicio: notificaciones de carga de archivos

Si las notificaciones de carga de archivos están activadas en IoT Hub, este genera un mensaje de notificación para los servicios de back-end cuando recibe una notificación de que se ha completado una carga de archivos de un dispositivo. IoT Hub entrega estas notificaciones de carga de archivos a través de un punto de conexión al que tienen acceso los servicios. La semántica de recepción de las notificaciones de carga de archivos es la misma que para los mensajes de nube a dispositivo y tiene el mismo ciclo de vida del mensaje. Los SDK de servicio exponen API para controlar las notificaciones de carga de archivos.

Protocolos admitidos: AMQP, AMQP-WS.
Punto de conexión: {iot hub}.azure-devices.net/messages/servicebound/fileuploadnotifications.
Método: GET

Cada mensaje recuperado del punto de conexión de notificaciones de carga de archivos es un registro JSON con las siguientes propiedades:

{
    "deviceId":"mydevice",
    "blobUri":"https://contosostorageaccount.blob.core.windows.net/device-upload-container/mydevice/myfile.txt",
    "blobName":"mydevice/myfile.txt",
    "lastUpdatedTime":"2021-07-31T00:26:50+00:00",
    "blobSizeInBytes":11,
    "enqueuedTimeUtc":"2021-07-31T00:26:51.5134008Z"
}

Propiedad	Descripción
enqueuedTimeUtc	Marca de tiempo que indica cuándo se creó la notificación.
deviceId	Identificador del dispositivo que cargó el archivo.
blobUri	URI del archivo cargado.
blobName	Nombre del archivo cargado. El nombre tiene el siguiente formato: `{device ID of the device}/{name of the blob}`.
lastUpdatedTime	Marca de tiempo que indica cuándo se actualizó por última vez el archivo.
blobSizeInBytes	Entero que representa el tamaño del archivo cargado en bytes.

Los servicios pueden usar las notificaciones para administrar las cargas. Por ejemplo, pueden desencadenar su propio procesamiento de los datos de blob o el procesamiento de estos datos con otros servicios de Azure, o bien guardar en un registro las notificaciones de carga de archivos para revisarlas más adelante.

Pasos siguientes

Guías paso a paso de carga de archivos
Configuración de cargas de archivos de IoT Hub mediante Azure Portal
Compatibilidad de IoT Hub con identidades administradas
Documentación de Azure Blob Storage
En SDK de dispositivo y servicio IoT de Azure se muestran los diversos SDK de lenguaje que puede usar para desarrollar aplicaciones para dispositivo y de servicio que interactúen con IoT Hub.

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