¿Qué es la administración de recursos en Operaciones de IoT de Azure?

En operaciones de IoT de Azure, una tarea clave es administrar los recursos que forman los elementos de su solución. Este artículo:

• Define qué recursos están en el contexto de operaciones de Azure IoT.
• Proporciona información general sobre los servicios que se usan para administrar los recursos.
• Explica los casos de uso más comunes para los servicios.

Descripción de recursos

Los recursos son un elemento principal de una solución de operaciones de Azure IoT. En Azure IoT Operations, un recurso es una entidad lógica que se crea para representar un recurso real. Un recurso de operaciones Azure IoT puede emitir telemetría y eventos. Estas instancias de recursos lógicos se usan para hacer referencia a los recursos reales en el entorno perimetral industrial.

Los recursos se conectan a instancias de Azure IoT Operations a través de puntos de conexión de recursos, que son los servidores de OPC UA que tienen conexiones de entrada sur a uno o varios recursos.

Descripción de los servicios para administrar recursos

Operaciones de IoT de Azure incluye varios servicios que le ayudan a administrar los recursos.

En el diagrama siguiente se programa la arquitectura de alto nivel de operaciones de IoT de Azure. Los servicios que se usan para administrar recursos se resaltan en rojo:

• La experiencia de operaciones es una interfaz de usuario web que le permite crear y configurar recursos en la solución. La interfaz de usuario web simplifica la tarea de administrar recursos y es el servicio recomendado para administrar los recursos.
• Registro de dispositivos de Azure es un servicio de back-end que habilita la administración de activos en la nube y en el borde. Device Registry proyecta recursos definidos en el entorno perimetral como recursos de Azure en la nube. Proporciona un único registro unificado para que todas las aplicaciones y servicios que interactúan con los recursos puedan conectarse a un único origen. Device Registry también administra la sincronización entre los recursos de la nube y los recursos como recursos personalizados en Kubernetes en el perímetro.
• El registro de esquema es un servicio que le permite definir y administrar el esquema de los recursos. Los flujos de datos usan esquemas para deserializar y serializar mensajes.
• El conector para OPC UA es un servicio de entrada de datos y traducción de protocolos que permite a las operaciones de Azure IoT introducir datos de sus recursos. El agente recibe telemetría y eventos de los recursos y publica los datos en temas del servicio MQTT broker. El agente se basa en el estándar OPC UA ampliamente utilizado.
• El conector de medios (versión preliminar) es un servicio que pone a disposición de otros componentes de Operaciones de IoT de Azure los medios procedentes de orígenes de elementos multimedia, como las cámaras conectadas en el borde.
• El conector para ONVIF (versión preliminar) es un servicio que descubre y registra recursos de ONVIF, como cámaras. El conector le permite administrar y controlar los recursos de ONVIF, como las cámaras conectadas a su clúster.

Creación y administración de recursos de forma remota

Las siguientes tareas son útiles para los equipos de operaciones en sectores como el sector, el comercio minorista y el estado:

• Creación de recursos de forma remota
• Para acceder a los datos de recursos, suscríbase a eventos y etiquetas de OPC UA
• Administración de orígenes de elementos multimedia conectados, como cámaras

La interfaz de usuario web de experiencia de operaciones permite a los equipos de operaciones realizar estas tareas en una interfaz web simplificada. La experiencia de operaciones usa los demás servicios descritos anteriormente para completar estas tareas. También puede usar la CLI de operaciones de Azure IoT para administrar recursos mediante el conjunto de comandos az iot ops asset.

La experiencia de operaciones usa el conector para OPC UA para intercambiar datos con servidores locales de OPC UA. Los servidores OPC UA son aplicaciones de software que se comunican con recursos. El conector de OPC UA expone lo siguiente:

• Etiquetas de OPC UA que representan puntos de datos. Las etiquetas de OPC UA proporcionan datos históricos o en tiempo real sobre el recurso, y puede configurar la frecuencia con la que muestrear el valor de etiqueta.
• Eventos de OPC UA que representan cambios de estado. Los eventos de OPC UA proporcionan información de estado en tiempo real para los recursos que le permiten configurar alarmas y notificaciones.

La experiencia de operaciones usa el conector de medios y el conector para ONVIF para administrar orígenes de elementos multimedia como las cámaras. El conector de medios le permite acceder a orígenes de elementos multimedia como las cámaras conectadas al borde. El conector para ONVIF descubre y registra recursos de ONVIF como las cámaras conectadas a su clúster.

La experiencia de operaciones permite a los usuarios crear recursos y suscribirse a etiquetas de OPC UA en una interfaz fácil de usar. Los usuarios pueden crear recursos personalizados proporcionando detalles y configuraciones de recursos. Los usuarios pueden crear o importar definiciones de etiquetas y eventos, suscribirse a ellas y asignarlas a un recurso.

Almacenamiento de recursos como recursos de Azure en un registro centralizado

Cuando crea un recurso en la experiencia de operaciones o usando la extensión de la CLI de Operaciones de IoT de Azure, ese recurso se define en el Registro de dispositivos de Azure.

Device Registry proporciona un único registro para dispositivos y recursos en todas las aplicaciones que se ejecutan en la nube o en el perímetro. En la nube, los recursos se crean como recursos de Azure, que proporcionan funcionalidades de administración sobre ellos, como organizar recursos con grupos de recursos y etiquetas. En el borde, el Registro de dispositivos de Azure crea un recurso personalizado de Kubernetes para cada dispositivo y mantiene sincronizadas las dos representaciones de los dispositivos.

El Registro de dispositivos proporciona varias capacidades que ayudan a los equipos a administrar recursos:

• Registro unificado. El Registro de dispositivos sirve como origen único de verdad para los metadatos del recurso. Tener un único registro le ofrece una manera de acceder a los recursos y administrarlos en Azure, asociados y aplicaciones de cliente que se ejecutan en la nube o en el perímetro.
• Recursos como recursos de Azure. Dado que el Registro de dispositivos proyecta los recursos como verdaderos recursos de Azure, puede administrarlos mediante las características y los servicios de Azure establecidos. Las empresas pueden usar Azure Resource Manager, el servicio nativo de implementación y administración de Azure, con recursos industriales. Azure Resource Manager proporciona funcionalidades como grupos de recursos, etiquetas, controles de acceso basados en rol (RBAC), directivas, registro y auditoría.
• Administración en la nube de recursos. Puede administrar recursos mediante la experiencia de operaciones o mediante las API de Azure y las herramientas de administración, como Azure Resource Graph. Independientemente del método que use para administrar recursos, los cambios realizados en la nube se sincronizan con el perímetro y se exponen como recursos personalizados en el clúster de Kubernetes.

Por ejemplo, el siguiente conjunto de capturas de pantalla muestra un único recurso, en este caso un termostato, visto tanto en herramientas de administración en la nube como en un clúster de operaciones de Azure IoT. En la primera captura de pantalla se muestra el recurso termostato en la experiencia de operaciones:

En esta captura de pantalla se muestra el mismo recurso termostato en Azure Portal:

Y la captura de pantalla final muestra el mismo recurso termostato que un recurso personalizado de Kubernetes:

Uso de un estándar de intercambio de datos común para la solución perimetral

Un requisito clave en entornos industriales es para un estándar común o protocolo para el intercambio de datos de máquina a máquina y máquina a nube. Mediante el uso de un protocolo de intercambio de datos ampliamente admitido, puede simplificar el proceso para habilitar que diversos recursos industriales intercambien datos entre sí, con cargas de trabajo que se ejecutan en el clúster de Kubernetes y con la nube. OPC UA es una especificación para una arquitectura orientada a servicios independiente de la plataforma que habilita el intercambio de datos en entornos industriales.

Un entorno industrial que usa el estándar OPC UA incluye los siguientes elementos básicos de OPC UA:

• Un servidor OPC UA se basa en el software basado en la especificación de OPC UA que se comunica con los recursos y proporciona los servicios principales de OPC UA a esos recursos.
• Un cliente de OPC UA. Un cliente de OPC UA es software que interactúa con un servidor OPC UA en un patrón de red de solicitud y respuesta. Un cliente de OPC UA se conecta a los servidores de OPC UA y envía solicitudes de acciones como lecturas y escrituras en elementos de datos.

El conector para OPC UA es un cliente de OPC UA que permite la entrada de datos de los servidores de OPC UA en la solución perimetral basada en el estándar OPC UA. El conector para OPC UA se instala como parte de Operaciones de IoT de Azure. Opcionalmente, puede instalar un servidor de simulación de OPC UA, que le permite probar y usar el servicio.

Detección automática de recursos

Los servicios de Akri le permiten implementar y configurar protocolos de conectividad, como OPC UA y ONVIF, en el borde. Los servicios de Akri usan los recursos de activos y puntos de conexión de activos en el Registro de dispositivos de Azure para modelar las diferentes conexiones de dispositivos y protocolos de su entorno.

Los servicios de Akri simplifican el proceso de creación de recursos mediante la incorporación automática de activos con conjuntos de datos preconfigurados y puntos de conexión de activos generados por los conectores para representar capacidades y dispositivos en la red.

Actualmente:

• La interfaz de usuario web de la experiencia de operaciones no le permite configurar los servicios y escenarios de Akri.
• Los conectores no ejercen las capacidades de detección de los servicios Akri.