教學課程：使用 Dapr 和 MQTT 訊息代理程式建置事件驅動應用程式

發行項
11/20/2024

在本逐步解說中，您會將 Dapr 應用程式部署至叢集。 Dapr 應用程式會取用發佈至 MQTT 訊息代理程式的模擬 MQTT 資料、套用視窗化函式，然後將結果發佈回 MQTT 訊息代理程式。已發佈的輸出代表如何在邊緣彙總大量資料，以減少訊息頻率和大小。 Dapr 應用程式是無狀態的，並使用 MQTT 訊息代理程式狀態存放區來快取視窗計算所需的過去值。

Dapr 應用程式會執行下列步驟：

訂閱感應器資料的 sensor/data 主題。
在主題上接收數據時，它會發佈至 MQTT 訊息代理程式狀態存放區。
每 10 秒，它會從狀態存放區擷取資料，並計算最小值、最大值、平均值、中位數及最後 30 秒時間戳記的任何感應器資料的第 75 個百分位數值。
超過 30 秒的資料會從狀態存放區過期。
結果會以 JSON 格式發佈至 sensor/window_data 主題。

注意

本教學課程停用 Dapr CloudEvents，讓其能夠使用原始 MQTT 發佈和訂閱。

必要條件

已安裝 Azure IoT 作業 - 快速入門：使用 K3 在 GitHub Codespaces 中執行 Azure IoT 作業
已安裝 MQTT 訊息代理程式 Dapr 元件 - 安裝 MQTT 訊息代理程式 Dapr 元件

部署 Dapr 應用程式

此時，您可以部署 Dapr 應用程式。註冊元件不會部署封裝在容器中的相關聯二進位檔案。若要與應用程式一起部署二進位檔案，您可以使用部署將容器化 Dapr 應用程式和兩個元件組合在一起。

若要開始，請建立使用下列定義的 yaml 檔案：

元件	描述
`volumes.mqtt-client-token`	用來向 MQTT 訊息代理程式和狀態存放區驗證 Dapr 插入式元件的 SAT
`volumes.aio-internal-ca-cert-chain`	驗證 MQTT 訊息代理程式 TLS 憑證的信任鏈結
`containers.mq-event-driven`	預先建置的 Dapr 應用程式容器。

將下列部署 yaml 儲存至名為 app.yaml 的檔案：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: dapr-client
  namespace: azure-iot-operations
  annotations:
    aio-broker-auth/group: dapr-workload
---    
apiVersion: apps/v1
kind: Deployment
metadata:
  name: mq-event-driven-dapr
  namespace: azure-iot-operations
spec:
  selector:
    matchLabels:
      app: mq-event-driven-dapr
  template:
    metadata:
      labels:
        app: mq-event-driven-dapr
      annotations:
        dapr.io/enabled: "true"
        dapr.io/inject-pluggable-components: "true"
        dapr.io/app-id: "mq-event-driven-dapr"
        dapr.io/app-port: "6001"
        dapr.io/app-protocol: "grpc"
    spec:
      serviceAccountName: dapr-client

      volumes:
      # SAT token used to authenticate between Dapr and the MQTT broker
      - name: mqtt-client-token
        projected:
          sources:
            - serviceAccountToken:
                path: mqtt-client-token
                audience: aio-internal
                expirationSeconds: 86400

      # Certificate chain for Dapr to validate the MQTT broker
      - name: aio-ca-trust-bundle
        configMap:
          name: azure-iot-operations-aio-ca-trust-bundle

      containers:
      - name: mq-event-driven-dapr
        image: ghcr.io/azure-samples/explore-iot-operations/mq-event-driven-dapr:latest

執行下列命令來部署應用程式：
```
kubectl apply -f app.yaml
```

確認已成功部署應用程式。 Pod 應在短時間間隔後報告所有容器已準備就緒，如下列命令所示：

kubectl get pods -l app=mq-event-driven-dapr -n azure-iot-operations

使用下列輸出：

NAME                         READY   STATUS              RESTARTS   AGE
mq-event-driven-dapr         3/3     Running             0          30s

部署模擬器

藉由部署 Kubernetes 工作負載來模擬測試資料。它會使用 sensor/data 主題上的 MQTT 用戶端，定期將樣本溫度、震動及壓力讀數傳送至 MQTT 訊息代理程式，以模擬感應器。

從 探索 IoT 作業 存放庫部署模擬器：

kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/Azure-Samples/explore-iot-operations/main/tutorials/mq-event-driven-dapr/simulate-data.yaml

確認模擬器正確執行：

kubectl logs deployment/mqtt-publisher-deployment -n azure-iot-operations -f

使用下列輸出：

Get:1 http://deb.debian.org/debian stable InRelease [151 kB]
Get:2 http://deb.debian.org/debian stable-updates InRelease [52.1 kB]
Get:3 http://deb.debian.org/debian-security stable-security InRelease [48.0 kB]
Get:4 http://deb.debian.org/debian stable/main amd64 Packages [8780 kB]
Get:5 http://deb.debian.org/debian stable-updates/main amd64 Packages [6668 B]
Get:6 http://deb.debian.org/debian-security stable-security/main amd64 Packages [101 kB]
Fetched 9139 kB in 3s (3570 kB/s)
...
Messages published in the last 10 seconds: 10
Messages published in the last 10 seconds: 10
Messages published in the last 10 seconds: 10

部署 MQTT 用戶端

若要確認 MQTT 橋接器是否正常運作，請將 MQTT 用戶端部署至叢集。

在名為 client.yaml 的新檔案中，指定用戶端部署：

apiVersion: v1
kind: ServiceAccount
metadata:
  name: mqtt-client
  namespace: azure-iot-operations
---
apiVersion: v1
kind: Pod
metadata:
  name: mqtt-client
  namespace: azure-iot-operations
spec:
  serviceAccountName: mqtt-client
  containers:
  - image: alpine
    name: mqtt-client
    command: ["sh", "-c"]
    args: ["apk add mosquitto-clients mqttui && sleep infinity"]
    volumeMounts:
    - name: mqtt-client-token
      mountPath: /var/run/secrets/tokens
    - name: aio-ca-trust-bundle
      mountPath: /var/run/certs/aio-internal-ca-cert/
  volumes:
  - name: mqtt-client-token
    projected:
      sources:
      - serviceAccountToken:
          path: mqtt-client-token
          audience: aio-internal
          expirationSeconds: 86400
  - name: aio-ca-trust-bundle
    configMap:
      name: azure-iot-operations-aio-ca-trust-bundle

使用 kubectl 套用部署檔案：

kubectl apply -f client.yaml

驗證輸出：

pod/mqtt-client created

確認 Dapr 應用程式輸出

開啟 Mosquitto 用戶端 Pod 的殼層：

kubectl exec --stdin --tty mqtt-client -n azure-iot-operations -- sh

訂閱 sensor/window_data 主題，以觀察 Dapr 應用程式的已發佈輸出：
```
mosquitto_sub -L mqtt://aio-broker/sensor/window_data
```

請確認應用程式每隔 10 秒輸出各種感應器的滑動視窗計算：

{
    "timestamp": "2023-11-16T21:59:53.939690+00:00",
    "window_size": 30,
    "temperature": {
        "min": 553.024,
        "max": 598.907,
        "mean": 576.4647857142858,
        "median": 577.4905,
        "75_per": 585.96125,
        "count": 28
    },
    "pressure": {
        "min": 290.605,
        "max": 299.781,
        "mean": 295.521,
        "median": 295.648,
        "75_per": 297.64050000000003,
        "count": 28
    },
    "vibration": {
        "min": 0.00124192,
        "max": 0.00491257,
        "mean": 0.0031171810714285715,
        "median": 0.003199235,
        "75_per": 0.0038769150000000003,
        "count": 28
    }
}

選擇性 - 建立 Dapr 應用程式

本教學課程使用 Dapr 應用程式的預先建置容器。如果您想要自行修改和建置程式碼，請遵循下列步驟：

必要條件

Docker - 用於建置應用程式容器
容器登錄 - 用於裝載應用程式容器

建置應用程式

複製探索 IoT 作業存放庫：

git clone https://github.com/Azure-Samples/explore-iot-operations

變更為 Dapr 教學課程目錄：

cd explore-iot-operations/tutorials/mq-event-driven-dapr/src

建置 Docker 映像：

docker build docker build . -t mq-event-driven-dapr

若要取用 Kubernetes 叢集中的應用程式，您必須將映像推送至容器登錄，例如 Azure Container Registry。您也可以推送至本機容器登錄，例如 minikube 或 Docker。
```
docker tag mq-event-driven-dapr <container-alias>
docker push <container-alias>
```
更新您的 app.yaml 以提取新建立的映像。

疑難排解

如果應用程式未啟動，或您在中看到中的 CrashLoopBackoff容器， daprd 容器記錄檔通常包含有用的資訊。

執行下列命令以檢視 daprd 元件的記錄：

kubectl logs -l app=mq-event-driven-dapr -n azure-iot-operations -c daprd

下一步

在 MQTT 訊息代理程式與 Azure 事件方格之間橋接 MQTT 資料

共用方式為

教學課程：使用 Dapr 和 MQTT 訊息代理程式建置事件驅動應用程式

必要條件

部署 Dapr 應用程式

部署模擬器

部署 MQTT 用戶端

確認 Dapr 應用程式輸出

選擇性 - 建立 Dapr 應用程式

必要條件

建置應用程式

疑難排解

下一步

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