Mulai Cepat: Menjalankan Operasional Azure IoT di GitHub Codespace dengan K3s

Dalam mulai cepat ini, Anda menyebarkan Operasional Azure IoT ke kluster Kubernetes dengan dukungan Azure Arc sehingga Anda dapat mengelola perangkat dan beban kerja dari jarak jauh. Di akhir panduan memulai cepat, Anda memiliki kluster yang dapat Anda kelola dari cloud. Panduan cepat lainnya dalam seri end-to-end ini dibangun berdasarkan ini untuk menentukan aset sampel, alur pemrosesan data, dan visualisasi.

Sebelum Anda mulai

Rangkaian panduan cepat ini dimaksudkan untuk membantu Anda memulai dengan Operasional Azure IoT secepat mungkin sehingga Anda dapat mengevaluasi skenario menyeluruh. Dalam lingkungan pengembangan atau produksi yang sebenarnya, beberapa tim bekerja sama melakukan tugas-tugas ini dan beberapa tugas mungkin memerlukan izin yang ditingkatkan.

Untuk mendapatkan pengalaman pengguna baru terbaik, kami menyarankan menggunakan akun gratis Azure agar Anda memiliki izin pemilik atas sumber daya di panduan memulai cepat ini.

Kami menggunakan GitHub Codespaces sebagai lingkungan virtual untuk mulai cepat ini sehingga Anda dapat menguji skenario tanpa menginstal alat baru di komputer Anda sendiri. Jika Anda ingin mempelajari cara menerapkan Operasional Azure IoT ke kluster lokal pada Ubuntu atau Azure Kubernetes Service (AKS), lihat Siapkan kluster Kubernetes dengan Azure Arc, tetapi hal itu tidak diperlukan untuk panduan mulai cepat ini.

Penting

Codespace mudah disiapkan dengan cepat dan dirobek nanti, tetapi tidak cocok untuk produksi, evaluasi performa, atau pengujian skala. Gunakan GitHub Codespaces hanya untuk eksplorasi.

Lingkungan Codespace cukup untuk menyelesaikan langkah-langkah mulai cepat, tetapi tidak mendukung konfigurasi tingkat lanjut seperti pengaturan aman. Lihat skrip ini di GitHub untuk penerapan yang siap untuk produksi dengan pengaturan yang aman.

Prasyarat

Sebelum memulai, siapkan prasyarat berikut:

• Langganan Azure. Jika Anda tidak memiliki langganan Azure, buat langganan secara gratis sebelum Memulai.

• Akun GitHub.

• Visual Studio Code diinstal pada komputer pengembangan Anda. Untuk informasi selengkapnya, lihat Unduh Visual Studio Code.

• Microsoft. Izin otorisasi/roleAssignments/write di tingkat grup sumber daya.

• Azure CLI diinstal pada komputer pengembangan Anda. Periksa ekstensi Azure CLI yang tersedia untuk versi minimum yang diperlukan untuk ekstensi connectedk8s. Gunakan az --version untuk memeriksa versi Anda dan az upgrade untuk memperbarui jika perlu. Untuk informasi selengkapnya, lihat Install Azure CLI.

• Ekstensi connectedk8s untuk Azure CLI. Gunakan perintah berikut untuk menambahkan ekstensi atau memperbaruinya ke versi terbaru:

  az extension add --upgrade --name connectedk8s
  

Masalah apa yang akan kita pecahkan?

Operasional Azure IoT adalah rangkaian layanan data yang berjalan pada kluster Kubernetes. Anda ingin kluster ini dikelola dari jarak jauh dari cloud, dan dapat berkomunikasi dengan sumber daya dan titik akhir cloud dengan aman. Kami mengatasi masalah ini dengan tugas-tugas berikut dalam panduan memulai cepat ini:

1. Buat kluster Kubernetes di GitHub Codespaces.
2. Sambungkan kluster ke Azure Arc untuk manajemen jarak jauh.
3. Buat registri skema.
4. Sebarkan Operasional Azure IoT ke kluster Anda.

Membuat kluster

Di bagian ini, Anda membuat kluster baru.

Codespace Azure-Samples/explore-iot-operations telah dikonfigurasi sebelumnya dengan:

• K3s berjalan di K3d untuk kluster Kubernetes ringan
• Azure CLI
• Kubectl untuk mengelola sumber daya Kubernetes
• Alat berguna lainnya seperti Helm dan k9s

Untuk membuat codespace dan kluster Anda, gunakan langkah-langkah berikut:

1. Buat codespace di GitHub Codespaces.

   Buat ruang kode explore-iot-operations

2. Berikan rahasia yang direkomendasikan berikut untuk codespace Anda:

   Pengaturan	Nilai
   ID_LANGGANAN	ID langganan Azure Anda.
   GRUP_SUMBERDAYA	Nama untuk grup sumber daya Azure baru tempat kluster Anda akan dibuat.
   TEMPAT	Wilayah Azure dekat dengan Anda. Untuk daftar wilayah yang saat ini didukung, lihat Wilayah yang didukung.

   Petunjuk / Saran

   Nilai yang Anda berikan sebagai rahasia dalam langkah ini disimpan di akun GitHub Anda untuk digunakan di Codespace ini dan yang akan datang. Variabel ditambahkan sebagai variabel lingkungan di terminal codespace, dan Anda dapat menggunakan variabel lingkungan tersebut dalam perintah CLI di bagian berikutnya.

   Selain itu, codespace ini membuat CLUSTER_NAME variabel lingkungan yang diatur dengan nama codespace.

3. Pilih Buat ruang kerja kode baru.

4. Setelah codespace siap, pilih tombol menu di kiri atas, lalu pilih Buka di Visual Studio Code Desktop.

   

5. Jika diminta, instal ekstensi codespace GitHub untuk Visual Studio Code dan masuk ke GitHub.

6. Di Visual Studio Code, pilih View>Terminal.

   Gunakan terminal ini untuk menjalankan semua perintah CLI untuk mengelola kluster Anda.

Penting

Codespace dalam artikel ini menggunakan instans komputasi 8-core. Ini dapat berdampak pada anggaran Anda jika Anda menjaga codespace tetap berjalan untuk waktu yang lama. Untuk menghindari biaya tak terduga, pastikan untuk menghentikan Codespace Anda jika Anda berhenti sejenak dalam waktu yang lama di antara artikel-artikel dalam panduan mulai cepat ini. Anda dapat memulai ulang ketika Anda siap untuk melanjutkan. Untuk informasi selengkapnya, lihat Menghentikan dan memulai codespace.

Menyambungkan kluster ke Azure Arc

Untuk menyambungkan kluster Anda ke Azure Arc:

1. Di terminal codespace Anda, masuk ke Azure CLI:

   az login
   

   Petunjuk / Saran

   Jika Anda menggunakan lingkungan codespace GitHub di browser alih-alih VS Code desktop, menjalankan az login mengembalikan kesalahan localhost. Untuk memperbaiki kesalahan, Anda dapat melakukan salah satu dari berikut ini:

   • Buka codespace di desktop VS Code, lalu kembali ke terminal browser dan jalankan az loginulang .
   • Atau, setelah Anda mendapatkan kesalahan localhost di browser, salin URL dari browser dan jalankan curl "<URL>" di tab terminal baru. Anda akan melihat respons JSON dengan pesan "Anda telah masuk ke Microsoft Azure!"

2. Setelah masuk, Azure CLI menampilkan semua langganan Anda dan menunjukkan langganan default Anda dengan tanda bintang *. Untuk melanjutkan langganan default Anda, pilih Enter. Jika tidak, ketik jumlah langganan Azure yang ingin Anda gunakan.

3. Daftarkan penyedia sumber daya yang diperlukan di langganan Anda:

   Petunjuk / Saran

   Langkah ini hanya perlu dijalankan sekali per langganan. Untuk mendaftarkan penyedia sumber daya, Anda memerlukan izin untuk melakukan operasi /register/action, yang disertakan dalam peran Kontributor dan Pemilik langganan. Untuk informasi selengkapnya, lihat penyedia sumber daya Azure dan jenis-jenisnya.

   az provider register -n "Microsoft.ExtendedLocation"
   az provider register -n "Microsoft.Kubernetes"
   az provider register -n "Microsoft.KubernetesConfiguration"
   az provider register -n "Microsoft.IoTOperations"
   az provider register -n "Microsoft.DeviceRegistry"
   az provider register -n "Microsoft.SecretSyncController"
   az provider register -n "Microsoft.Storage"
   az provider register -n "Microsoft.Insights"
   

4. Gunakan perintah az group create untuk membuat grup sumber daya di langganan Azure Anda untuk menyimpan semua sumber daya:

   az group create --location $LOCATION --resource-group $RESOURCE_GROUP
   

5. Gunakan perintah az connectedk8s connect untuk mengaktifkan Arc pada kluster Kubernetes Anda dan mengelolanya sebagai bagian dari grup sumber daya Azure Anda.

   az connectedk8s connect --name $CLUSTER_NAME --location $LOCATION --resource-group $RESOURCE_GROUP
   

   Petunjuk / Saran

   Nilai $CLUSTER_NAME secara otomatis disetel ke nama ruang kode Anda. Ganti variabel lingkungan jika Anda ingin menggunakan nama yang berbeda.

6. Dapatkan objectId aplikasi Microsoft Entra ID yang digunakan layanan Azure Arc di penyewa Anda dan simpan sebagai variabel lingkungan. Jalankan perintah berikut persis seperti yang ditulis, tanpa mengubah nilai GUID.

   export OBJECT_ID=$(az ad sp show --id bc313c14-388c-4e7d-a58e-70017303ee3b --query id -o tsv)
   

7. Gunakan perintah az connectedk8s enable-features untuk mengaktifkan dukungan lokasi kustom pada kluster Anda. Perintah ini menggunakan objectId aplikasi Microsoft Entra ID yang digunakan layanan Azure Arc.

   az connectedk8s enable-features -n $CLUSTER_NAME -g $RESOURCE_GROUP --custom-locations-oid $OBJECT_ID --features cluster-connect custom-locations
   

Menginstal versi terbaru az iot ops

Panduan cepat ini menggunakan versi terbaru dari Operasional Azure IoT. Untuk menginstal versi terbaru, Anda memerlukan versi terbaru ekstensi CLI Operasional Azure IoT:

az extension add --upgrade --name azure-iot-ops

Membuat akun penyimpanan dan registri skema

Registri skema adalah repositori yang disinkronkan yang menyimpan definisi pesan baik di cloud maupun di tepi. Operasional Azure IoT memerlukan registri skema pada kluster Anda. Registri skema memerlukan akun penyimpanan Azure untuk informasi skema yang disimpan di cloud.

Perintah untuk membuat registri skema di bagian ini memerlukan Microsoft.Authorization/roleAssignments/write izin di tingkat grup sumber daya. Izin ini digunakan untuk memberi registri skema peran kontributor sehingga dapat menulis ke akun penyimpanan.

Jalankan perintah CLI berikut di terminal Codespaces Anda.

1. Atur variabel lingkungan untuk sumber daya yang Anda buat di bagian ini.

   Pengganti sementara	Nilai
   <STORAGE_ACCOUNT_NAME>	Nama untuk akun penyimpanan Anda. Panjang nama akun penyimpanan harus antara 3 dan 24 karakter dan hanya berisi angka dan huruf kecil.
   <SCHEMA_REGISTRY_NAME>	Nama untuk registri skema Anda. Nama registri skema hanya dapat berisi angka, huruf kecil, dan tanda hubung.
   <SCHEMA_REGISTRY_NAMESPACE>	Nama untuk namespace registri skema Anda. Registri skema dalam suatu penyewa diidentifikasi secara unik oleh namespace. Nama namespace registri skema hanya dapat berisi angka, huruf kecil, dan tanda hubung.

   STORAGE_ACCOUNT=<STORAGE_ACCOUNT_NAME>
   SCHEMA_REGISTRY=<SCHEMA_REGISTRY_NAME>
   SCHEMA_REGISTRY_NAMESPACE=<SCHEMA_REGISTRY_NAMESPACE>
   

2. Buat akun penyimpanan dengan namespace hierarki yang diaktifkan.

   az storage account create --name $STORAGE_ACCOUNT --location $LOCATION --resource-group $RESOURCE_GROUP --enable-hierarchical-namespace
   

3. Buat registri skema yang tersambung ke akun penyimpanan Anda. Perintah ini juga membuat kontainer blob bernama skema di akun penyimpanan.

   az iot ops schema registry create --name $SCHEMA_REGISTRY --resource-group $RESOURCE_GROUP --registry-namespace $SCHEMA_REGISTRY_NAMESPACE --sa-resource-id $(az storage account show --name $STORAGE_ACCOUNT -o tsv --query id)
   

Membuat namespace Azure Device Registry

Operasional Azure IoT dan Azure Device Registry menggunakan namespace untuk mengatur aset dan perangkat. Setiap instans Operasional Azure IoT menggunakan satu namespace layanan untuk aset dan perangkatnya.

Jalankan perintah CLI berikut untuk membuat namespace Azure Device Registry.

az iot ops ns create -n myqsnamespace -g $RESOURCE_GROUP

Mengoperasikan Operasi IoT Azure

Di bagian ini, Anda mengonfigurasi kluster dengan dependensi untuk komponen Operasional Azure IoT Anda, lalu menyebarkan Operasional Azure IoT.

Jalankan perintah CLI berikut di terminal Codespaces Anda.

1. Inisialisasi kluster Anda untuk Operasional Azure IoT.

   Petunjuk / Saran

   Perintah init hanya perlu dijalankan sekali per kluster.

   az iot ops init --cluster $CLUSTER_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP
   

   Perintah ini mungkin memerlukan waktu beberapa menit untuk diselesaikan. Anda dapat melihat kemajuan proses penyebaran di tampilan terminal.

2. Sebarkan Operasi Azure IoT. Perintah ini mencakup konektor opsional untuk OPC UA yang Anda gunakan dalam panduan cepat berikutnya.

   az iot ops create --cluster $CLUSTER_NAME --resource-group $RESOURCE_GROUP --name ${CLUSTER_NAME}-instance --sr-resource-id $(az iot ops schema registry show --name $SCHEMA_REGISTRY --resource-group $RESOURCE_GROUP -o tsv --query id) --ns-resource-id $(az iot ops ns show --name myqsnamespace --resource-group $RESOURCE_GROUP -o tsv --query id) --broker-frontend-replicas 1 --broker-frontend-workers 1  --broker-backend-part 1  --broker-backend-workers 1 --broker-backend-rf 2 --broker-mem-profile Low  --feature opcua.mode=Stable
   

   Perintah ini mungkin memerlukan waktu beberapa menit untuk diselesaikan. Anda dapat melihat kemajuan proses penyebaran di tampilan terminal.

   Jika Anda mendapatkan pesan kesalahan yang berbunyi perangkat Anda harus dikelola agar bisa mengakses sumber daya Anda, jalankan az login lagi dan pastikan Anda masuk secara interaktif menggunakan browser.

Melihat sumber daya dalam kluster

Setelah penyebaran selesai, Anda dapat menggunakan perintah kubectl untuk mengamati perubahan pada kluster atau, karena kluster diaktifkan Arc, Anda dapat menggunakan portal Azure.

Untuk melihat pod pada kluster Anda, jalankan perintah berikut:

kubectl get pods -n azure-iot-operations

Untuk melihat sumber daya Anda di portal Azure, gunakan langkah-langkah berikut:

1. Di portal Azure, buka grup sumber daya yang berisi instans Operasional Azure IoT Anda atau cari dan pilih Operasional Azure IoT.

2. Pilih nama instans Operasional Azure IoT Anda.

3. Pada halaman Gambaran Umum instans Anda, pilih tab Ringkasan sumber daya untuk melihat status provisi sumber daya yang disebarkan ke kluster Anda.

   

Bagaimana kita memecahkan masalah?

Dalam panduan memulai cepat ini, Anda mengonfigurasi kluster Kubernetes yang diaktifkan dengan Arc sehingga dapat berinteraksi dengan aman dengan komponen Operasional Azure IoT Anda. Kemudian, Anda menyebarkan komponen tersebut ke kluster Anda. Untuk skenario pengujian ini, Anda memiliki satu kluster Kubernetes yang berjalan di Codespaces. Namun, dalam skenario produksi, Anda dapat menggunakan langkah yang sama untuk menyebarkan beban kerja ke banyak kluster di banyak situs.

Membersihkan sumber daya

Jika Anda melanjutkan ke mulai cepat berikutnya, simpan semua sumber daya Anda.

Jika Anda berhenti sejenak sebelum melanjutkan ke panduan memulai cepat berikutnya, kami sarankan untuk menghentikan Codespace Anda guna menghindari biaya yang tidak perlu. Untuk informasi selengkapnya, lihat Menghentikan dan memulai codespace.

Jika Anda ingin menghapus semua sumber daya yang Anda buat untuk panduan singkat ini, hapus grup sumber daya Azure yang berisi kluster tersambung Azure Arc dan sumber daya lain yang digunakan dalam panduan singkat ini. Kemudian hapus codespace dan rahasia yang Anda buat untuk itu dari GitHub. Untuk menghapus codespace dan rahasia Anda, lihat Menghapus codespace dan Menghapus rahasia.

Langkah selanjutnya

Mulai cepat: Mengonfigurasi kluster Anda