Installare il software e configurare le risorse per l'esercitazione

Articolo
10/18/2023

Importante

SQL Edge di Azure non supporta più la piattaforma ARM64.

In questa esercitazione in tre parti si creerà un modello di Machine Learning per stimare le impurità del minerale di ferro come percentuale di silice e quindi si distribuirà il modello in SQL Edge di Azure. Nella prima parte si installerà il software necessario e si distribuiranno le risorse di Azure.

Prerequisiti

Se non hai una sottoscrizione di Azure, crea un account gratuito.
Installare Visual Studio 2019 con
- Azure IoT Edge Tools
- Sviluppo multipiattaforma .NET Core
- Strumenti di sviluppo contenitori
Installare Azure Data Studio
Aprire Azure Data Studio e configurare Python per i notebook. Per informazioni dettagliate, vedere Configurare Python per i notebook. Questo passaggio può richiedere alcuni minuti.
Installare la versione più recente dell'interfaccia della riga di comando di Azure. Per gli script seguenti è necessaria la versione più recente di Azure PowerShell (3.5.0, febbraio 2020).
Impostare l'ambiente per eseguire e testare la soluzione IoT Edge ed effettuarne il debug installando Azure IoT EdgeHub Dev Tool.
Installazione di Docker.

Distribuire le risorse di Azure usando lo script PowerShell

Distribuire le risorse di Azure richieste da questa esercitazione su SQL Edge di Azure. Queste risorse possono essere distribuite usando uno script di PowerShell o tramite il portale di Azure. Questa esercitazione usa uno script PowerShell.

Nota

Questo articolo usa la versione più recente dell'estensione Azure IoT, denominata azure-iot. La versione legacy viene chiamata azure-cli-iot-ext. Deve essere installata solo una versione alla volta. È possibile usare il comando az extension list per convalidare le estensioni attualmente installate.

Usare az extension remove --name azure-cli-iot-ext per rimuovere la versione legacy dell'estensione.

Usare az extension add --name azure-iot per aggiungere la nuova versione dell'estensione.

Per visualizzare le estensioni installate, usare az extension list.

Importare i moduli necessari per eseguire lo script PowerShell in questa esercitazione.

Import-Module Az.Accounts -RequiredVersion 1.7.3
Import-Module -Name Az -RequiredVersion 3.5.0
Import-Module Az.IotHub -RequiredVersion 2.1.0
Import-Module Az.Compute -RequiredVersion 3.5.0
az extension add --name azure-iot
az extension add --name azure-cli-ml

Dichiarare le variabili richieste dallo script PowerShell.

$ResourceGroup = "<name_of_the_resource_group>"
$IoTHubName = "<name_of_the_IoT_hub>"
$location = "<location_of_your_Azure_Subscription>"
$SubscriptionName = "<your_azure_subscription>"
$NetworkSecGroup = "<name_of_your_network_security_group>"
$StorageAccountName = "<name_of_your_storage_account>"

Dichiarare le variabili rimanenti.

$IoTHubSkuName = "S1"
$IoTHubUnits = 4
$EdgeDeviceId = "IronOrePredictionDevice"
$publicIpName = "VMPublicIP"
$imageOffer = "iot_edge_vm_ubuntu"
$imagePublisher = "microsoft_iot_edge"
$imageSku = "ubuntu_1604_edgeruntimeonly"
$AdminAcc = "iotadmin"
$AdminPassword = ConvertTo-SecureString "IoTAdmin@1234" -AsPlainText -Force
$VMSize = "Standard_DS3"
$NetworkName = "MyNet"
$NICName = "MyNIC"
$SubnetName = "MySubnet"
$SubnetAddressPrefix = "10.0.0.0/24"
$VnetAddressPrefix = "10.0.0.0/16"
$MyWorkSpace = "SQLDatabaseEdgeDemo"
$containerRegistryName = $ResourceGroup + "ContRegistry"

Per iniziare a creare asset, accedere ad Azure.
```
Login-AzAccount

az login
```

Impostare l'ID sottoscrizione di Azure.

Select-AzSubscription -Subscription $SubscriptionName
az account set --subscription $SubscriptionName

Crea il gruppo di risorse se non esiste già.

$rg = Get-AzResourceGroup -Name $ResourceGroup
if($rg -eq $null)
{
    Write-Output("Resource Group $ResourceGroup does not exist, creating Resource Gorup")
    New-AzResourceGroup -Name $ResourceGroup -Location $location
}
else
{
    Write-Output ("Resource Group $ResourceGroup exists")
}

Creare l'account di archiviazione e il contenitore dell'account di archiviazione nel gruppo di risorse.

$sa = Get-AzStorageAccount -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName
if ($sa -eq $null)
{
    New-AzStorageAccount -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName -SkuName Standard_LRS -Location $location -Kind Storage
    $sa = Get-AzStorageAccount -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName
    $storageKey = Get-AzStorageAccountKey -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $StorageAccountName
    $storageContext = New-AzStorageContext -StorageAccountName $StorageAccountName -StorageAccountKey $storageKey[0].Value
    New-AzStorageContainer -Name "sqldatabasedacpac" -Context $storageContext
}
else
{
   Write-Output ("Storage Account $StorageAccountName exists in Resource Group $ResourceGroup")
}

Caricare il file dacpac del database nell'account di archiviazione e generare un URL di firma di accesso condiviso per il BLOB. Prendere nota dell'URL di firma di accesso condiviso per il BLOB dacpac del database.

$file = Read-Host "Please Enter the location to the zipped Database DacPac file:"
Set-AzStorageBlobContent -File $file -Container "sqldatabasedacpac" -Blob "SQLDatabasedacpac.zip" -Context $sa.Context
$DacpacFileSASURL = New-AzStorageBlobSASToken -Container "sqldatabasedacpac" -Blob "SQLDatabasedacpac.zip" -Context $sa.Context -Permission r -StartTime (Get-Date).DateTime -ExpiryTime (Get-Date).AddMonths(12) -FullUri

Creare un registro contenitori di Azure in questo gruppo di risorse.

$containerRegistry = Get-AzContainerRegistry -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $containerRegistryName
if ($containerRegistry -eq $null)
{
    New-AzContainerRegistry -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $containerRegistryName -Sku Standard -Location $location -EnableAdminUser
    $containerRegistry = Get-AzContainerRegistry -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $containerRegistryName
}
else
{
    Write-Output ("Container Registry $containerRegistryName exists in Resource Group $ResourceGroup")
}

Creare il gruppo di sicurezza di rete nel gruppo di risorse.

$nsg = Get-AzNetworkSecurityGroup -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $NetworkSecGroup
if($nsg -eq $null)
{
    Write-Output("Network Security Group $NetworkSecGroup does not exist in the resource group $ResourceGroup")

    $rule1 = New-AzNetworkSecurityRuleConfig -Name "SSH" -Description "Allow SSH" -Access Allow -Protocol Tcp -Direction Inbound -Priority 100 -SourceAddressPrefix Internet -SourcePortRange * -DestinationAddressPrefix * -DestinationPortRange 22
    $rule2 = New-AzNetworkSecurityRuleConfig -Name "SQL" -Description "Allow SQL" -Access Allow -Protocol Tcp -Direction Inbound -Priority 101 -SourceAddressPrefix Internet -SourcePortRange * -DestinationAddressPrefix * -DestinationPortRange 1600
    New-AzNetworkSecurityGroup -Name $NetworkSecGroup -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -SecurityRules $rule1, $rule2

    $nsg = Get-AzNetworkSecurityGroup -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $NetworkSecGroup
}
else
{
    Write-Output ("Network Security Group $NetworkSecGroup exists in the resource group $ResourceGroup")
}

Creare una macchina virtuale di Azure abilitata con SQL Edge. Questa macchina virtuale funge da dispositivo Perimetrale.

$AzVM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $EdgeDeviceId
If($AzVM -eq $null)
{
    Write-Output("The Azure VM with Name- $EdgeVMName is not present in the Resource Group- $ResourceGroup ")

    $SingleSubnet = New-AzVirtualNetworkSubnetConfig -Name $SubnetName -AddressPrefix $SubnetAddressPrefix
    $Vnet = New-AzVirtualNetwork -Name $NetworkName -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -AddressPrefix $VnetAddressPrefix -Subnet $SingleSubnet
    $publicIp = New-AzPublicIpAddress -Name $publicIpName -ResourceGroupName $ResourceGroup -AllocationMethod Static -Location $location
    $NIC = New-AzNetworkInterface -Name $NICName -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -SubnetId $Vnet.Subnets[0].Id -NetworkSecurityGroupId $nsg.Id -PublicIpAddressId $publicIp.Id

    ##Set-AzNetworkInterfaceIpConfig -Name "ipconfig1"  -NetworkInterface $NIC -PublicIpAddress $publicIp

    $Credential = New-Object System.Management.Automation.PSCredential ($AdminAcc, $AdminPassword);

    $VirtualMachine = New-AzVMConfig -VMName $EdgeDeviceId -VMSize $VMSize
    $VirtualMachine = Set-AzVMOperatingSystem -VM $VirtualMachine -Linux -ComputerName $EdgeDeviceId -Credential $Credential
    $VirtualMachine = Add-AzVMNetworkInterface -VM $VirtualMachine -Id $NIC.Id
    $VirtualMachine = Set-AzVMSourceImage -VM $VirtualMachine -PublisherName $imagePublisher -Offer $imageOffer -Skus $imageSku -Version latest
    $VirtualMachine = Set-AzVMPlan -VM $VirtualMachine -Name $imageSku -Publisher $imagePublisher -Product $imageOffer

    $AzVM = New-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroup -Location $location -VM $VirtualMachine -Verbose
    $AzVM = Get-AzVM -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $EdgeDeviceId

}
else
{
    Write-Output ("The Azure VM with Name- $EdgeDeviceId is present in the Resource Group- $ResourceGroup ")
}

Creare un hub IoT nel gruppo di risorse.

$iotHub = Get-AzIotHub -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $IoTHubName
If($iotHub -eq $null)
{
    Write-Output("IoTHub $IoTHubName does not exists, creating The IoTHub in the resource group $ResourceGroup")
    New-AzIotHub -ResourceGroupName $ResourceGroup -Name $IoTHubName -SkuName $IoTHubSkuName -Units $IoTHubUnits -Location $location -Verbose
}
else
{
    Write-Output ("IoTHub $IoTHubName present in the resource group $ResourceGroup")
}

Aggiungere un dispositivo perimetrale all'hub IoT. Questo passaggio crea solo l'identità digitale del dispositivo.

$deviceIdentity = Get-AzIotHubDevice -ResourceGroupName $ResourceGroup -IotHubName $IoTHubName -DeviceId $EdgeDeviceId
If($deviceIdentity -eq $null)
{
    Write-Output("The Edge Device with DeviceId- $EdgeDeviceId is not registered to the IoTHub- $IoTHubName ")
    Add-AzIotHubDevice -ResourceGroupName $ResourceGroup -IotHubName $IoTHubName -DeviceId $EdgeDeviceId -EdgeEnabled
}
else
{
    Write-Output ("The Edge Device with DeviceId- $EdgeDeviceId is registered to the IoTHub- $IoTHubName")
}
$deviceIdentity = Get-AzIotHubDevice -ResourceGroupName $ResourceGroup -IotHubName $IoTHubName -DeviceId $EdgeDeviceId

Ottenere il stringa di connessione primario del dispositivo, necessario in un secondo momento per la macchina virtuale. Il comando seguente usa l'interfaccia della riga di comando di Azure per le distribuzioni.

$deviceConnectionString = az iot hub device-identity connection-string show --device-id $EdgeDeviceId --hub-name $IoTHubName --resource-group $ResourceGroup --subscription $SubscriptionName
$connString = $deviceConnectionString[1].Substring(23,$deviceConnectionString[1].Length-24)
$connString

Aggiornare la stringa di connessione nel file di configurazione di IoT Edge sul dispositivo perimetrale. I comandi seguenti usano l'interfaccia della riga di comando di Azure per le distribuzioni.
```
$script = "/etc/iotedge/configedge.sh '" + $connString + "'"
az vm run-command invoke -g $ResourceGroup -n $EdgeDeviceId  --command-id RunShellScript --script $script
```
Creare un'area di lavoro di Azure Machine Learning nel gruppo di risorse.
```
az ml workspace create -w $MyWorkSpace -g $ResourceGroup
```

Passaggi successivi

Configurare i moduli e le connessioni IoT Edge

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