Udostępnij za pośrednictwem

Tworzenie i aprowizuj urządzenia usługi IoT Edge na dużą skalę w systemie Windows przy użyciu certyfikatów X.509

  • Artykuł

Dotyczy: Ikona tak IoT Edge 1.1

Ważne

Data zakończenia wsparcia usługi IoT Edge 1.1 wynosiła 13 grudnia 2022 r. Zapoznaj się z cyklem życia produktów firmy Microsoft, aby uzyskać informacje na temat sposobu obsługi tego produktu lub interfejsu API albo tej usługi lub technologii. Aby uzyskać więcej informacji na temat aktualizowania do najnowszej wersji usługi IoT Edge, zobacz Aktualizowanie usługi IoT Edge.

Ten artykuł zawiera kompleksowe instrukcje dotyczące automatycznego aprowizowania co najmniej jednego urządzenia usługi IoT Edge z systemem Windows przy użyciu certyfikatów X.509. Urządzenia usługi Azure IoT Edge można aprowizować automatycznie za pomocą usługi Azure IoT Hub device provisioning (DPS). Jeśli nie znasz procesu automatycznego aprowizowania, przed kontynuowaniem zapoznaj się z omówieniem aprowizacji.

Uwaga

Usługa Azure IoT Edge z kontenerami systemu Windows nie będzie obsługiwana od wersji 1.2 usługi Azure IoT Edge.

Rozważ użycie nowej metody uruchamiania usługi IoT Edge na urządzeniach z systemem Windows, azure IoT Edge dla systemu Linux w systemie Windows.

Jeśli chcesz używać usługi Azure IoT Edge dla systemu Linux w systemie Windows, możesz wykonać kroki opisane w równoważnym przewodniku z instrukcjami.

Zadania są następujące:

  1. Generowanie certyfikatów i kluczy.
  2. Utwórz rejestrację indywidualną dla jednego urządzenia lub rejestracji grupowej dla zestawu urządzeń.
  3. Zainstaluj środowisko uruchomieniowe usługi IoT Edge i zarejestruj urządzenie w usłudze IoT Hub.

Korzystanie z certyfikatów X.509 jako mechanizmu zaświadczania to doskonały sposób skalowania produkcji i upraszczania aprowizacji urządzeń. Zazwyczaj certyfikaty X.509 są rozmieszczane w łańcuchu zaufania certyfikatów. Począwszy od certyfikatu z podpisem własnym lub zaufanego certyfikatu głównego, każdy certyfikat w łańcuchu podpisuje następny niższy certyfikat. Ten wzorzec tworzy delegowany łańcuch zaufania z certyfikatu głównego w dół za pośrednictwem każdego certyfikatu pośredniego do końcowego certyfikatu urządzenia podrzędnego zainstalowanego na urządzeniu.

Wymagania wstępne

Zasoby w chmurze

  • Aktywne centrum IoT
  • Wystąpienie usługi aprowizacji urządzeń usługi IoT Hub na platformie Azure połączone z centrum IoT Hub
    • Jeśli nie masz wystąpienia usługi device provisioning, możesz postępować zgodnie z instrukcjami w przewodniku Szybki start Tworzenie nowej usługi aprowizacji urządzeń w usłudze IoT Hub i Łączenie centrum IoT i usługi aprowizacji urządzeń w usłudze IoT Hub.
    • Po uruchomieniu usługi aprowizacji urządzeń skopiuj wartość pola Zakres identyfikatora ze strony przeglądu. Ta wartość jest używana podczas konfigurowania środowiska uruchomieniowego usługi IoT Edge.

Wymagania dotyczące urządzenia

Fizyczne lub wirtualne urządzenie z systemem Windows jako urządzenie usługi IoT Edge.

Generowanie certyfikatów tożsamości urządzenia

Certyfikat tożsamości urządzenia jest certyfikatem urządzenia podrzędnego, który łączy się za pośrednictwem łańcucha certyfikatów zaufania do najwyższego certyfikatu urzędu certyfikacji X.509. Certyfikat tożsamości urządzenia musi mieć ustawioną nazwę pospolitą (CN) na identyfikator urządzenia, który ma znajdować się w centrum IoT.

Certyfikaty tożsamości urządzeń są używane tylko do aprowizowania urządzenia usługi IoT Edge i uwierzytelniania urządzenia za pomocą usługi Azure IoT Hub. Nie podpisują certyfikatów, w przeciwieństwie do certyfikatów urzędu certyfikacji, które urządzenie usługi IoT Edge przedstawia modułom lub urządzeniom podrzędnym na potrzeby weryfikacji. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz Szczegóły użycia certyfikatu usługi Azure IoT Edge.

Po utworzeniu certyfikatu tożsamości urządzenia powinny znajdować się dwa pliki: plik .cer lub pem zawierający publiczną część certyfikatu oraz plik .cer lub pem z kluczem prywatnym certyfikatu. Jeśli planujesz używać rejestracji grup w usłudze DPS, potrzebna jest również publiczna część pośredniego lub głównego certyfikatu urzędu certyfikacji w tym samym łańcuchu zaufania certyfikatu.

Do skonfigurowania automatycznej aprowizacji przy użyciu środowiska X.509 potrzebne są następujące pliki:

  • Certyfikat tożsamości urządzenia i jego certyfikat klucza prywatnego. Jeśli tworzysz rejestrację indywidualną, certyfikat tożsamości urządzenia jest przekazywany do usługi DPS. Klucz prywatny jest przekazywany do środowiska uruchomieniowego usługi IoT Edge.
  • Certyfikat pełnego łańcucha, który powinien mieć co najmniej tożsamość urządzenia i certyfikaty pośrednie w nim. Certyfikat pełnego łańcucha jest przekazywany do środowiska uruchomieniowego usługi IoT Edge.
  • Pośredni lub główny certyfikat urzędu certyfikacji z łańcucha zaufania certyfikatów. Ten certyfikat jest przekazywany do usługi DPS, jeśli tworzysz rejestrację grupową.

Uwaga

Obecnie ograniczenie w libiothsm uniemożliwia korzystanie z certyfikatów wygasających 1 stycznia 2038 r. lub po nich.

Używanie certyfikatów testowych (opcjonalnie)

Jeśli nie masz dostępnego urzędu certyfikacji do tworzenia nowych certyfikatów tożsamości i chcesz wypróbować ten scenariusz, repozytorium git usługi Azure IoT Edge zawiera skrypty, których można użyć do generowania certyfikatów testowych. Te certyfikaty są przeznaczone tylko do testowania programistycznego i nie mogą być używane w środowisku produkcyjnym.

Aby utworzyć certyfikaty testowe, wykonaj kroki opisane w artykule Tworzenie certyfikatów demonstracyjnych w celu przetestowania funkcji urządzeń usługi IoT Edge. Wykonaj dwie wymagane sekcje, aby skonfigurować skrypty generowania certyfikatów i utworzyć certyfikat głównego urzędu certyfikacji. Następnie wykonaj kroki tworzenia certyfikatu tożsamości urządzenia. Po zakończeniu należy mieć następujący łańcuch certyfikatów i parę kluczy:

  • <WRKDIR>\certs\iot-edge-device-identity-<name>-full-chain.cert.pem
  • <WRKDIR>\private\iot-edge-device-identity-<name>.key.pem

Te certyfikaty są potrzebne na urządzeniu usługi IoT Edge. Jeśli zamierzasz używać rejestracji indywidualnej w usłudze DPS, przekażesz plik cert.pem. Jeśli zamierzasz użyć rejestracji grup w usłudze DPS, potrzebny jest również pośredni lub główny certyfikat urzędu certyfikacji w tym samym łańcuchu zaufania certyfikatu, aby przekazać. Jeśli używasz certyfikatów demonstracyjnych, użyj certyfikatu <WRKDIR>\certs\azure-iot-test-only.root.ca.cert.pem do rejestracji grupowej.

Tworzenie rejestracji usługi DPS

Użyj wygenerowanych certyfikatów i kluczy, aby utworzyć rejestrację w usłudze DPS dla co najmniej jednego urządzenia usługi IoT Edge.

Jeśli chcesz aprowizować pojedyncze urządzenie usługi IoT Edge, utwórz rejestrację indywidualną. Jeśli potrzebujesz aprowizacji wielu urządzeń, wykonaj kroki tworzenia rejestracji grupy usługi DPS.

Podczas tworzenia rejestracji w usłudze DPS możesz zadeklarować stan bliźniaczej reprezentacji urządzenia początkowego. W bliźniaczej reprezentacji urządzenia można ustawić tagi, aby grupować urządzenia według dowolnej metryki potrzebnej w rozwiązaniu, takiej jak region, środowisko, lokalizacja lub typ urządzenia. Te tagi służą do tworzenia wdrożeń automatycznych.

Aby uzyskać więcej informacji na temat rejestracji w usłudze device provisioning, zobacz Jak zarządzać rejestracjami urządzeń.

Tworzenie rejestracji indywidualnej usługi DPS

Rejestracje indywidualne przyjmują publiczną część certyfikatu tożsamości urządzenia i są zgodne z certyfikatem na urządzeniu.

Napiwek

Kroki opisane w tym artykule dotyczą witryny Azure Portal, ale można również tworzyć rejestracje indywidualne przy użyciu interfejsu wiersza polecenia platformy Azure. Aby uzyskać więcej informacji, zobacz az iot dps enrollment ( Az iot dps enrollment). W ramach polecenia interfejsu wiersza polecenia użyj flagi z obsługą krawędzi, aby określić, że rejestracja dotyczy urządzenia usługi IoT Edge.

  1. W witrynie Azure Portal przejdź do wystąpienia usługi IoT Hub device provisioning.

  2. W obszarze Ustawienia wybierz pozycję Zarządzaj rejestracjami.

  3. Wybierz pozycję Dodaj rejestrację indywidualną, a następnie wykonaj następujące kroki, aby skonfigurować rejestrację:

    • Mechanizm: wybierz pozycję X.509.

    • Plik pem lub .cer certyfikatu podstawowego: przekaż plik publiczny z certyfikatu tożsamości urządzenia. Jeśli skrypty były używane do generowania certyfikatu testowego, wybierz następujący plik:

      <WRKDIR>\certs\iot-edge-device-identity-<name>.cert.pem

    • Identyfikator urządzenia usługi IoT Hub: podaj identyfikator urządzenia, jeśli chcesz. Identyfikatory urządzeń umożliwiają określanie celu poszczególnych urządzeń na potrzeby wdrożenia modułu. Jeśli nie podasz identyfikatora urządzenia, zostanie użyta nazwa pospolita (CN) w certyfikacie X.509.

    • Urządzenie usługi IoT Edge: wybierz pozycję True , aby zadeklarować, że rejestracja dotyczy urządzenia usługi IoT Edge.

    • Wybierz centra IoT, z którymi można przypisać to urządzenie: wybierz połączone centrum IoT, z którym chcesz połączyć urządzenie. Można wybrać wiele centrów, a urządzenie zostanie przypisane do jednego z nich zgodnie z wybranymi zasadami alokacji.

    • Początkowy stan bliźniaczej reprezentacji urządzenia: dodaj wartość tagu, która ma zostać dodana do bliźniaczej reprezentacji urządzenia, jeśli chcesz. Tagów można używać do grup docelowych urządzeń na potrzeby automatycznego wdrażania. Na przykład:

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

  4. Wybierz pozycję Zapisz.

W obszarze Zarządzanie rejestracjami możesz wyświetlić identyfikator rejestracji dla właśnie utworzonej rejestracji. Zanotuj ją, ponieważ może być używana podczas aprowizowania urządzenia.

Teraz, gdy rejestracja istnieje dla tego urządzenia, środowisko uruchomieniowe usługi IoT Edge może automatycznie aprowizować urządzenie podczas instalacji.

Instalowanie usługi IoT Edge

W tej sekcji przygotujesz maszynę wirtualną z systemem Windows lub urządzenie fizyczne na potrzeby usługi IoT Edge. Następnie zainstalujesz przeglądarkę IoT Edge.

Usługa Azure IoT Edge korzysta ze środowiska uruchomieniowego kontenera zgodnego z technologią OCI. Moby, aparat oparty na moby, jest dołączony do skryptu instalacji, co oznacza, że nie ma dodatkowych kroków do zainstalowania aparatu.

Aby zainstalować środowisko uruchomieniowe usługi IoT Edge:

  1. Uruchom program Powershell jako Administrator.

    Użyj sesji amd64 programu PowerShell, a nie programu PowerShell(x86). Jeśli nie masz pewności, którego typu sesji używasz, uruchom następujące polecenie:

    (Get-Process -Id $PID).StartInfo.EnvironmentVariables["PROCESSOR_ARCHITECTURE"]

  2. Uruchom polecenie Deploy-IoTEdge, które wykonuje następujące zadania:

    • Sprawdza, czy maszyna z systemem Windows jest w obsługiwanej wersji
    • Włącza funkcję kontenerów
    • Pobiera aparat moby i środowisko uruchomieniowe usługi IoT Edge
    . {Invoke-WebRequest -useb https://aka.ms/iotedge-win} | Invoke-Expression; `
Deploy-IoTEdge

  3. Uruchom ponownie urządzenie, jeśli zostanie wyświetlony monit.

Podczas instalowania usługi IoT Edge na urządzeniu można użyć dodatkowych parametrów, aby zmodyfikować proces, w tym:

  • Kierowanie ruchu do przechodzenia przez serwer proxy
  • Wskaż instalatorowi katalog lokalny na potrzeby instalacji w trybie offline

Aby uzyskać więcej informacji na temat tych dodatkowych parametrów, zobacz Skrypty programu PowerShell dla usługi IoT Edge z kontenerami systemu Windows.

Aprowizuj urządzenie przy użyciu tożsamości w chmurze

Po zainstalowaniu środowiska uruchomieniowego na urządzeniu skonfiguruj urządzenie przy użyciu informacji używanych do nawiązywania połączenia z usługą aprowizacji urządzeń i usługą IoT Hub.

Przygotuj następujące informacje:

  • Wartość Zakres identyfikatora usługi DPS. Tę wartość można pobrać ze strony przeglądu wystąpienia usługi DPS w witrynie Azure Portal.
  • Plik łańcucha certyfikatów tożsamości urządzenia na urządzeniu.
  • Plik klucza tożsamości urządzenia na urządzeniu.

  1. Otwórz okno programu PowerShell w trybie administratora. Pamiętaj, aby użyć sesji programu PowerShell AMD64 podczas instalowania usługi IoT Edge, a nie programu PowerShell (x86).

  2. Polecenie Initialize-IoTEdge konfiguruje środowisko uruchomieniowe usługi IoT Edge na maszynie. Domyślnie polecenie służy do ręcznej aprowizacji w kontenerach systemu Windows, dlatego użyj -DpsX509 flagi , aby użyć automatycznej aprowizacji z uwierzytelnianiem certyfikatu X.509.

    Zastąp wartości symboli zastępczych , scope_ididentity cert chain pathi identity key path odpowiednimi wartościami z wystąpienia usługi DPS i ścieżkami plików na urządzeniu.

    Dodaj parametr , -RegistrationId paste_registration_id_here jeśli chcesz ustawić identyfikator urządzenia jako inny niż nazwa CN certyfikatu tożsamości.

    . {Invoke-WebRequest -useb https://aka.ms/iotedge-win} | Invoke-Expression; `
Initialize-IoTEdge -DpsX509 -ScopeId paste_scope_id_here -X509IdentityCertificate paste_identity_cert_chain_path_here -X509IdentityPrivateKey paste_identity_key_path_here

    Napiwek

    Plik konfiguracji przechowuje informacje o certyfikacie i kluczu jako identyfikatory URI plików. Jednak polecenie Initialize-IoTEdge obsługuje ten krok formatowania, dzięki czemu można podać ścieżkę bezwzględną do plików certyfikatu i kluczy na urządzeniu.

Weryfikowanie pomyślnej instalacji

Jeśli środowisko uruchomieniowe zostało pomyślnie uruchomione, możesz przejść do usługi IoT Hub i rozpocząć wdrażanie modułów usługi IoT Edge na urządzeniu.

Możesz sprawdzić, czy użyto indywidualnej rejestracji utworzonej w usłudze aprowizacji urządzeń. Przejdź do wystąpienia usługi aprowizacji urządzeń w witrynie Azure Portal. Otwórz szczegóły rejestracji dla utworzonej rejestracji indywidualnej. Zwróć uwagę, że stan rejestracji jest przypisany , a identyfikator urządzenia znajduje się na liście.

Użyj następujących poleceń na urządzeniu, aby sprawdzić, czy usługa IoT Edge została zainstalowana i uruchomiona pomyślnie.

Sprawdź stan usługi IoT Edge.

Get-Service iotedge

Sprawdzanie dzienników usług.

. {Invoke-WebRequest -useb aka.ms/iotedge-win} | Invoke-Expression; Get-IoTEdgeLog

Lista uruchomionych modułów.

iotedge list

Następne kroki

Proces rejestracji usługi aprowizacji urządzeń umożliwia ustawienie identyfikatora urządzenia i tagów bliźniaczych reprezentacji urządzenia w tym samym czasie co aprowizowanie nowego urządzenia. Tych wartości można użyć do określania wartości docelowych dla poszczególnych urządzeń lub grup urządzeń przy użyciu automatycznego zarządzania urządzeniami. Dowiedz się, jak wdrażać i monitorować moduły usługi IoT Edge na dużą skalę przy użyciu witryny Azure Portal lub interfejsu wiersza polecenia platformy Azure.