대규모 디바이스 구성 및 운영을 위한 AWS IoT 서비스::박경표::AWS Summit Seoul 2018

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박경표
Partner Solutions Architect. Amazon Web Services
(S7) 40
대규모 디바이스 구성 및
운영을 위한 AWS IoT 서비스

본 세션에서 얻을 수 있는 것
IoT Device 대규모 운용 시 고려 사항
AWS IoT Device Management Service 기능 및 활용 방안
AWS IoT Edge

대규모로 증가하는 다양한 IoT장비. 관리 방안은 없을까?

엣지 디바이스의 확장
안정적인
디바이스와의 연결성
및 메시지 전달
Endpoints
AWS IoT
Core
Gateway
AWS Greengrass
Things
Sense & Act
Cloud
Storage & Compute
FreeRTOS
FreeRTOS

엣지까지 AWS IoT를 확장하기
엣지 클라우드
경제법칙
물리법칙
지역법
AWS Greengrass

데이터와
상태 동기화
보안 Over-the-air
updates
프로토콜
어뎁터
Local
device shadows
Local
actions
Lambda
functions
로컬의
메시지와
트리거
Local
message broker
High-quality
AWS
security
Easily update AWS
Greengrass core
머신러닝
유추
Local execution
of ML models
로컬 리소스
억세스
Lambda interacts
with peripherals
Easy integrations
with local
protocols
ʥ
A
AWS Greengrass
엣지까지 AWS IoT를 확장하기

AWS Greengrass
로컬 리소스 접근 및 ML 추론
파일 시스템
ML 모델
Greengrass Device
Device 자원(GPIO)
Lambda
GPU

클라우드에서
ML 모델 학습 엣지에서 ML 추론
어플리케이션 가속화
네트워크 연결 안된
상태에서도
디바이스가
신속하게 액션 수행
Greengrass를
활용하여
디바이스 상에
최적화된 모델 배포
학습 데이터
스마터 모델
음성/사운드 인식충돌 회피 이미지 인식 이상 탐지
!
유즈 케이스 예
AWS Greengrass

EMBEDDED APPS
FreeRTOS
HW DRIVERS
SECURTIY
LIBRARIES
CONNECTIVITY
LIBRARIES
OVERTHAAIR
(OTA)AGENT
CLOUD&
GREENGRASS
LIBRARIES
HELL
O
내 칩에서 작동할까요? 내가 필요한 기능이 있을까요? 어떻게 시작할까요?어디서 구할 수 있을까요?
Amazon FreeRTOS
마이크로컨트롤러를 위한 IoT 운영시스템

Amazon FreeRTOS
로컬 연결용
라이브러리
클라우드 연결용
라이브러리
보안 연결용
라이브러리
OTA &
Code Signing
FreeRTOS 커널 기반
AWS Greengrass AWS IoT Core
마이크로컨트롤러를 위한 IoT 운영시스템

대규모 IoT 장비 생산 및 운영
대량 생산
준비 및 설치
대규모 운영
• 인증방식
• 인증서 배포 방안
• 초기 자료 설정
• 운영을 위한 장비
분류 방안
• 다양한 형태의 장비
모니터링 방안
• 검색
• 기능 갱신
대량 생산 준비 및 설치 대규모 운영

일괄 장비
설정 / 다양한
인증 지원
실시간 인덱싱
& 검색
그룹 로그 및
이벤트 토픽
Over the air
Update
기능
AWS IoT Device Management
온보딩 조직화 모니터링 업데이트

온보딩
조직화 모니터링 업데이트온보딩

사용자 지정 인증 방안 및
X.509 인증서 사용 방안
• 사용자가 필요로 하는 형태로 IoT
Core와 Thing간 인증 채널 구성
• 사용자 인증서를 통한 대량의 자체
디바이스 인증서 등록

사용자 지정 인증 방안
X.509
Certificate
AWS SigV4 Instances
Corporate data
center
Key/token
IoT thing
lightbulb
IAM
Lambda
function
AWS IoT

X.509 인증서 사용 방안
IoT certificate
IAM
Permission
s
IoT thing
AWS IoT 에 CA 인증서 등록
CA 인증서로 Device인증서 생성
Device 인증서 일괄 등록 요청
배치 플릿
프로비저닝

배치 플릿 프로비저닝
• 디바이스 정보, 인증서, 정책을 일괄로
등록할 수 있는 기능 제공
• JSON 템플릿 파일을 활용
• 콘솔 상의 Bulk Upload 기능이나
StartThingRegistrationTask API 활용
• 배치 진행 상태 / 배치 완료 결과 확인
• 신규 디바이스 등록 시에나, 디바이스
재등록 시 활용 가능

프로비저닝 대상 정보
Thing
Device
Certificate Policies

기본 온보딩 절차
Thing
등록
정책 등록 인증서
등록
정책/인증서
연결
인증서/Thing
연결

{
"thingName": "single-device",
"thingArn": "arn:aws:iot:us-east-1:xxxxxxxxxx:thing/single-device",
"thingId": "6181xxxx-9f61-xxxx-bff6-08f5778b07ba"
}
# 1. Thing 생성
aws iot create-thing --thing-name single-device --attribute-payload {"attributes":{"model_number":"M5711"}}
# 2. Certificate 생성
aws iot create-keys-and-certificate
{
"certificateArn": "arn:aws:iot:us-east-1:xxxxxxxxxxxx:cert/xxxx691b8fce9441b59f0441fd291bad1a942ed0f8e8e84350ecbbcb8d45xxxx",
"certificateId": ”xxxx691b8fce9441b59f0441fd291bad1a942ed0f8e8e84350ecbbcb8d45xxxx",
"certificatePem": "-----BEGIN CERTIFICATE-----nMIIDWTCCAkGgAwIBAgIUcCaiSs7oV8yIoLKjGY664rNceyEwDQYJKoZIhvcNAQEL
...
n-----END CERTIFICATE-----n",
"keyPair": {
"PublicKey": "-----BEGIN PUBLIC KEY-----
nMIIBIjANBgkqhkiG9w0BAQEFAAOCAQ8AMIIBCgKCAQEA5ZVSXIRy2q4lWO0ML8tDnG6AM7Ql9SR3mkPdpHbaREkPNlq9+lZgQkcFq2pYze2HNBRATgZksIbzizkZ
…
g1KG4fMezPDWHhniQIDAQABn-----END PUBLIC KEY-----n",
"PrivateKey": "-----BEGIN RSA PRIVATE KEY-----
nMIIEowIBAAKCAQEA5ZVSXIRy2q4lWO0ML8tDG6AM7Ql9SR3mkPdpHbaREkPNlq9+nlZgQkcFq2pYze2HNBRATgZksIbzizkZgNlfGGgIpA0l6sEx932Opngosu6ow
…
B1ii8iobtabrWzdyjWMaH8oF77OOGv6eRq62KoLiz9nvWOgLs6W8/mn3uHcGmkYPpcYbVHneY+Nb4fjfZ7GKoLZ8Ali0Fw6n-----END RSA PRIVATE KEY-----n"
}
}

{
"policyName": "all-pubsub",
"policyArn": "arn:aws:iot:us-east-1:xxxxxxxxxxxx:policy/all-pubsub",
"policyDocument": "{"Version":"2012-10-
17","Statement":[{"Effect":"Allow","Action":"iot:Publish","Resource":"arn:aws:iot:us-east-1:
xxxxxxxxxxxx:topic/*"},{"Effect":"Allow","Action":"iot:Subscribe","Resource":"arn:aws:iot:us-east-1:xxxxxxxxxxxx:topic/*"}]}",
"policyVersionId": "1"
}
# 3. Policy 생성
aws iot create-policy –policy-name all-pubsub –policy-document "{"Version":"2012-10-
17","Statement":[{"Effect":"Allow","Action":"iot:Publish","Resource":"arn:aws:iot:us-east-
1:xxxxxxxxxxxx:topic/*"},{"Effect":"Allow","Action":"iot:Subscribe","Resource":"arn:aws:iot:us-east-1:xxxxxxxxxxxx:topic/*"}]}"
# 4. Policy에 Certificate에 Attach하기
aws iot attach-policy --policy-name all-pubsub --target arn:aws:iot:us-east-
1:xxxxxxxxxxxx:cert/xxxxxxxx8fce9441b59f0441fd291bad1a942ed0f8e8e84350ecbbcb8d45xxxx
# 5. Thing 에 Certificate Attach 하기
aws iot attach-thing-principal --thing-name single-device
--principal arn:aws:iot:us-east-1:xxxxxxxxxxxx:cert/xxxxxxxx8fce9441b59f0441fd291bad1a942ed0f8e8e84350ecbbcb8d45xxxx
** 이 부분을 Template을 이용하여 개별 등록할 수 있는 RegisterThing API도 사용 가능

대규모 프로비저닝 접근 방안
직접 Batch Program 작성
/ CLI Shell / Manual

aws iot start-thing-registration-task

배치 플릿 프로비저닝 템플릿 상세
{
"Parameters" : {
"ThingName" : { "Type" : "String" },
"SerialNumber" : { "Type" : "String＂ },
"Location" : { "Type" : "String", "Default" : "WA＂ }
},
"Resources" : {
"thing" : {
"Type" : "AWS::IoT::Thing",
"Properties" : {
"ThingName" : {"Ref" : "ThingName"},
"AttributePayload" : { "version" : "v1", "serialNumber" : {"Ref" : "SerialNumber"}},
"ThingTypeName" : "lightBulb-versionA",
"ThingGroups" : ["v1-lightbulbs", {"Ref" : "Location"}]
}
},
"certificate" : {
"Type" : "AWS::IoT::Certificate",
"Properties" : {
"CertificatePem": "-----BEGIN CERTIFICATE-----nMIIDWT…9AlFn-----END
CERTIFICATE-----
", "Status" : "ACTIVE"
}
},
"policy" : {
"Type" : "AWS::IoT::Policy",
"Properties" : { "PolicyDocument" : "{ "Version": "2012-10-17", "Statement":
[{ "Effect": "Allow", "Action":["iot:Publish"], "Resource": ["arn:aws:iot:us-
east-1:123456789012:topic/foo/bar"] }] }"
}
}
}
}
{ "ThingName" : "MDL010-HDL010-S30D302", "SerialNumber" : "S30D302", "Location" : ”apac_east_1"}
{ "ThingName" : "MDL010-HDL010-S30D303", "SerialNumber" : "S30D303", "Location" : "apac_east_1 "}
{ "ThingName" : "MDL010-HDL010-S30D304", "SerialNumber" : "S30D304", "Location" : "apac_east_1"}
Template Bulk Things Json

조직화
모니터링 업데이트온보딩 조직화

• Repository를 이용한 속성 관리
• Things Group을 이용한 계층 관리
“제품군 X500은 기본적으로 2K 해상도를
지원한다.”
• Type 을 통한 공통 속성 관리
“우리 회사의 모든 물품은 일련번호,
생산지위치, 모델명등이 들어가야 한다.”
• Shadow를 통한 변경 속성 관리
“현재 보일러의 온도는 60도”
• Things Group을 이용한 Policy 관리
분류 및 정보 조직화

디바이스 속성 관리 체계
1. Repository
- Thing
: ThingType 이 없을 경우 Max 3개까지 Attribute 지정 가능 (Indexing 대상)
: ThingType을 지정할 경우, 추가 Attribute 지정 가능. 단 ThingType에서 사전에 정의한
Attributes은 기본적으로 추가됨 (Indexing 대상)
- Thing Type
: Three attributes
- Indexing 대상이 됨
- Attributes 명칭만 정해지고, 실제 값은 Thing 등록 시점에 정해짐
- Thing Group
: Group Attributes들이 있으며, 초기에 설정된 값임.
: Thing 단위로 관리되는 값이 아닌, Group단위로 관리되는 값
: Thing Attributes로 상속되지 않음

디바이스 속성 관리 체계
2. Shadow
- Thing의 현재 상태를 표시하는 JSON Document
- Shadow 변경 값에 대한 다양한 추가 정보를 제공하여 상태 추적 및 변경
관리를 용이하게 해줌

그룹 정책 적용 및 계층화

Location
{
"Version": "2012-10-17",
"Statement": {
"Effect": "Allow",
"Action":["iot:Subscribe"],
"Resource": ["arn:aws:iot:us-east-1:123456789012:topic/lightbulb/admin"]
}
}
RoomN
{
"Version": "2012-10-17",
"Statement": {
"Effect": "Allow",
"Action":["iot:Publish"],
"Resource": ["arn:aws:iot:us-east-1:123456789012:topic/lights/roomN/status"]
}
}
Light bulb – Effective policy
{
"Version": "2012-10-17",
"Statement": {
"Effect": "Allow",
"Action":["iot:Subscribe"],
"Resource": ["arn:aws:iot:us-east-1:123456789012:topic/lightbulb/admin"]
},
{
"Effect": "Allow",
"Resource": ["arn:aws:iot:us-east-1:123456789012:topic/lights/${iot:ClientId}/status"]
},
{
"Effect": "Allow",
"Resource": ["arn:aws:iot:us-east-1:123456789012:topic/lights/roomN/status"]
}]
}
Guest Rooms
{
"Version": "2012-10-17",
"Statement": {
"Effect": "Allow",
"Resource": ["arn:aws:iot:us-east-1:123456789012:topic/lights/${iot:ClientId}/status"]
}
}
그룹 정책 적용 및 계층화

• 다양한 자료 저장소 분포되어 있는
Device 속성 값을 조회
• 현재는, Registry & Shadow 소스를
이용한
검색 기능 제공
“충전소에 연결되어 있는 2013년 이후
생산된 펌웨어 버전 1.2 이상의 디바이스는?”
• 콘솔에서 체크만으로 활성화
• 향후 다양한 소스를 통한 검색 기능 추가
(사용자 데이터 소스)
실시간 Indexing 과 검색 기능

인덱싱 대상 선정
Registry Shadow
“AWS_Things”
aws iot update-indexing-configuration
--thing-indexing-configuration
thingIndexingMode=REGISTRY_AND_SHADOW
OFF
REGISTRY

인덱싱을 통한 레지스트리 & 셰도우 검색
aws iot search-index --index-name "AWS_Things" -
-query-string "thingName:*"
{
"things": [
{
"thingName": "HDL500M-HDL510MS-S30D303",
"thingId": ”…",
"thingTypeName": "HDL500",
"thingGroupNames": [
"HDL500M"
],
"attributes": {
"exceptional_case": "TRUE",
"interface_supported": "HDMI,SPDIF,RGB,USB",
"resolution_supported": "480,720,1024,1280,2K,4K",
"sampling_rate": "64,128,320",
"upgrade_supported": "FALSE",
"voltage_supported": "220"
},
"shadow": "{"reported":{"status":"uninitialized"},
"metadata":{"reported":{"status":{"timestamp":1522743416}}},"version":1}"
},
{
"thingId": "bdbdec43-7e0c-4bdb-9e17-274c443f4e5c",
},
. . .
}
]
}
등록되어 있는 Thing 전체 목록 조회

aws iot search-index --index-name "AWS_Things"
--query-string "thingTypeName:HDL500 AND shadow.reported.status:uninitialized"
{
"things": [
{
"thingId": ”…",
"thingTypeName": "HDL500",
"thingGroupNames": [
"HDL500M"
],
"attributes": {
"exceptional_case": "TRUE",
"interface_supported": "HDMI,SPDIF,RGB,USB",
"resolution_supported": "480,720,1024,1280,2K,4K",
},
},
{
"thingId": "bdbdec43-7e0c-4bdb-9e17-274c443f4e5c",
},
. . .
}
]
}
Registry 와 Shadow 상태 값을 이용한 조건 검색
인덱싱을 통한 레지스트리 & 셰도우 검색
레지스트리 속성
셰도우 속성 값

모니터링
업데이트온보딩 조직화 모니터링

대상별 로그 지원 및 모니터링
• 디바이스 별/그룹 별 로그 지원
• 원활한 로그 분석 및 대상 식별
• 이벤트 추적을 통한 모니터링
Amazon
CloudWatch

대상별 로그 지원
IoT Home
IoT Generic
IoT Car

대상별 로그 지원
Global 로그 설정 Things Group 로그 설정

상세 로그 지원
IoT CloudWatch
Text Format
Timestamp, Event Type,
Event Name, ThingName
직접 Parsing 하여 사용하고 싶다
확장된 정보를 받고 싶다

{
"timestamp": "2018-04-05 04:38:19.572",
"logLevel": "INFO",
"traceId": ”..",
"accountId": ”123456789012",
"status": "Success",
"eventType": "GetThingShadow",
"protocol": "HTTP",
"deviceShadowName": "HDL500M-HDL510MS-S30D303"
}
2018-04-05 04:38:19.572 TRACEID:xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx
PRINCIPALID:HDL500M-HDL510MS-S30D303
[INFO] EVENT:GetThingShadow THINGNAME:HDL500M-HDL510MS-S30D303
JSON Document 형태
• JSON 형태의 로그를 제공하여,
재처리가 용이해짐
• 세부 필드가 추가되어 확인 용이
• 확장된 이벤트 정보가 전달됨
상세 로그 지원

그룹 이벤트를 통한
모니터링
Job 이벤트
모니터링
정책 변경 모니터링
이벤트를 통한 모니터링

Job Event Message
Thing/Things Group
Event Message
Thing Type Event
Message

업데이트
조직화 모니터링온보딩 업데이트

Over-the-air Updates
• 최신 기능 추가를 위한 OTA Update
기반
• 개별 장치의 Update 상태 확인
• 특정 그룹 대상 또는 단 하나의
디바이스 대상 Update
• Update 배포 속도 제어

다양한 형태의 업데이트 대상

업데이트 통제 기능 – JOB

Batch
Agent
AWS
IoT
0
3
2
4
1
5
업데이트를 위한 Job 진행 순서

업데이트 대상 선정

요약
사용자 지정 인증
X.509 인증서
Repository/쉐도우
Thing/Group/Type
플릿 인덱싱/ 검색
그룹 레벨 설정 /
상세 로그 /
이벤트 토픽
OTA
JOB / Job workflow
Edge Device update
온보딩
조직화
모니터링
업데이트

• AWS IoT Device Management 현재 Console / CLI를 통해 사용할 수
있습니다.
• AWS IoT 파트너를 통하여 지원을 받을 수 있습니다.
• AWS IoT JumpStart를 통하여 AWS IoT 마이그레이션을 대비할 수 있습니다.
• IoT 전담 SA 분들이 여러분을 지원할 수 있습니다.
어떻게 IoT 기능을 이용할 수 있을까요?

AWS Summit 모바일 앱과 QR코드를
통해 강연 평가 및 설문 조사에 참여해
주시기 바랍니다.
내년 Summit을 만들 여러분의 소중한
의견 부탁 드립니다.
#AWSSummit 해시태그로 소셜 미디어에 여러분의 행사
소감을 올려주세요.
발표 자료 및 녹화 동영상은 AWS Korea 공식 소셜 채널로
공유될 예정입니다.
여러분의 피드백을 기다립니다!

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