SORACOM Conference "Discovery" 2018 F4. IoT システム 最新アーキテクチャ・リファレンス ～デバイスからクラウドまでの最適解を求めて～ 株式会社ソラコム テクノロジー・エバンジェリスト/事業開発マネージャー 松下 享平

1. IoT システム
最新アーキテクチャ・リファレンス
SORACOM Conference “Discovery” 2018
F-4
株式会社ソラコム
テクノロジー・エバンジェリスト 松下 享平 (ma2shita / max)

2. Thanks to our Sponsors

3. 本日のハッシュタグ
#discovery2018
@SORACOM_PR
https://www.facebook.com/soracom.jp/

4. 自己紹介
株式会社ソラコム / テクノロジー・エバンジェリスト
松下 享平 (まつした こうへい) “max”
静岡県民 🗻 新幹線通勤族 🚅
前職: 東証二部ハードウェア・メーカーで
IoT事業のコーディネート
好きなソラコムサービス
• SORACOM Air メタデータサービス
• SORACOM Funnel
• soracom-cli
Facebook, Twitter: ma2shita
NEW!!!

5. 再現・再利用な
形式知へ
アーキテクチャ・リファレンスとは
設計や運用の
ノウハウ
属人的
暗黙知
無理なく
無駄なく
素早い IoT システムの構築

6. 生産性の違い
生産性に100倍以上の差が出る時代
https://www.slideshare.net/SORACOM/soracom-technology-camp-2018-a2-iot/41

7. 本セッションの目的
「知らなかった」ことによる
あらゆる機会損失を減らす

8. アーキテクチャ・リファレンス
• 現場からのデータを収集、可視化・分析
• サイネージコンテンツ配信
• IP カメラ リモート制御
• センサー／アクチュエーター リモート制御
• 通信回線バンドルデバイス
• レトロフィット
• Insecure 伝送、レガシー I/F

9. 現場からのデータを収集、可視化・分析
• Wi-Fi や、有線で接続できないような
場所からのデータ収集を行うためには？
• 数日から数週間といった短期間で
“データ分析による結果” を出すには？
• 無人の運用でもインターネットからの
脅威からデバイスを守るためには？

10. 現場からのデータを収集、可視化・分析
マイコンや
SBC
モデム
SORACOM Funnel
SORACOM Harvest
SORACOM Lagoon
HTTP
TCP
UDP
• メガクラウド PaaS
• パートナー ソリューション
管理者や開発者
運用担当者など
極短期に実現する
クイックソリューション
要件によりマッチさせる
ソリューション
アラート

11. 「どこでもつながる」を IoT デバイスに
Wi-Fi AP 等の
ゲートウェイ装置
ISP との契約回線工事 クラウド電波検証
配線工事
デバイス
SORACOM との契約 クラウド電波検証デバイス
調達から回線開通
制御まで
オンラインで
スマートフォン 携帯電話会社との契約 クラウド

12. 「どこでもつながる」を IoT デバイスに
SBC
(シングルボードコンピュータ)
セルラーモデム セルラーモデム付き
マイコン
スマートフォン

13. お客様事例: 日の丸自動車興業様
東京駅周辺の
無料巡回バスの位置と
到着時間を配信
バスに搭載したスマホからGPS
データを送信、独自の位置情報補
正技術で、対応するスマホアプリ
や周辺施設のサイネージで
リアルタイムでバス情報を通知
（協力パートナー：ヴァル研究所)

15. SORACOM Air のデフォルトセキュリティ
デバイスには 10.128.0.0/9 (プライベート IP) の範囲からアドレスが割り当たる
SORACOMのゲートウェイは100.64.0.0/10 のネットワークに存在
インターネット通信する際には SORACOM がグローバル IP アドレスに NAT
100.64.0.0/10
SORACOM10.128.0.0/9
デバイスのIPアドレス
インターネット
3G/LTE(GTP) NAT
侵入経路が無い 不届き者

16. “SORACOM Air” を選択する
「ここにスマートフォンの通信があれば」
「デフォルトで安全な無線通信ネットワークを」
「明日にでもクラウド連携をして結果を出したい」

17. サイネージコンテンツ配信 アーキテクチャ
• サイネージ端末へのコンテンツ配信を
一括・個別どちらでも柔軟に
• 運用負荷の軽減と現場による回復力
• ファームウェアの画一化による
ハードウェア交換や調達
• コンテンツサーバ設計、構築、維持
• 現場の宝刀「再起動」

18. サイネージコンテンツ配信 アーキテクチャ
サイネージ
コンテンツ
• 再生中コンテンツ名
• 配信希望コンテンツ名
• コンテンツ取得先 URL
“配信希望コンテンツ名” と
ローカルの “再生中コンテンツ” を比較し、
不一致ならば 《コンテンツ取得》 を実行
“コンテンツ取得先 URL” からダウンロード、サイネージコンテンツの更新や再生が成功したら ロー
カルと SORACOM Air メタデータサービス 双方の“再生中コンテンツ” を更新
定期実行
実行
ローカル メタデータ
取得
取得
“再生中コンテンツ” の
更新
ダウンロード
URL の取得
コンテンツ再生
コンテンツのアップロードと
URL の取得
“配信希望コンテンツ名” と
“コンテンツ取得先 URL” の更新
《再生コンテンツチェック》
《コンテンツ取得》
マイコン
SBC
モデム
クラウドストレージ
管理者
ディスプレイ
SORACOM Air
メタデータサービス
• 再生中コンテンツ名

19. サイネージコンテンツ配信 アーキテクチャ
SORACOM Air メタデータサービス
• SIM 毎もしくは SIM グループ毎に
タグ (Key-Value 形式) で設定可能
• メタデータサービス URL はすべての SIM で同じだが、
取得できる情報は SIM に紐づいた固有値が取得でき
るため、デバイス側に URL を割り当てる必要が無い
ローカル メタデータ
• “再生中コンテンツ名” を定期的に SORACOM Air メタ
データサービス側へ報告する仕組みを加えることで、他
プロセス外からのコンテンツ更新にも対応可能
• 即時性が必要であれば SMS や MQTT 、SORACOM
Inventory を用いて《再生コンテンツチェック》を即時
起動させる
• 再起動時や GPIO トリガーによりクリーンアップすること
で「常に不一致」を作ることができるため、ダウンロード
を強制できる
クラウドストレージの活用
• サーバの構築や負荷分散設計が不要になるため、
運用負荷が軽減できる
• Amazon S3, Azure BLOB Storage, Google
Cloud Storage 等
• ダウンロードは時差をつけることネットワークトラ
フィックの最適化が可能
• URL のハッシュ化や期限付き URL で
難読化
• 外部からのコンテンツアクセスを確実に防ぎた
い場合は、SORACOM Canal といった閉域網
サービスと組み合わせることも可能
• file:// スキーマなどにも対応させれば SD カード
等からもロード可能

20. IP カメラ リモート制御 アーキテクチャ
IP ベースのカメラをインターネットからの
脅威から保護しつつ、安全に
リモート制御したい

21. IP カメラ リモート制御 アーキテクチャ
― SORACOM Air Peering パターン
SORACOM Gate
SIM 間通信は
デフォルト NG
インターネット
IP カメラ
管理端末
インターネットからの
直接アクセスは NG
セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
API
ゲートウェイの IP を
取得
※ゲートウェイの IP を
固定化
※ 静的 NAT 等

22. IP カメラ リモート制御 アーキテクチャ
― 閉域網パターン
SORACOM Gate
インターネット
SORACOM Gate 接続用
インスタンス
SORACOM Canal
Direct
Door
IP カメラ セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
インターネットからの
直接アクセスは NG
VPN 等※ 静的 NAT 等

23. お客様事例: フルタイムシステム様
SORACOM AirとGateを活用して
設置場所のインフラに
依存せずセキュアな通信でロッ
カーを制御
宅配ボックスの遠隔監視、操作
による様々なサービスとサポート
を提供

24. センサー／アクチュエーター リモート制御アー
キテクチャ
デバイスのその先にあるセンサーを
読み取ったり、アクチュエーターを
制御したい

25. センサー／アクチュエーター リモート制御アー
キテクチャ
マイコン
SBC
モデム
窓開閉モーター
温湿度センサー
《センサー読み取り》
照度センサー
《モーター制御》
《センサー読み取り》
窓
SORACOM
Lagoon
SORACOM
Inventory
Agent
SORACOM
Harvest
SORACOM
Inventory
API
管理者
開発者
分析基盤
運用担当者

26. センサー／アクチュエーター リモート制御アー
キテクチャ
SORACOM Inventory
• Observe によるセンサーデータの送
信と SORACOM Harvest への保存
• API からの Execute による
デバイス制御
SORACOM Harvest
• SORACOM Lagoon の
ストレージとして利用
• 管理者向けログストレージ
SORACOM Lagoon
• 権限を限定したユーザ
(e.g. 運用担当者) 向けのビュー
• 条件に応じたアラート送信を
基にした分析と自動実行
フィードバックセンサー
• デバイス制御の結果を別のセンサー
によって Execute 結果を判定
自動系も人間系も
• 自動管理による省力化を前提に、管
理者だけでなく運用担当者の存在も
含めた人間系の I/F も準備

28. 通信回線バンドルデバイス アーキテクチャ
「モノ売りから、サービスへ」
転換するために通信回線を組み込んだ
デバイスで定期収入源としたい

29. 通信回線バンドルデバイス アーキテクチャ
IMEI
ロック
IMEI IMSI
センシング
データ
ログ
ファーム
ウェア
SORACOM Beam ログ/モニタリング
SaaS
eSIM
SORACOM Inventory
トラフィック監視・制限
業務システム
API
イベントハンドラ
SORACOM Funnel ユーザ向け
アプリケーション
Wi-Fi オフロード
SORACOM Air メタデータサービス設定情報
SORACOM Krypton Krypton 対応
認証プロバイダ
SORACOM
Inventory
Agent

30. 通信回線バンドルデバイス アーキテクチャ
トラフィック監視・制御
• 通信量に応じた速度変更や回線停止で
ビジネス影響を最小限に
• SORACOM Junction で異常通信の監
視とトリガー
メタデータサービス
• 設定情報を SIM に紐づけて SORACOM
側に保存することで、ファームウェアの個
別化を取り払う
IMEI ロック
• IMEI と IMSI が一致した時のみ通信可
能、他への転用を防ぐ
SORACOM Krypton + Wi-Fi オフロード
• ログ/モニタリング SaaS へのアクセス
トークンを Krypton で入手し Wi-Fi で送
信
API 連携
• 業務システムからの要求や、 SIM の状
態変化に応じたフックの受信で業務の自
動化

31. お客様事例: WHILL様
パーソナルモビリティに
SORACOM
機器の動作ログ取得に
SORACOM Beam
機器からSORACOMまではUDP、そこか
ら先をHTTPSとし、
電力消費とセキュリティを両立

32. “レトロフィット” アーキテクチャ
レガシー設備の IoT 化
レガシーを否定しない
価値あるデータは
レガシーの中に
• Insecure 伝送に立ち向かう
• Modbus
• FTP
• レガシー I/Fに立ち向かう
• ストレージ型
• 外部 I/F 無し

33. ポーリングアップロード アーキテクチャ
Modbus
スレーブ
Modbus マスター &
セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
SORACOM Funnel
• メガクラウド PaaS
• パートナー アダプタ
SORACOM Harvest
管理者や開発者
運用担当者など
アラート
SORACOM Lagoon

34. セキュア・サーバアクセス アーキテクチャ
SORACOM GateFTP サーバ
機能付き
PLC
管理端末
セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
※ 静的 NAT 等
SORACOM Gate 接続用
インスタンス
SORACOM Canal
Direct
Door

35. ダイレクトアップロード アーキテクチャ
FTP サーバ
インスタンス
SORACOM Canal
Direct
Door
FTP
アップロード
機能付き PLC
セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
クラウド
ストレージ
マウント
その他の
クラウドサービスへ
連携

36. ダイレクトアップロード アーキテクチャ
閉域網
• 無線通信区間はセルラー通
信による暗号化がされており、
その先のネットワークもイン
ターネットと隔離されているた
め、上位プロトコルでの暗号化
が不要
FTP サーバとクラウドストレージ
のマウント
• 仮想マシンからクラウドスト
レージをマウントし、FTP サー
バで使用するディレクトリとす
ることで、 FTP クライアントか
らの送受信を透過的にクラウ
ドストレージへ転送する
• EC2 と Amazon S3 ならば
goofys 等

37. ストレージ I/F のみデバイス アーキテクチャ
SD カード等の
ストレージ I/F を
持っている PLC
Wi-Fi 機能付き
SD カード
この写真 の作成者 不明な作成者 は CC BY-SA のライセンスを許諾されています
Wi-Fi AP &
セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
SORACOM
Funnel • メガクラウド PaaS
• パートナー アダプタ
運用担当者など
アラート
SORACOM
Lagoon
SORACOM Harvest
管理者や開発者

38. ストレージ I/F のみデバイス アーキテクチャ
https://iot.kyoto/2018/07/02/3627/

39. インターフェイス・レス アーキテクチャ
外部 I/F の無い
7 セグ制御盤
IP カメラ セルラーモデム搭載
ゲートウェイ
画像解析エンジン
テキスト
画像
SORACOM
Beam
画像解析エンジン
SORACOM
Funnel Amazon Kinesis
Video Streams
Amazon Kinesis Video Streams 対応の SORACOM
Funnel アダプタ は Limited Preview
(2018年7月現在)
SORACOM
Funnel • メガクラウド PaaS
• パートナー アダプタ
SORACOM Krypton Krypton 対応
認証プロバイダ
有線オフロード

40. お客様事例: マツダ様
ネットワークカメラから取得した
性別、年齢、新規/リピーター、
感情をメタデータ化し、送信
展示会に設置したカメラか
ら取得した属性情報の通
信にSORACOM
(協力パートナー：株式会社アロバ様)

41. アーキテクチャ・リファレンス
• 現場からのデータを収集、可視化・分析
• サイネージコンテンツ配信
• IP カメラ リモート制御
• センサー／アクチュエーター リモート制御
• 通信回線バンドルデバイス
• レトロフィット
• Insecure 伝送、レガシー I/F

42. IoT通信プラットフォーム SORACOM
SORACOM のグローバルなインフラ
世界中の国・地域で利用可能
ライブラリ & SDKs
CLI(Go), Ruby, Swift
Web インターフェース
User Console
データ転送支援
SORACOM Beam
クラウドアダプタ
SORACOM Funnel
データ収集・蓄積
SORACOM Harvest
プライベート接続
SORACOM
Canal
デバイスLAN
SORACOM
Gate
IoT 向けデータ通信
SORACOM Air
Cellular (2G, 3G, LTE) / LPWA (LoRaWAN, Sigfox, LTE-M)
専用線接続
SORACOM
Direct
仮想専用線
SORACOM
Door
API
Web API, Sandbox
データ通信
ネットワーク
データ転送
インタフェース
SIM認証・証明
SORACOM Endorse
デバイス管理
SORACOM Inventory
透過型
トラフィック処理
SORACOM
Junction
ダッシュボード作成・共有
SORACOM Lagoon
セキュアプロビジョニング
SORACOM Krypton
デバイス支援
アクセス権限管理
SORACOM Access
Management
アプリケーション
データ活用

43. お客様フィードバックを基に迅速な開発

44. 必要な部品を
必要なだけ組み合わせる
作る前に調べる
「作らない、利用する」

45. ディベロッパー向けコミュニティ
SORACOM User Group Japan 日本全国拡大中！
東京・大阪・東海・信州・宮城・山形・広島・四国・九州・農業活用コミュニ
ティ

46. ナイトイベント！
第一弾
18:15~SORACOM User Group Tokyo 開催
SORACOM クイズ+ LT 大会！
第二弾
19:30~懇親会@Hobgolins Akasaka

47. SORACOM の願い
クラウド ⇒ 多くのビジネス、Webサービス
SORACOM ⇒ 多くのIoTビジネス、システム
たくさんの
IoTプレイヤーが生まれますように

48. 世界中のヒトとモノをつなげ
共鳴する社会へ