Учебник. Мониторинг устройств IoT Edge

Область применения: IoT Edge 1.5 IoT Edge 1.4

Внимание

Поддерживаются выпуски IoT Edge 1.5 LTS и IoT Edge 1.4 LTS. IoT Edge 1.4 LTS заканчивается жизнью 12 ноября 2024 года. Если вы используете более ранний выпуск, см. статью Обновление IoT Edge.

Книги Azure Monitor можно использовать для мониторинга работоспособности и производительности развертываний Azure IoT Edge.

В этом руководстве описано следующее:

• метрики, которыми делятся устройства IoT Edge, и их обработка модулем сборщика;
• развертывание модуля сборщика метрик на устройстве IoT Edge;
• просмотр проверенных визуализаций метрик, собранных на устройстве.

Необходимые компоненты

Устройство IoT Edge с развернутым имитируемым модулем датчика температуры. Если устройство еще не подготовлено, выполните действия, описанные в разделе Развертывание первого модуля IoT Edge на виртуальном устройстве Linux, чтобы создать его с помощью виртуальной машины.

Сведения о метриках IoT Edge

Каждое устройство IoT Edge полагается на два модуля среды выполнения, которые управляют жизненным циклом и обменом данными между всеми остальными модулями на устройстве. Эти модули называются агентом IoT Edge и центром IoT Edge. Дополнительные сведения об этих модулях см. в статье Общие сведения о среде выполнения Azure IoT Edge и ее архитектуре.

Оба модуля среды выполнения создают метрики, позволяющие удаленно отслеживать работу устройства IoT Edge или его отдельных модулей. Агент IoT Edge регистрирует состояние отдельных модулей и главного устройства, поэтому создает такие метрики, как продолжительность работы модуля или объем ОЗУ и процент использования ЦП на устройстве. Центр IoT Edge регистрирует обмен данными на устройстве, поэтому создает такие метрики, как общее число отправленных и полученных сообщений или время на разрешение прямого метода. Полный список доступных метрик см. в разделе Доступ к встроенным метрикам.

Оба модуля автоматически предоставляют эти метрики, благодаря чему вы можете создавать собственные решения для доступа к ним и создания соответствующих отчетов. Чтобы упростить этот процесс, корпорация Майкрософт предоставляет модуль azureiotedge-metrics-collector, который обрабатывает его, пользователям, которые не имеют или не хотят использовать настраиваемое решение. Модуль сборщика метрик собирает метрики из двух модулей среды выполнения и всех остальных модулей, мониторинг которых может потребоваться, и переносит их с устройства.

Модуль сборщика метрик отправляет метрики в облако одним из двух способов. Первый вариант, который мы будем использовать в рамках данного учебника, — отправка метрик непосредственно в Log Analytics. Второй вариант, который рекомендуется использовать только в том случае, если этого требуют политики сети, — отправка метрик через центр Интернета вещей и последующая настройка маршрута для передачи сообщений метрики в Log Analytics. В любом случае при попадании в рабочую область Log Analytics метрики становятся доступными для просмотра в книгах Azure Monitor.

Создание рабочей области Log Analytics

Рабочая область Log Analytics необходима для сбора данных метрик. Она предоставляет язык запросов и интеграцию с Azure Monitor для обеспечения возможности мониторинга устройств.

1. Войдите на портал Azure.

2. Найдите и выберите пункт Рабочие области Log Analytics.

3. Нажмите Создать и следуйте инструкциям на экране, чтобы создать рабочую область.

4. Создав рабочую область, выберите Перейти к ресурсу.

5. В разделе Параметры главного меню выберите Управление агентами.

6. Скопируйте значения из полей Идентификатор рабочей области и Первичный ключ. Далее в этом учебнике эти два значения будут использоваться для настройки модуля сборщика метрик для отправки метрик в эту рабочую область.

Получение идентификатора ресурса центра Интернета вещей

При настройке модуля сборщика метрик вы присваиваете ему идентификатор ресурса Azure Resource Manager для центра Интернета вещей. Получите этот идентификатор.

1. Найдите нужный Центр Интернета вещей на портале Azure.

2. Выберите Свойства в меню слева, в разделе Параметры.

3. Скопируйте значение параметра Идентификатор ресурса. Оно должно быть в таком формате: /subscriptions/<subscription_id>/resourceGroups/<resource_group_name>/providers/Microsoft.Devices/IoTHubs/<iot_hub_name>.

Развертывание модуля сборщика метрик

Разверните модуль сборщика метрик на всех устройствах, которые необходимо отслеживать. Он выполняется на устройстве так же, как и любой другой модуль, и отслеживает назначенные ему конечные точки для сбора и отправки метрик в облако.

Выполните следующие действия, чтобы развернуть и настроить модуль сборщика.

1. Войдите на портал Azure и перейдите к своему центру Интернета вещей.

2. В меню слева выберите "Устройства" в меню "Управление устройствами ".

3. Выберите идентификатор целевого устройства из списка устройств IoT Edge, чтобы открыть страницу сведений об устройстве.

4. В верхней строке меню выберите "Задать модули".

5. Первый этап развертывания модулей на портале — объявление модулей, которые должны присутствовать на устройстве. Если вы используете устройство, созданное при прохождении краткого руководства, в списке должно присутствовать устройство SimulatedTemperatureSensor. В противном случае добавьте его.

   1. В разделе модулей IoT Edge выберите "Добавить", а затем выберите "Модуль IoT Edge".

   2. Обновите следующие параметры модуля:

      Параметр	Значение
      Имя модуля Интернета вещей	SimulatedTemperatureSensor
      URI образа	mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:latest
      Политика перезапуска	всегда
      Требуемое состояние	выполняется

   3. Нажмите кнопку "Далее": маршруты для продолжения настройки маршрутов.

   4. Добавьте маршрут, который отправляет все сообщения из имитированного модуля температуры в Центр Интернета вещей.

      Параметр	Значение
      Имя.	SimulatedTemperatureSensorToIoTHub
      Значение	FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO $upstream

6. Добавьте и настройте модуль сборщика метрик.

   1. Нажмите кнопку "Добавить", а затем выберите модуль IoT Edge.

   2. Найдите и выберите Сборщик метрик IoT Edge.

   3. Обновите следующие параметры модуля:

      Параметр	Значение
      Имя модуля Интернета вещей	IoTEdgeMetricsCollector
      URI образа	mcr.microsoft.com/azureiotedge-metrics-collector:latest
      Политика перезапуска	всегда
      Требуемое состояние	выполняется

   Если вы хотите использовать другую версию или архитектуру модуля сборщика метрик, найдите доступные образы в Реестр артефактов Microsoft.

   1. Откройте вкладку Переменные среды.

   2. Добавьте следующие переменные среды текстового типа:

      Имя.	Значение
      ResourceId	Идентификатор ресурса центра Интернета вещей, полученный в предыдущем разделе.
      UploadTarget	AzureMonitor
      LogAnalyticsWorkspaceId	Идентификатор рабочей области Log Analytics, полученный в предыдущем разделе.
      LogAnalyticsSharedKey	Ключ Log Analytics, полученный в предыдущем разделе.

      Дополнительные сведения о параметрах переменной среды см. в разделе конфигурации сборщика метрик.

   3. Щелкните Применить, чтобы сохранить изменения.

   Примечание.

   Если вы хотите, чтобы модуль сборщика отправлял метрики через Центр Интернета вещей, вы добавите маршрут для вышестоящего потока, аналогичного FROM /messages/modules/< FROM_MODULE_NAME >/* INTO $upstream. Однако в этом руководстве мы отправим метрики непосредственно в Log Analytics. Поэтому это не нужно.

7. Нажмите Просмотр и создание, чтобы перейти к последнему этапу развертывания модулей.

8. Щелкните Создать, чтобы завершить развертывание.

После завершения развертывания модуля откроется страница сведений об устройстве, на которой в списке Указано в развертывании представлено четыре модуля. Отображение всех четырех модулей в списке Зарегистрированные устройством может занять несколько секунд. Это означает, что они успешно запущены и сообщили о своем состоянии в центр Интернета вещей. Обновите страницу, чтобы посмотреть последнее состояние.

Отслеживание работоспособности устройства

Подготовка книг отслеживания устройства к просмотру может занять до 15 минут. После развертывания модуль сборщика метрик начинает отправку сообщений метрик в Log Analytics, где они упорядочиваются в таблице. Указанный идентификатор ресурса центра Интернета вещей привязывает принятые метрики к концентратору, к которому они относятся. В результате проверенные книги IoT Edge могут получать метрики путем запроса к таблице метрик с помощью идентификатора ресурса.

Azure Monitor предоставляет для Интернета вещей три шаблона книг по умолчанию.

• Книга "Представление парка" показывает работоспособность устройств в нескольких ресурсах Интернета вещей. Представление позволяет настраивать пороговые значения для определения работоспособности устройства и представления агрегатов основных метрик на устройство.
• Книга сведений об устройстве предоставляет визуализации вокруг трех категорий: обмен сообщениями, модули и узел. Представление "Сообщения" визуализирует маршруты сообщений для устройства и сообщает об общей работоспособности системы обмена сообщениями. В представлении "Модули" показано, как выполняются отдельные модули на устройстве. В представлении "Узел" отображаются сведения об узле устройства, включая сведения о версии для его компонентов и использования ресурсов.
• В представлении книги "Оповещения" отображаются оповещения для устройств в нескольких ресурсах Интернета вещей.

Изучите книги "Представление парка устройств" и "Моментальные снимки работоспособности".

Книга "Представление парка устройств" содержит все устройства и позволяет выбирать конкретные устройства для просмотра моментальных снимков их работоспособности. Чтобы изучить визуализации книги, выполните следующие действия.

1. Вернитесь на страницу центра Интернета вещей на портале Azure.

2. Прокрутите главное меню вниз до раздела Мониторинг и выберите Книги.

   

3. Выберите книгу "Представление флота".

4. Вы должны увидеть свое устройство, на котором выполняется модуль сборщика метрик. Устройство отображается либо как работоспособное, либо как неработоспособное.

5. Выберите имя устройства, чтобы просмотреть подробные метрики с устройства.

6. На любой из диаграмм времени используйте значки со стрелками под осей X или выберите диаграмму и перетащите курсор, чтобы изменить диапазон времени.

   

7. Закройте книгу моментальных снимков работоспособности. Чтобы вернуться к коллекции книг, выберите Книги в книге "Представление парка устройств".

Изучение книги сведений об устройстве

Книга сведений об устройстве содержит сведения о производительности отдельного устройства. Чтобы изучить визуализации книги, выполните следующие действия.

1. В коллекции книг выберите книгу Сведения об устройстве IoT Edge.

2. Первая страница книги сведений об устройстве — это представление обмена сообщениями, на котором выбрана вкладка Маршрутизация.

   В левой части таблицы отображаются маршруты на устройстве, упорядоченные по конечным точкам. Для нашего устройства отображается вышестоящая конечная точка (это специальный термин, используемый для маршрутизации в Центр Интернета вещей), которая получает сообщения от выходных данных temperatureOutput имитируемого модуля датчика температуры.

   В правой части графика ведется отслеживание количества подключенных клиентов с течением времени. Вы можете выбрать и перетащить граф, чтобы изменить диапазон времени.

   

3. Перейдите на вкладку График, чтобы просмотреть другую визуализацию маршрутов. На странице "График" можно перестроить график путем перетаскивания различных конечных точек. Эта функция полезна при наличии слишком большого для визуализации количества маршрутов.

   

4. Вкладка Работоспособность содержит сведения о любых проблемах с обменом сообщениями, например о пропущенных сообщениях или отключенных клиентах.

5. Выберите представление Модули, чтобы просмотреть состояние всех модулей, развернутых на устройстве. Можно выбрать каждый из модулей, чтобы просмотреть сведения о том, сколько ресурсов ЦП и памяти они используют.

   

6. Выберите представление Узел, чтобы просмотреть сведения о главном устройстве, включая его операционную систему, версию управляющей программы IoT Edge и использование ресурсов.

Просмотр журналов модулей

После просмотра метрик для устройства может потребоваться подробное изучение отдельных модулей. IoT Edge поддерживает устранение неполадок на портале Azure с помощью функции журнала модуля в реальном времени.

1. В книге "Сведения об устройстве" выберите Устранение неполадок в реальном времени.

   

2. Страница устранения неполадок открывается на журналах edgeAgent от устройства IoT Edge. При выборе конкретного диапазона времени в книге "Сведения об устройстве" этот параметр передается на страницу устранения неполадок.

3. С помощью раскрывающегося меню перейдите к журналам других модулей, выполняющихся на устройстве. Нажмите кнопку Перезапустить, чтобы перезапустить модуль.

   

Со страницы сведений об устройстве IoT Edge также можно получить доступ к странице устранения неполадок. Дополнительные сведения см. в статье Устранение неполадок устройств IoT Edge на портале Azure.

Следующие шаги

Пока вы проходите все остальные учебники, не удаляйте модуль сборщика метрик с устройств и возвращайтесь к этим книгам, чтобы посмотреть, как меняется информация по мере добавления более сложных модулей и маршрутизации.

Перейдите к следующему учебнику, в котором вам предстоит настроить среду разработки и начать развертывание пользовательских модулей на устройствах.

Разработка модулей Azure IoT Edge с помощью Visual Studio Code