IoTサービスのエッジからクラウドまでServerlessFrameworkで構築する / Deploying-IoT-Service-from-Edge-to-Cloud-with-ServerlessFramework

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Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 4 自己紹介 ◼ 所属 • Acroquest Technology Co., Ltd. ◼ 主な業務分野 • システムアーキテクト • IoTサービス開発 • ビッグデータ処理プラットフォーム • サーバーレス・アーキテクチャ ◼ バックグラウンド • エンタープライズ／ミッションクリティカル • SEPG／開発／マネジメント • Java／Python 鈴木貴典シニアテクニカルアーキテクト Acro = 先端を quest = 探究する

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今回のIoTサービスの構成 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 5 AWS IoT Greengrass Core Lambda Function AWS IoT Core AWS Lambda Amazon DynamoDB IoT Rule エッジデバイス（Raspberry Pi） AWS Cloud Raspberry Pi のモニタリング情報をエッジ側で取得し定期的にクラウドに通知それをクラウド側では時系列データとして保存 CPU温度、CPU使用率、メモリ使用率などを計測し、クラウドに通知受信したデータを随時保存 MQTT

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AWS IoT Core IoTデバイスとAWSクラウドの双方向通信を可能にし、デバイスとのメッセージングやデータ同期などを実現するサービス • デバイスとのセキュアな接続管理 • デバイスの状態の同期 • メッセージブローカーとして振る舞い、デバイスとのMQTTメッセージング処理を実施 • デバイスからのメッセージ処理や、他AWSのサービスとの統合を可能にするSQLベースのルールエンジン • デバイスに対するジョブ実行の定義と管理など

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AWS IoT Greengrass • Lambda 関数のデプロイとデバイス上での実行 • センサー群とLambda関数とのMQTTメッセージング • Lambda関数とAWS IoTとのMQTTメッセージング • デバイスとAWSクラウド間のセキュアな接続 • Dockerコンテナのサポートなどエッジデバイス上で動作し、 AWS IoT 関連のサービスと連携したメッセージングやデータ管理などを実現するモジュール

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Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 8 Analytics Kinesis Data Stream Kinesis Data Firehose Elasticsearch Service SNS SQS Step Functions Integration Lambda IoT Analytics IoT Events Compute S3 CloudWatch DynamoDB IoT その他 IoT Core IoT Greengrass IoT Core を通して様々なAWSのマネージドサービスとシームレスに連携可能

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今回のIoTサービスの構成 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 9 AWS IoT Greengrass Core Lambda Function AWS IoT Core AWS Lambda Amazon DynamoDB IoT Rule エッジデバイス（Raspberry Pi） AWS Cloud CPU温度、CPU使用率、メモリ使用率などを計測し、クラウドに通知受信したデータを随時保存 MQTT クラウド側はサンプルも多く構築しやすい

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今回のIoTサービスの構成 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 10 AWS IoT Greengrass Core Lambda Function AWS IoT Core AWS Lambda Amazon DynamoDB IoT Rule エッジデバイス（Raspberry Pi） AWS Cloud CPU温度、CPU使用率、メモリ使用率などを計測し、クラウドに通知受信したデータを随時保存 MQTT 毎回デプロイするの大変（デバイスに手動でデプロイ）

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Lambda関数 on Greengrass のデプロイ Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 11 デバイス AWSコンソール Lambda関数の登録バージョン／エイリアスの作成 GreengrassへのLambda追加 GreengrassでのLambda動作設定サブスクリプション（メッセージ送信）設定デプロイ実行デプロイメッセージ送信 Lambda関数 on Greengrass 特有の手順

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Lambda のバージョン／エイリアス機能 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 12 Lambda 関数のバージョンバージョンを使用して、AWS Lambda 関数のデプロイを管理できます。たとえば、安定した実稼働バージョンのユーザーに影響を与えることなく、ベータテスト用の新しいバージョンの関数を公開できます。 Lambda 関数のエイリアス AWS Lambda 関数の 1 つ以上のエイリアスを作成できます。Lambda エイリアスは Lambda 関数の特定のバージョンに対するポインタのようなものです。ユーザーはエイリアス ARN を使用して関数バージョンにアクセスできます。

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エッジ側の処理は実際に動かしてみないと分からないことも多い ↓ 何度もデプロイすることになる

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Serverless Framework を使っての対応 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 18 AWS IoT Core AWS IoT Greengrass AWS Lambda Events で標準対応可能 serverless-plugin-greengrass を使って対応可能 https://github.com/daaru00/serverless-plugin-greengrass

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Serverless Framework を使っての対応 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 19 AWS IoT Greengrass Core Lambda Function AWS IoT Core AWS Lambda Amazon DynamoDB IoT Rule エッジデバイス（Raspberry Pi） AWS Cloud ロジックとなる部分（デプロイを繰り返す部分）は Serverless Framework を使ってデプロイ可能 CPU温度、CPU使用率、メモリ使用率などを計測し、クラウドに通知受信したデータを随時保存 MQTT

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Serverless Framework の定義 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 20 functions: pisys_save_messages: handler: pisys_handler.save_message_handler events: - iot: sql: "SELECT * FROM 'gg-example/+/monitor'" Lambda関数 IoT Core ルールクラウド側の定義（IoT Core／Lambda）

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Serverless Framework の定義 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 22 custom: greengrass: groupId: xxxxxxxx-xxxx-xxxx-xxxx-xxxxxxxxxxxx autoDeploy: false defaults: pinned: false memorySize: 16384 # （=16MB） encodingType: json Greengrass グループID sls deploy 時に Greegrassまでデプロイするかエッジ側の定義（Greengrass）①

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Serverless Framework の定義 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 23 functions: pisys_monitor: handler: pisys_monitor_gg_handler.function_handler greengrass: pinned: true accessSysfs: true subscriptions: - target: "cloud" subject: gg-example/# Lambda関数 on Greengrass Lambdaのライフサイクル -> false: オンデマンド -> true : 無制限に実行エッジ側の定義（Greengrass）② /sysにアクセス可能かサブスクリプションの定義

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Lambda関数 on Greengrass のデプロイ Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 25 デバイス AWSコンソール sls deploy sls greengrass deploy デプロイメッセージ送信シンプルなデプロイフローを実現 Serverless Framework を使ってデプロイを簡単に（serverless-plugin-greengrass 込み）

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まとめ Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 26 AWSでのIoTサービスに対して Serverless Framework を活用したデプロイフローを検討 ① AWS IoT Core ＋ AWS IoT Greengrass を活用 ② これによって、クラウド側のデプロイだけでなく、エッジ側へのLambdaのデプロイも自動化 ③ IoTサービスの開発において、デプロイの手間がかかる部分も解消され、サーバーレスのメリットが拡大 ④ 開発サイクルも高速化

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付録 Copyright © Acroquest Technology Co., Ltd. All rights reserved. 27 ⚫ AWS IoT Core ドキュメント • https://docs.aws.amazon.com/iot/index.html ⚫ AWS IoT Greengrass ドキュメント • https://docs.aws.amazon.com/greengrass/index.html ⚫ 今回のサンプル • https://github.com/takanorig/aws-greengrass-lambda