In dit artikel wordt een implementatiestempelstrategie besproken ter ondersteuning van het omhoog schalen van het aantal verbonden apparaten in een IoT-oplossing (Internet of Things). In het artikel wordt ook gedetailleerd beschreven hoe u IoT-apparaten en -toepassingen tussen implementatiestempels implementeert.
De implementatiestempelstrategie voor IoT-oplossingen is gebaseerd op het ontwerppatroon Implementatiestempel . Implementatiestempels zijn eenheden die bestaan uit heterogene onderdelen die ondersteuning bieden voor een gedefinieerde apparaatpopulatie. Met implementatiestempels worden het aantal verbonden IoT-apparaten omhoog geschaald door stempels te repliceren in plaats van onafhankelijk verschillende onderdelen van een oplossing op te schalen.
Voordelen van implementatiestempels:
- Plaats en distribueer apparaten op basis van criteria zoals geografische afhankelijkheid, levenscyclus of releasestatus.
- Bevat storings- of servicedegradatieeffecten voor specifieke stempels.
- Implementeer nieuwe functies, mogelijkheden en architectonische wijzigingen in specifieke stempels die deze kunnen ondersteunen.
- Ondersteuning voor apparaatbeheer van meerdere generatie door mogelijkheden en services uit te lijnen op opgegeven apparaatpopulaties.
- Een schaal- en kostenmodel bieden op basis van stempels voor voorspelbare groei.
Architectuur voor ioT-implementatiestempels
Een Visio-bestand van deze architectuur downloaden.
In het voorgaande diagram ziet u een implementatiestempelstrategie voor Azure IoT. Met deze oplossing worden atomische stempels gebouwd die elk bestaan uit:
- Een Azure IoT Hub
- Eindpunten routeren zoals Azure Event Hubs
- Verwerkingsonderdelen
Stempels moeten altijd worden ontworpen ter ondersteuning van expliciete capaciteiten. Als u het juiste aantal apparaten wilt bepalen dat moet worden ondersteund, moet u overwegen hoeveel communicatieverkeer u van de apparaten wilt verwachten. In deze oplossing ondersteunt elke stempel optimaal een gedefinieerde apparaatpopulatie van 1.000 tot 1.000.000 apparaten. Naarmate de apparaatpopulatie toeneemt, kunnen toegevoegde stempelinstanties de groei opvangen.
Apparaten en toepassingen verplaatsen tussen stempels
Implementatiestempels zijn bedoeld voor atomische implementatie, maar soms moet u apparaatpopulaties tussen stempels verplaatsen. U moet bijvoorbeeld het volgende doen:
- Verplaats apparaatpopulaties van testzegels naar productiestempels als onderdeel van een releasecyclus.
- Verplaats apparaten en gebruikers naar een andere stempel als onderdeel van storingsherstel in een scenario met hoge beschikbaarheid.
- Taakverdeling om apparaatpopulaties gelijkmatiger over stempels te verdelen.
Apparaten verplaatsen tussen hubs
Als de stempelonderdelen alleen apparaat-naar-cloudgedrag omvatten, is het verplaatsen van apparaten tussen hubs voldoende om de apparaten van het ene stempel naar het andere te migreren. Azure IoT Device Provisioning Service (DPS) biedt een manier om apparaten te verplaatsen tussen IoT Hub-exemplaren. Als u DPS wilt gebruiken in een stempelstrategie, moet u de terminologie en concepten van IoT Hub Device Provisioning Service (DPS) begrijpen.
Notitie
DPS maakt gebruik van registratie-id's, terwijl IoT Hub apparaat-id's gebruikt. Deze id's zijn vaak dezelfde waarde, maar kunnen verschillen. Wanneer u apparaten opvraagt of beheert met de DPS-API's, moet u de registratie-id's gebruiken.
Apparaten en toepassingen verplaatsen tussen zelfstandige stempels
Als implementatiestempels web-front-ends of API-toepassingen bevatten die communiceren via IoT Hub, moeten deze onderdelen ook migreren naar nieuwe hubs om door te gaan met de communicatie met de apparaten die zijn verplaatst. U kunt hele toepassingen en apparaten verplaatsen tussen stempels.
Wanneer elke stempel een end-to-end-toepassing omvat, kan Azure Traffic Manager verkeer van de ene stempel naar de andere verplaatsen. Deze strategie omvat het maken van meerdere stempels, elk met de hele toepassing met een eigen URL. Volledige populaties van apparaten en toepassingsgebruikers gaan van het ene stempel naar het andere.
Deze volledig zelfstandige strategie is:
- Eenvoudig te implementeren.
- Geschikt als onderdeel van een strategie voor hoge beschikbaarheid.
- Handig voor het migreren van apparaten en gebruikers van testomgevingen naar productieomgevingen.
Een Visio-bestand van deze architectuur downloaden.
In het bovenstaande diagram ziet u het proces voor het verplaatsen van een set apparaten van Stempel 1 naar Stempel 2:
- Apparaten verkrijgen het IoT Hub-eindpunt via DPS als het niet bekend is of niet meer geldig is.
- Wanneer apparaten worden verplaatst naar Stempel 2, wijst Traffic Manager de toepassings-URL naar het exemplaar van Toepassing 2.
- DPS verplaatst een hele set apparaten van de ene stempel naar de andere.
- Elke toepassingsstempel bevat de front-end van de toepassing en verwijst naar de IoT Hub die overeenkomt met die stempel.
Apparaten verplaatsen tussen stempels achter één app-gateway
Wanneer een front-end van één toepassing ondersteuning biedt voor meerdere apparaatstempels, moet de front-end van de toepassing de apparaat-naar-hub-toewijzing dynamisch bijwerken om cloud-naar-apparaatcommunicatie te onderhouden. Gateways kunnen een cachingmechanisme gebruiken voor toewijzing van apparaten naar verschillende stempels en IoT Hubs. Serviceclients kunnen een gedeelde opzoekroutine gebruiken om apparaatoproepen dynamisch te detecteren en te migreren naar nieuwe IoT Hubs.
Een Visio-bestand van deze architectuur downloaden.
In dit model gebruikt de gateway een cache om apparaten toe te wijzen aan IoT Hubs en de standaardinstellingen voor het eindpunt in de cache. Als de gateway een fout ontvangt die niet is gevonden, wordt de DPS Service SDK gebruikt om een query uit te voeren op afzonderlijke apparaatinschrijving en te bepalen welke IoT Hub het apparaat nu gebruikt. De gateway werkt vervolgens de cache bij met de nieuwe toewijzing.
Hier volgen enkele overwegingen voor deze strategie:
Tijdens het opslaan in cache in een gedeelde zoekactie voorkomt u dat er bij elke aanroep opnieuw eindpunten worden gebruikt, is het mogelijk dat het cache-eindpunt mislukt. Een secundair cache- of terugvalplan voor opnieuw onderhandelen met DPS kan de betrouwbaarheid van de oplossing verbeteren.
Als de apparaatinschrijving wordt uitgevoerd, is het apparaat niet bereikbaar. Gebruik een DPS-API zoals Apparaatregistratiestatus ophalen om de toegewezen IoT Hub en de huidige inschrijvingsstatus van het apparaat op te halen.
In het geval van alleen het apparaat worden apparaten losgekoppeld van de IoT Hub wanneer ze van de ene stempel naar de andere gaan. In het geval van toepassing naar apparaat treedt de fout op wanneer de app het apparaat probeert te bereiken via de IoT Hub.
Medewerkers
Dit artikel wordt onderhouden door Microsoft. De tekst is oorspronkelijk geschreven door de volgende Inzenders.
Hoofdauteur:
- Jason Wadsworth | Principal Software Engineer
Volgende stappen
- IoT-apparaten, -platformen en -toepassingen
- Opdrachten voor IoT-toepassing naar apparaat
- Ontwerppatroon implementatiestempels