Учебник. Мониторинг устройств IoT Edge

Область применения: IoT Edge 1.5

Внимание

IoT Edge 1.5 LTS является поддерживаемым выпуском. IoT Edge 1.4 LTS заканчивается жизнью с 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:

• Узнайте, какие метрики используют устройства IoT Edge и как модуль сборщика метрик обрабатывает их.
• развертывание модуля сборщика метрик на устройстве IoT Edge;
• просмотр проверенных визуализаций метрик, собранных на устройстве.

Необходимые компоненты

Требуется устройство IoT Edge с развернутым модулем имитированного 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 зависит от двух модулей, называемых модулями среды выполнения, которые управляют жизненным циклом и обменом данными всех других модулей на устройстве. Эти модули являются 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 выполнение устройства IoT Edge или отдельных модулей. Агент IoT Edge сообщает о состоянии отдельных модулей и хост-устройства, поэтому он создает метрики, такие как время правильного выполнения модуля, или объем ОЗУ и процент ЦП, используемого на устройстве. Центр IoT Edge сообщает об обмене данными на устройстве, поэтому он создает метрики, такие как общее количество отправленных и полученных сообщений, или время, необходимое для разрешения прямого метода. Полный список доступных метрик см. в разделе Доступ к встроенным метрикам.

Оба модуля автоматически предоставляют эти метрики, поэтому вы можете создавать собственные решения для доступа к ним и отчета. Чтобы упростить этот процесс, корпорация Майкрософт предоставляет модуль azureiotedge-metrics-collector, который обрабатывает этот процесс, если у вас нет или требуется пользовательское решение. Модуль сборщика метрик собирает метрики из двух модулей среды выполнения и любых других модулей, которые вы хотите отслеживать, и отправляет их с устройства.

Модуль сборщика метрик отправляет метрики в облако одним из двух способов. Первый вариант, используемый в этом руководстве, отправляет метрики непосредственно в Log Analytics. Второй вариант рекомендуется использовать только в том случае, если сетевые политики требуют его. Он отправляет метрики через Центр Интернета вещей, а затем настраивает маршрут для передачи сообщений метрик в Log Analytics. Так или иначе, как только метрики попадут в рабочую область Log Analytics, их можно просмотреть с помощью рабочих книг Azure Monitor.

Создание рабочей области Log Analytics

Рабочая область Log Analytics необходима для сбора данных метрик, использования языка запросов и интеграции с Azure Monitor для мониторинга устройств.

1. Войдите на портал Azure.

2. Найдите рабочие области Log Analytics и выберите их.

3. Нажмите кнопку "Создать", а затем следуйте инструкциям по созданию новой рабочей области.

4. Когда рабочая область будет готова, выберите Перейти к ресурсу.

5. В главном меню в разделе "Параметры" выберите "Агенты".

6. Скопируйте значения идентификатора рабочей области и первичного ключа в инструкции агента Log Analytics. Эти значения используются далее в руководстве для настройки модуля сборщика метрик для отправки метрик в эту рабочую область.

Получение идентификатора ресурса центра Интернета вещей

При настройке модуля сборщика метрик введите идентификатор ресурса Azure Resource Manager для центра Интернета вещей. Получай этот ID сейчас.

1. На портале Azure перейдите в центр Интернета вещей.

2. В разделе Параметры выберите Свойства.

3. Скопируйте значение параметра Идентификатор ресурса. Формат — /subscriptions/<subscription_id>/resourceGroups/<resource_group_name>/providers/Microsoft.Devices/IoTHubs/<iot_hub_name>.

Развертывание модуля сборщика метрик

Разверните модуль сборщика метрик на каждом устройстве, которое вы хотите отслеживать. Он выполняется на устройстве, как и любой другой модуль, и проверяет назначенные конечные точки для сбора и отправки метрик в облако.

Выполните следующие действия, чтобы развернуть и настроить модуль сборщика.

1. Войдите на портал Azure, а затем перейдите в центр Интернета вещей.

1.В разделе "Управление устройствами" выберите "Устройства".

1. Выберите идентификатор устройства целевого устройства в списке устройств IoT Edge, чтобы открыть страницу сведений об устройстве.

2. В строке меню выберите "Задать модули".

3. Первым шагом развертывания модулей на портале является объявление того, какие модули находятся на устройстве. Если вы используете то же устройство, которое создали в кратком руководстве, SimulatedTemperatureSensor уже отображается в списке. В противном случае добавьте его.

   1. В разделе модулей IoT Edge нажмите кнопку "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

4. Добавьте и настройте модуль сборщика метрик.

   1. Выберите "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

   Чтобы использовать другую версию или архитектуру модуля сборщика метрик, найдите доступные образы в Реестре артефактов Майкрософт.

   1. Перейдите на вкладку "Переменные среды ".

   2. Добавьте следующие переменные среды текстового типа:

      Имя.	Значение
      ResourceId (Идентификатор ресурса)	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.

   Чтобы отправлять метрики через Центр Интернета вещей, добавьте маршрут в восходящий поток, аналогичный FROM /messages/modules/< FROM_MODULE_NAME >/* INTO $upstream. В этом руководстве метрики отправляются непосредственно в Log Analytics, поэтому этот маршрут не нужен.

5. Выберите "Рецензирование" и "Создать ", чтобы продолжить развертывание модулей.

6. Щелкните Создать, чтобы завершить развертывание.

После завершения развертывания модулей вернитесь на страницу сведений об устройстве, где вы увидите четыре модуля, указанные в разделе "Указанное в развертывании". Это может занять несколько минут, чтобы все четыре модуля были перечислены как "Сообщается устройством", что означает, что они начали и сообщили о своем состоянии в Центр Интернета вещей. Обновите страницу, чтобы посмотреть последнее состояние.

Отслеживание работоспособности устройства

Чтобы ваши книги мониторинга устройств стали доступны для просмотра, может потребоваться до 15 минут. После развертывания модуля сборщика метрик он начинает отправлять сообщения метрик в Log Analytics, где они организованы в таблице. Идентификатор ресурса вашего Центра Интернета вещей связывает полученные метрики с правильным центром. В результате подготовленные рабочие книги IoT Edge извлекают метрики, отправляя запрос к таблице метрик с использованием 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 задать пороговые значения для состояния устройства и отображать сводные данные основных метрик для каждого устройства.
• В книге Подробности об устройстве показаны визуализации для обмена сообщениями, модулей и хоста. Представление "Сообщения" визуализирует маршруты сообщений для устройства и сообщает об общей работоспособности системы обмена сообщениями. В представлении модулей показано, как выполняются отдельные модули на устройстве. Информационное представление узла показывает информацию об устройстве узла, включая данные о версиях компонентов узла и использовании ресурсов.
• В рабочей книге "Оповещения" отображаются оповещения для устройств в разных IoT-ресурсах.

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

Рабочая книга управления устройствами отображает все ваши устройства и позволяет выбрать конкретные устройства для просмотра их статуса работоспособности. Выполните следующие действия, чтобы изучить визуализации книги:

1. Перейдите на страницу Центра Интернета вещей на портале Azure.

2. В главном меню прокрутите вниз до раздела Мониторинг и выберите Рабочие книги.

   

3. Выберите книгу "Представление флота".

4. Вы видите ваше устройство, на котором запущен модуль сбора метрик. Устройство отображается либо как работоспособное, либо как неработоспособное.

5. Выберите имя устройства, чтобы просмотреть подробные метрики.

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

   

7. Закройте книгу моментальных снимков работоспособности. В книге представления парка выберите рабочие книги, чтобы вернуться в галерею рабочих книг.

Изучение книги сведений об устройстве

Книга сведений об устройстве содержит сведения о производительности отдельного устройства. Выполните следующие действия, чтобы изучить визуализации книги:

1. В галерее рабочих книг выберите документ деталей устройства IoT Edge.

2. Первая страница книги данных об устройстве — это режим обмена сообщениями с выбранной вкладкой маршрутизации.

   Слева в таблице показаны маршруты на устройстве, упорядоченные по конечной точке. Для этого устройства входящая конечная точка, термин, означающий маршрутизацию в IoT Hub, получает сообщения от выхода temperatureOutput модуля имитированного датчика температуры.

   В правой части диаграммы отображается количество подключенных клиентов с течением времени. Выберите и перетащите граф, чтобы изменить диапазон времени.

   

3. Перейдите на вкладку График, чтобы просмотреть другую визуализацию маршрутов. На странице графа перетащите концы, чтобы изменить порядок графа. Эта функция помогает при наличии множества маршрутов для визуализации.

   

4. На вкладке работоспособности отображаются все проблемы с обменом сообщениями, например удаленные сообщения или отключенные клиенты.

5. Выберите представление модулей , чтобы просмотреть состояние всех модулей, развернутых на устройстве. Выберите модуль, чтобы просмотреть сведения об использовании ЦП и памяти.

   

6. Выберите представление узла , чтобы просмотреть сведения об устройстве узла, включая ее операционную систему, версию управляющей программы IoT Edge и использование ресурсов.

Просмотр журналов модулей

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

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

   

2. Страница устранения неполадок открывается на журналах edgeAgent от устройства IoT Edge. Если выбрать определенный диапазон времени в книге сведений об устройстве, этот параметр передается на страницу устранения неполадок.

3. Используйте раскрывающееся меню для переключения в журналы других модулей, работающих на устройстве, и нажмите кнопку "Перезапустить", чтобы перезапустить модуль.

   

Вы также можете получить доступ к странице сведений об устранении неполадок устройства IoT Edge. Дополнительные сведения см. в статье Устранение неполадок устройств IoT Edge на портале Azure.

Следующие шаги

По мере работы с остальными учебными руководствами сохраняйте модуль сборщика метрик на устройствах и вернитесь к этим рабочим материалам, чтобы увидеть, как изменяется информация при добавлении более сложных модулей и маршрутизации.

Перейдите к следующему руководству, чтобы настроить среду разработчика и начать развертывание пользовательских модулей на устройствах.

Разработка модулей Azure IoT Edge с помощью Visual Studio Code