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Linux에서 대칭 키를 사용하여 대규모로 IoT Edge 디바이스 만들기 및 프로비전

  • 아티클

적용 대상: 예 아이콘 IoT Edge 1.1

Important

IoT Edge 1.1 지원 종료일은 2022년 12월 13일이었습니다. 이 제품, 서비스, 기술 또는 API가 지원되는 방법에 대한 정보는 Microsoft 제품 수명 주기를 확인하세요. 최신 버전의 IoT Edge로 업데이트하는 방법에 대한 자세한 내용은 업데이트 IoT Edge를 참조하세요.

이 문서에서는 대칭 키를 사용하여 하나 이상의 Linux IoT Edge 디바이스를 자동 프로비전하기 위한 엔드투엔드 지침을 제공합니다. Azure IoT Hub DPS(Device Provisioning Service)를 사용하여 Azure IoT Edge 디바이스를 자동으로 프로비전할 수 있습니다. 자동 프로비전 프로세스에 익숙하지 않은 경우 계속하기 전에 프로비전 개요를 검토하세요.

작업은 다음과 같습니다.

  1. 단일 디바이스에 대한 개별 등록 또는 디바이스 세트에 대한 그룹 등록을 만듭니다.
  2. IoT Edge 런타임을 설치하고 IoT Hub에 연결합니다.

대칭 키 증명은 디바이스 프로비저닝 서비스 인스턴스로 디바이스를 인증하는 간단한 방법입니다. 이 증명 방법은 디바이스 프로비저닝을 처음 사용하는 개발자나 엄격한 보안 요구 사항이 없는 개발자를 위한 "Hello World" 환경을 나타냅니다. TPM 또는 X.509 인증서를 사용하는 디바이스 증명은 더욱 안전하며, 보다 엄격한 보안 요구 사항에 사용해야 합니다.

필수 조건

클라우드 리소스

  • 활성 IoT 허브
  • IoT 허브에 연결된 Azure의 IoT Hub Device Provisioning Service 인스턴스

디바이스 요구 사항

IoT Edge 디바이스가 될 실제 또는 가상 Linux 디바이스입니다.

각 디바이스를 식별하려면 고유한 등록 ID를 정의해야 합니다. 디바이스에서 MAC 주소, 일련 번호 또는 고유 정보를 사용할 수 있습니다. 이 예제에서는 등록 ID에 대한 sn-007-888-abc-mac-a1-b2-c3-d4-e5-f6 문자열을 형성하는 MAC 주소와 일련 번호의 조합을 사용합니다. 유효한 문자는 소문자 영숫자 및 대시(-)입니다.

DPS 등록 만들기

DPS를 통해 하나 이상의 디바이스를 프로비전하려면 등록을 만듭니다.

단일 IoT Edge 디바이스를 프로비전하려는 경우 개별 등록을 만듭니다. 여러 디바이스를 프로비전해야 하는 경우 DPS 그룹 등록 만들기 단계를 따릅니다.

DPS에서 등록을 만들 때 초기 디바이스 트윈 상태를 선언할 기회가 있습니다. 디바이스 쌍에서 지역, 환경, 위치 또는 디바이스 유형 같은 솔루션에 필요한 모든 메트릭으로 디바이스 그룹에 태그를 설정할 수 있습니다. 이러한 태그는 자동 배포를 만드는 데 사용됩니다.

디바이스 프로비저닝 서비스의 등록에 대한 자세한 내용은 디바이스 등록을 관리하는 방법을 참조하세요.

DPS 개별 등록 만들기

팁

이 문서의 단계는 Azure Portal에 대한 것이지만 Azure CLI를 사용하여 개별 등록을 만들도록 할 수도 있습니다. 자세한 내용은 az iot dps enrollment를 참조하세요. CLI 명령의 일부로 에지 사용 플래그를 사용하여 IoT Edge 장치에 대한 등록을 지정합니다.

  1. Azure Portal에서 IoT Hub Device Provisioning Service 인스턴스로 이동합니다.

  2. 설정에서 등록 관리를 선택합니다.

  3. 등록을 구성하려면 개별 등록 추가를 선택한 다음, 다음 단계를 완료합니다.

    1. 메커니즘에서 대칭 키를 선택합니다.

    2. 디바이스에 대한 고유한 등록 ID를 제공합니다.

    3. 원하는 경우, 디바이스에 대한 IoT Hub 디바이스 ID를 제공합니다. 디바이스 ID를 사용하여 모듈 배포에 대한 개별 디바이스를 대상으로 할 수 있습니다. 디바이스 ID를 제공하지 않으면 등록 ID가 사용됩니다.

    4. 등록이 IoT Edge 디바이스에 대한 것이라고 선언하려면 True를 선택합니다.

    5. 원하는 경우, 초기 디바이스 쌍 상태에 태그 값을 추가합니다. 태그를 사용하여 모듈 배포에 대한 디바이스 그룹을 대상으로 할 수 있습니다. 예시:

      {
   "tags": {
      "environment": "test"
   },
   "properties": {
      "desired": {}
   }
}

    6. 저장을 선택합니다.

  4. IoT Edge 런타임을 설치할 때 사용할 개별 등록의 기본 키 값을 복사합니다.

이제 이 디바이스에 대한 등록이 존재하므로 IoT Edge 런타임은 설치 중에 디바이스를 자동으로 프로비저닝할 수 있습니다.

IoT Edge 설치

이 섹션에서는 IoT Edge용 Linux VM 또는 실제 디바이스를 준비합니다. 그런 다음, IoT Edge를 설치합니다.

다음 명령을 실행하여 패키지 리포지토리를 추가한 다음, 신뢰할 수 있는 키 목록에 Microsoft 패키지 서명 키를 추가합니다.

Important

2022년 6월 30일에 계층 1 OS 지원 목록에서 Raspberry Pi OS Stretch를 사용 중지되었습니다. 잠재적인 보안 취약성을 방지하려면 호스트 OS를 Bullseye로 업데이트합니다.

설치는 몇 가지 명령으로 수행할 수 있습니다. 터미널을 열고 다음 명령을 실행합니다.

  • 20.04:

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/20.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

  • 18.04:

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/18.04/multiarch/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

참고 항목

Azure IoT Edge 소프트웨어 패키지에는 각 패키지(usr/share/doc/{package-name} 또는 LICENSE 디렉터리)에 있는 사용 조건이 적용됩니다. 패키지를 사용하기 전에 사용 조건을 읽어보세요. 패키지를 설치하고 사용하면 이러한 사용 조건에 동의하는 것입니다. 사용 조건에 동의하지 않으면 해당 패키지를 사용하지 마세요.

컨테이너 엔진 설치

Azure IoT Edge는 OCI 호환 컨테이너 런타임을 사용합니다. 프로덕션 시나리오의 경우 Moby 엔진을 사용하는 것이 좋습니다. Moby 엔진은 IoT Edge에서 공식적으로 지원되는 유일한 컨테이너 엔진입니다. Docker CE/EE 컨테이너 이미지는 Moby 런타임과 호환 가능합니다.

Moby 엔진을 설치합니다.

sudo apt-get update; \
  sudo apt-get install moby-engine

Moby 엔진이 성공적으로 설치되면 local 로깅 드라이버를 로깅 메커니즘으로 사용하도록 구성합니다. 로깅 구성에 대한 자세한 내용은 프로덕션 배포 검사 목록을 참조하세요.

  • /etc/docker/daemon.json에서 Docker 디먼의 구성 파일을 만들거나 엽니다.

  • 아래 예제와 같이 기본 로깅 드라이버를 local 로깅 드라이버로 설정합니다.

       {
      "log-driver": "local"
   }

  • 변경 내용을 적용하려면 컨테이너 엔진을 다시 시작합니다.

    sudo systemctl restart docker

    팁

    Moby 컨테이너 엔진을 설치할 때 오류가 발생하면 Linux 커널의 Moby 호환성을 확인합니다. 일부 포함된 디바이스의 제조업체는 컨테이너 엔진 호환성에 필요한 기능이 없는 사용자 지정 Linux 커널을 포함하는 디바이스 이미지를 제공합니다. Moby에서 제공한 check-config 스크립트를 사용하는 다음 명령을 실행하여 커널 구성을 확인합니다.

    curl -ssl https://raw.githubusercontent.com/moby/moby/master/contrib/check-config.sh -o check-config.sh
chmod +x check-config.sh
./check-config.sh

    스크립트의 출력에서 Generally Necessary 및 Network Drivers 아래의 모든 항목을 사용할 수 있는지 확인합니다. 기능이 누락됐다면 소스에서 커널을 다시 빌드하고 적절한 커널 .config 내에 포함하기 위한 관련 모듈을 선택하여 활성화합니다. 마찬가지로 defconfig 또는 menuconfig 같은 커널 구성 생성기를 사용하는 경우 각각의 기능을 찾아 활성화하고 그에 따라 커널을 다시 빌드합니다. 새로 수정된 커널을 배포한 후에는 check-config 스크립트를 다시 실행하여 필요한 모든 기능이 성공적으로 활성화되었는지 확인합니다.

IoT Edge 런타임 설치

IoT Edge 보안 디먼은 IoT Edge 디바이스에서 보안 표준을 제공하고 유지 관리합니다. 디먼은 부팅할 때마다 시작되며, 나머지 IoT Edge 런타임을 시작하여 디바이스를 부트스트랩합니다.

이 섹션의 단계는 인터넷에 연결된 디바이스에 최신 버전을 설치하는 일반적인 프로세스를 나타냅니다. 시험판 버전과 같은 특정 버전을 설치해야 하거나 오프라인 상태에서 설치해야 하는 경우 이 문서 뒷부분의 오프라인 또는 특정 버전 설치 단계를 따르세요.

libiothsm-std 패키지와 함께 IoT Edge 버번 1.1.*을 설치합니다.

sudo apt-get update; \
  sudo apt-get install iotedge

참고 항목

IoT Edge 버전 1.1은 IoT Edge의 장기 지원 분기입니다. 이전 버전을 실행하는 경우 이전 버전이 더 이상 지원되지 않으므로 최신 패치를 설치하거나 업데이트하는 것이 좋습니다.

클라우드 ID를 사용한 디바이스 프로비전

런타임이 디바이스에 설치되면 디바이스를 Device Provisioning Service 및 IoT Hub에 연결하는 데 사용되는 정보로 구성합니다.

다음 정보를 준비합니다.

  • DPS ID 범위 값
  • 만든 디바이스 등록 ID
  • 개별 등록의 기본 키 또는 그룹 등록을 사용하는 장치의 파생 키 중 하나입니다.

  1. IoT Edge 디바이스에서 구성 파일을 엽니다.

    sudo nano /etc/iotedge/config.yaml

  2. 파일의 프로비저닝 구성 섹션을 찾습니다. DPS 대칭 키 프로비전에 대한 줄의 주석 처리를 제거하고 다른 프로비저닝 줄이 주석 처리되는지 확인합니다.

    줄에는 provisioning: 앞의 공백이 없어야 하며 중첩된 항목은 두 개의 공백으로 들여쓰기해야 합니다.

    # DPS TPM provisioning configuration
provisioning:
  source: "dps"
  global_endpoint: "https://global.azure-devices-provisioning.net"
  scope_id: "PASTE_YOUR_SCOPE_ID_HERE"
  attestation:
    method: "symmetric_key"
    registration_id: "PASTE_YOUR_REGISTRATION_ID_HERE"
    symmetric_key: "PASTE_YOUR_PRIMARY_KEY_OR_DERIVED_KEY_HERE"

# always_reprovision_on_startup: true
# dynamic_reprovisioning: true

  3. scope_id, registration_id 및 symmetric_key의 값을 DPS 및 디바이스 정보로 업데이트합니다.

  4. 필요에 따라 또는 dynamic_reprovisioning 줄을 사용하여 always_reprovision_on_startup 디바이스의 다시 프로비전 동작을 구성합니다. 디바이스가 시작 시 다시 프로비전되도록 설정된 경우 항상 먼저 DPS를 사용하여 프로비저닝을 시도한 다음, 실패하면 프로비저닝 백업으로 대체됩니다. 디바이스가 자체적으로 동적으로 다시 프로비전하도록 설정된 경우 디바이스가 한 IoT Hub에서 다른 IoT Hub로 이동하는 경우와 같이 다시 프로비저닝 이벤트가 검색되면 IoT Edge(및 모든 모듈)가 다시 시작되고 다시 프로비전됩니다. 특히 IoT Edge는 SDK에서 bad_credential 또는 device_disabled 오류를 확인하여 다시 프로비전 이벤트를 검색합니다. 이 이벤트를 수동으로 트리거하려면 IoT Hub에서 디바이스를 사용하지 않도록 설정합니다. 자세한 내용은 IoT Hub 디바이스 다시 프로비저닝 개념을 참조하세요.

  5. 디바이스에서 수행한 모든 구성 변경 내용을 선택할 수 있도록 IoT Edge 런타임을 다시 시작합니다.

    sudo systemctl restart iotedge

성공적인 설치 확인

런타임이 성공적으로 시작한 경우 IoT Hub로 이동하고 디바이스에 IoT Edge 모듈 배포를 시작할 수 있습니다.

Device Provisioning Service에서 만든 개별 등록이 사용되었는지 확인할 수 있습니다. Azure Portal에서 Device Provisioning Service 인스턴스로 이동합니다. 만든 개별 등록의 등록 세부 정보를 엽니다. 등록 상태가 할당됨이고 디바이스 ID가 나열된 것을 확인할 수 있습니다.

디바이스에서 다음 명령을 사용하여 IoT Edge가 성공적으로 설치되고 시작되는지 확인합니다.

IoT Edge 서비스의 상태를 확인합니다.

systemctl status iotedge

서비스 로그를 검사합니다.

journalctl -u iotedge --no-pager --no-full

실행 중인 모듈을 나열합니다.

iotedge list

다음 단계

디바이스 프로비전 서비스 등록 프로세스를 사용하면 새 디바이스를 프로비전할 때 디바이스 ID 및 디바이스 트윈 태그를 동시에 설정할 수 있습니다. 자동 디바이스 관리를 사용하여 개별 디바이스 또는 디바이스 그룹을 대상으로 하려면 이러한 값을 사용할 수 있습니다. Azure CLI를 사용하거나 Azure Portal을 사용하여 대규모로 IoT Edge 모듈을 배포하고 모니터링하는 방법을 알아봅니다.