IoT 배포 소프트웨어의 복잡성 마스터
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IoT 배포 소프트웨어의 복잡성 마스터
장치 관리: IoT 배포의 복잡성을 해결하는 방법
성공적인 IoT 장치 수명주기 관리를 위한 가이드
백서 | 2021년 XNUMX월
소개
사물 인터넷(IoT)은 다양한 영역에서 비즈니스 효율성을 획기적으로 높이고 완전히 새로운 비즈니스 모델을 창출할 수 있는 힘을 가지고 있습니다. 연결된 스마트 기기와의 실시간 양방향 통신을 통해 기기에서 수집된 귀중한 데이터를 받을 수 있을 뿐만 아니라 자동 및 원격으로 유지 관리를 수행할 수 있습니다. 따라서 기업을 위한 IoT 솔루션을 성공적으로 배포하려면 모든 IoT 솔루션의 기반인 장치 관리를 고려하는 것이 중요합니다.
기업은 전체 장치 수명 주기 동안 관리해야 하는 이기종 장치로 구성된 복잡한 IoT 장치 환경을 기대할 수 있습니다. IoT 관련 시나리오는 점점 더 복잡해지고 있으며 더 정교한 명령을 실행해야 합니다. 데스크톱 컴퓨터, 스마트폰, 태블릿의 운영 체제와 마찬가지로, IoT 게이트웨이 및 엣지 장치는 보안을 강화하고, 새로운 애플리케이션을 배포하거나, 기존 애플리케이션의 기능을 확장하기 위해 소프트웨어 업데이트 또는 구성 변경 형태로 빈번한 관리가 필요합니다. 이 백서는 성공적인 엔터프라이즈 IoT 전략을 위해 강력한 장치 관리가 핵심인 이유를 보여줍니다.
8가지 IoT 장치 관리 사용 사례
장치 관리: 미래 지향적인 IoT 배포의 핵심
보고서를 읽어보세요
Bosch IoT Suite는 장치 관리를 위한 선도적인 IoT 플랫폼으로 평가되었습니다.
IoT 솔루션 시나리오에는 일반적으로 장치 연결이 포함됩니다. Web지원되는 장치는 직접 연결할 수 있지만 그렇지 않은 장치는 web-활성화되면 게이트웨이를 통해 연결됩니다. 끊임없이 진화하는 장치의 이질성과 다양성은 엔터프라이즈 IoT 아키텍처를 정의하는 요소입니다.
엔터프라이즈 IoT 배포의 복잡성
2.1. 장치 및 소프트웨어의 다양성
초기 프로토타이핑 단계에서tage, 장치가 어떻게 연결될 수 있는지, 장치 데이터를 분석하여 어떤 값을 얻을 수 있는지를 보여주는 것이 주요 목표입니다. 이 초기에 배포하는 회사tag풍부한 기능을 갖춘 장치 관리 솔루션을 고려하지 않으면 점점 늘어나는 장치 및 소프트웨어 구성을 처리할 수 없게 될 것입니다. 회사의 IoT 이니셔티브가 확장됨에 따라 IoT 솔루션에는 다양한 장치와 연결 메커니즘이 포함되어야 합니다. 다양하고 분산된 장치를 사용하면 운영 팀도 여러 펌웨어 버전을 처리해야 합니다.
최근에는 더 큰 엣지 장치가 더 복잡한 명령을 처리할 수 있게 되면서 엣지에서 더 많은 처리 및 계산을 수행하는 방향으로 전환되고 있습니다. 분석에서 최대 가치를 추출하려면 이를 위한 소프트웨어를 지속적으로 업데이트해야 하며, 운영 팀에는 효율적인 원격 유지 관리를 가능하게 하는 중앙 도구가 필요합니다. 솔루션의 다양한 부분이 공통 장치 관리 플랫폼을 사용할 수 있도록 하는 서비스를 제공하면 운영 효율성이 향상되고 출시 시간이 크게 단축됩니다.
알고 계셨나요? 이미 전 세계 15만 개 이상의 장치가 Bosch의 IoT 플랫폼을 통해 연결되어 있습니다.
2.2. 규모
많은 IoT 프로젝트는 개념 증명으로 시작하여 제한된 수의 사용자와 장치를 대상으로 한 파일럿으로 이어지는 경우가 많습니다. 그러나 점점 더 많은 장치를 통합해야 함에 따라 회사에는 전 세계적으로 분산되어 증가하는 다양한 연결된 장치를 쉽게 관리, 모니터링 및 보호할 수 있는 애플리케이션 또는 API가 필요합니다. 즉, 처음부터 다양한 배포 시나리오로 확장할 수 있는 장치 관리 솔루션을 찾아야 합니다. 여기서 좋은 조언은 크게 생각하되 작게 시작하라는 것입니다.
2.3. 보안
보안은 소규모 배포에도 장치 관리 플랫폼이 필요한 가장 확실한 이유 중 하나입니다. 정부는 모든 IoT 제품이 패치 가능하고 최신 산업 보안 표준을 충족하도록 요구하는 법안을 도입하고 있습니다. 이를 염두에 두고 모든 IoT 솔루션은 보안을 기본 요구 사항으로 설계해야 합니다. IoT 장치는 비용 요인으로 인해 제한되는 경우가 많으며 이로 인해 보안 기능이 제한될 수 있습니다. 그러나 제한된 IoT 장치라도 보안 변경 및 버그 수정으로 인해 펌웨어 및 소프트웨어를 업데이트할 수 있어야 합니다. 보안을 무시할 여유가 없습니다.
IoT 장치 수명주기 관리
엔터프라이즈 IoT 시스템은 수년 동안 지속될 것으로 예상되므로 장치 및 애플리케이션의 전체 수명 주기에 대해 설계하고 계획하는 것이 중요합니다.
이 수명주기에는 보안, 사전 시운전, 시운전, 운영 및 폐기가 포함됩니다. IoT 수명 주기를 관리하는 것은 매우 복잡하며 광범위한 기능이 필요합니다. 여기서는 IoT 장치 수명 주기의 몇 가지 일반적인 구성 요소를 강조하는 것을 목표로 합니다. 그러나 세부 사항은 사용되는 장치 관리 프로토콜의 유형에 따라 달라집니다.
3.1. 엔드투엔드 보안
장치 인증은 보안 통신 링크를 설정할 때 특히 중요합니다. IoT 장치는 장치별 보안 자격 증명을 사용하여 인증되어야 합니다. 이를 통해 운영팀은 위협으로 간주되는 장치를 식별하고 차단하거나 연결을 끊을 수 있습니다. 장치를 인증하는 한 가지 방법은 생산 중에 장치별 개인 키와 장치의 해당 디지털 인증서(예: X.509)를 제공하고 해당 인증서의 정기적인 현장 업데이트를 제공하는 것입니다. 인증서는 모든 유형의 연결에 대한 암호화를 보장하는 상호 인증 TLS와 같이 잘 정립되고 표준화된 검증 메커니즘을 기반으로 백엔드 액세스 제어를 가능하게 합니다. 장치 관리 솔루션은 필요한 경우 인증서를 취소할 수도 있어야 합니다.
3.2. 사전 시운전
장치 관리를 위해서는 연결된 장치에 에이전트를 배포해야 합니다. 이 에이전트는 자동으로 작동하여 장치를 모니터링하는 소프트웨어입니다. 또한 원격 장치 관리 소프트웨어가 장치와 통신할 수 있도록 해줍니다.amp파일, 명령을 보내고 필요할 때 응답을 받습니다. 인증을 위해 유효한 자격 증명을 사용하여 원격 장치 관리 시스템에 자동으로 연결되도록 에이전트를 구성해야 합니다.
3.3. 시운전
3.3.1. 기기 등록
IoT 장치를 처음 연결하고 인증하기 전에 시스템에 등록해야 합니다. 장치는 일반적으로 일련번호, 사전 공유 키 또는 신뢰할 수 있는 기관에서 발급한 고유 장치 인증서를 기반으로 식별됩니다.
3.3.2. 초기 프로비저닝
IoT 장치는 공장 설정으로 고객에게 배송됩니다. 즉, 고객별 소프트웨어 구성, 설정 등이 없습니다. 그러나 장치 관리 시스템은 사용자를 IoT 장치에 연결하고 초기 프로비저닝 프로세스를 수행하여 다음을 수행할 수 있습니다. 사용자 개입 없이 필요한 소프트웨어 구성 요소, 구성 등을 자동으로 배포합니다.
3.3.3. 동적 구성
IoT 애플리케이션은 매우 단순하게 시작하여 시간이 지남에 따라 더욱 성숙해지고 복잡해질 수 있습니다. 이를 위해서는 동적 소프트웨어 업데이트뿐만 아니라 사용자 개입이나 서비스 중단 없이 수행되는 구성 변경도 필요할 수 있습니다. 새로운 로직을 배포하거나 서비스 애플리케이션 업데이트를 수행하는 것은 다운타임 없이 완료되어야 합니다. 동적 구성은 하나의 특정 IoT 장치, IoT 장치 그룹 또는 등록된 모든 IoT 장치에만 적용될 수 있습니다.
3.4. 운영
3.4.1. 모니터링
복잡한 IoT 장치 환경에서는 이상을 표시하는 중앙 대시보드가 필요합니다.view 장치 상태나 센서 데이터를 기반으로 알림 규칙을 구성할 수 있는 기능이 있습니다. 자산의 규모와 다양성으로 인해 특정 기준을 사용하여 장치 그룹을 유연하고 동적으로 생성할 수 있는 능력은 효율적인 운영과 차량 모니터링에 중요합니다.
장치 자체의 경우, 오작동이 발생할 경우 최소한 자동으로 재부팅하거나 가급적이면 자율적으로 문제를 해결할 수 있도록 감시 장치를 갖추는 것도 중요합니다.
3.4.2. 관리 가능한 장치 유형 IoT 배포 시나리오는 도메인 및 애플리케이션에 따라 달라질 수 있습니다. 최신 엣지 장치는 기능과 연결 방법이 다르며 IoT 솔루션은 다양한 대상 플랫폼 유형을 지원해야 합니다.
엔터프라이즈 IoT 솔루션은 기능이 제한되어 있고 인터넷을 통해 직접 연결할 수 없고 게이트웨이를 통해 연결할 수 있는 소규모 유형의 에지 장치를 처리해야 하는 경우가 많습니다. 다음 섹션에는 가장 일반적인 유형의 IoT 장치가 나열되어 있습니다.
1. 소형 마이크로컨트롤러
소형 마이크로컨트롤러는 비용 효율적이고 에너지가 제한된 장치이며 일반적으로 배터리로 구동되며 원격 측정 사용 사례와 같은 기본 에지 기능에 매우 적합합니다. 이는 고객별로 특화되어 있으며 일반적으로 내장되어 있으며 이를 위한 소프트웨어는 제품 설계 프로세스의 일부로 개발됩니다. 이를 통해 IoT 지원 장치를 만드는 데 필요한 사용자 정의 작업을 줄일 수 있습니다. 소형 마이크로 컨트롤러는 원격 구성 및 펌웨어 업데이트와 같은 장치 관리 기능을 지원합니다.
- 운영 체제: FreeRTOS, TI-RTOS, Zypher 등의 실시간 운영 체제
- 참조 장치: ESP 보드, STMicro STM32 Nucleo, NXP FRDM-K64F, SiliconLabs EFM32GG-DK3750, XDK 크로스 도메인 개발 키트
2. 강력한 마이크로컨트롤러
강력한 마이크로 컨트롤러는 하드웨어 측면에서 게이트웨이와 유사하지만 소프트웨어 측면에서는 단일 목적 장치라는 점에서 다릅니다. 리소스 및 장치 추상화, 기록, 소프트웨어 및 펌웨어 업데이트, 소프트웨어 패키지 관리, 원격 구성 등과 같은 고급 엣지 컴퓨팅 기능을 제공합니다.
- 운영 체제: 임베디드 리눅스
- 참조 장치: B/S/H 시스템 마스터
3. 게이트웨이
게이트웨이 또는 라우터는 스마트 홈, 지능형 건물 및 산업 환경에서 매우 일반적입니다. 이러한 장치는 다양한 통신 프로토콜을 사용하여 다수의 에지 장치와 연결해야 하므로 매우 강력할 수 있습니다. 게이트웨이는 리소스 및 장치 추상화, 기록, 분석, 소프트웨어 및 펌웨어 업데이트, 소프트웨어 패키지 관리, 원격 구성 등과 같은 고급 엣지 컴퓨팅 기능을 제공합니다. 또한 게이트웨이를 통해 연결된 장치에서 펌웨어 관리를 수행할 수도 있습니다. 나중에 설정에 추가할 수도 있습니다.tage 그리고 시간이 지남에 따라 변하는 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다.
- 운영 체제: 임베디드 리눅스
- 참조 장치: Raspberry Pi, BeagleBone, iTraMS Gen-2A, Rexroth ctrl
4. 게이트웨이로서의 모바일 장치
최신 스마트폰은 게이트웨이로 사용될 수 있으며 스마트 홈 시나리오에 매우 편리합니다. 정기적인 업데이트가 필요한 WiFi 및 Bluetooth LE 장치에 대한 프록시 연결을 제공합니다. 게이트웨이로 사용되는 모바일 장치는 장치 에이전트의 업데이트 및 원격 구성을 허용합니다.
- 운영 체제: iOS 또는 Android
- 참조 장치: 주류 스마트폰 장치
5. 5G 엣지 노드 산업 목적과 특정 환경 요구 사항에 적합한 5G 엣지 노드는 현장 데이터 센터에서 자주 사용되며 기존 장치에 5G 확장으로 배포될 수 있습니다. 리소스 및 장치 추상화, 기록, 분석, 소프트웨어 및 펌웨어 업데이트, 원격 구성, 소프트웨어 패키지 관리 등과 같은 널리 사용되는 기능을 제공합니다.
- 운영 체제 : Linux
- 참조 장치: x86 기반 하드웨어
장치 관리 시스템은 HTTP, MQTT, AMQP, LoRaWAN, LwM2M 등과 같은 다양한 네트워크 프로토콜을 통해 연결될 수 있는 이러한 모든 유형의 IoT 장치를 혼합하여 관리할 수 있어야 합니다. 어떤 경우에는 필요할 수도 있습니다. 독점 관리 프로토콜을 구현합니다.
다음은 널리 사용되는 몇 가지 연결 프로토콜에 대한 간략한 설명입니다.
MQTT 작은 코드 공간이 필요한 원격 위치와의 연결에 유용한 경량 게시/구독 IoT 연결 프로토콜입니다. MQTT는 펌웨어 업데이트와 같은 특정 장치 관리 작업을 수행할 수 있으며 Lua, Python 또는 C/C++와 같은 다양한 프로그래밍 언어에 사용할 수 있습니다.
LwM2M
제한된 장치의 원격 관리 및 관련 서비스 활성화를 위해 설계된 장치 관리 프로토콜입니다. 펌웨어 업데이트 및 원격 구성과 같은 장치 관리 작업을 지원합니다. REST를 기반으로 한 현대적인 아키텍처 설계를 특징으로 하며 확장 가능한 리소스 및 데이터 모델을 정의하고 CoAP 보안 데이터 전송 표준을 기반으로 구축됩니다.
LPWAN 프로토콜(LoRaWAN, Sigfox)
IoT 프로토콜은 스마트 시티와 같은 광역 네트워크의 제한된 장치에 적합합니다. 절전 구현으로 인해 배터리 용량이 제한된 리소스인 사용 사례에 적합합니다.
3.4.3. 대용량 장치 관리
대량 장치 관리라고도 하는 대량 장치 관리는 아직 확장되지 않은 소규모 IoT 배포에서는 간과되는 경우가 많습니다. 처음에는 간단한 장치 관리 조치로 충분할 수 있지만 다양한 장치를 사용하는 IoT 프로젝트의 규모와 다양성이 커지면서 제한될 것입니다. 동적 계층 구조와 자산의 임의 논리적 그룹화를 쉽게 생성하여 장치 관리 조치를 대규모로 적용할 수 있으면 배포 및 유지 관리 효율성을 높이는 데 도움이 됩니다. 이러한 조치는 펌웨어 및 소프트웨어 업데이트부터 개별 장치의 입력을 고려하는 복잡한 스크립트 실행까지 다양합니다. 또한 대량 장치 관리 조치는 일회성 작업 또는 반복적이고 자동화된 규칙으로 설정된 여러 실행 시나리오를 통해 미세 조정될 수 있으며, 즉각적으로 무조건 시작되거나 사전 정의된 이벤트, 일정, 제약 조건 및 조건에 의해 트리거될 수 있습니다. 이러한 핵심 기능은 또한 장점이 될 것입니다tage 개발팀이 A/B 테스트를 수행하는 경우 camp얼라인 관리.
3.4.4. 소프트웨어 및 펌웨어 관리 및 업데이트
장치 관리에는 전 세계적으로 분산된 장치의 소프트웨어 및 펌웨어를 중앙에서 업데이트하는 기능이 필요합니다. 여기에는 펌웨어를 장치 집합에 푸시하는 것과 펌웨어 패키지와 독립적인 소프트웨어 패키지를 푸시하는 복잡한 엣지 처리의 출현이 포함됩니다. 이러한 소프트웨어 출시는 다음과 같아야 합니다.tag연결이 끊어지는 경우에도 안정성을 보장하기 위해 여러 장치에 걸쳐 적용됩니다. 대부분의 자산이 전 세계에 분산된 원격 환경에 배포되므로 미래 지향적 IoT 솔루션은 무선으로 업데이트할 수 있어야 합니다. 효과적인 지속적인 소프트웨어 및 펌웨어 유지 관리를 위해서는 사용자 정의 논리 그룹을 생성하고 이러한 작업을 자동화하는 것이 매우 중요합니다.
보쉬 IoT 원격 관리자
알고 계셨나요? Bosch IoT Suite는 Daimler의 펌웨어 무선 업데이트를 지원하는 핵심 요소입니다. 약 400만 명의 자동차 소유자는 이미 새로운 버전의 자동차 소프트웨어를 받고 있습니다.amp즉, 인포테인먼트 시스템은 셀룰러 네트워크를 통해 편리하고 안전하게 업데이트됩니다. 즉, 더 이상 소프트웨어 업데이트를 받기 위해 대리점을 방문할 필요가 없습니다. Bosch IoT Suite는 무선 업데이트를 수신하는 차량용 통신 허브입니다.
3.4.5. 원격 구성
구성을 원격으로 수정할 수 있다는 것은 운영팀에게 매우 중요합니다. 일단 출시되면 현장의 장치는 생태계의 발전에 보조를 맞출 수 있도록 자주 업데이트되어야 합니다. 여기에는 클라우드 측 변경 등이 포함될 수 있습니다. URL클라이언트 인증 재구성, 재연결 간격 증가 또는 감소 등이 있습니다. 복잡한 규칙에 따라 대량 측정을 트리거하고 예정된 시간에 반복 가능한 방식으로 실행하는 기능이 가장 중요하기 때문에 대량 관리 기능은 모든 구성 관련 작업을 보완합니다. 운영을 위해.
3.4.6. 진단
IoT 배포는 가동 중지 시간을 최소화하고 운영을 간소화하기 위한 지속적인 모니터링 및 진단을 포함하는 지속적인 프로세스입니다. 장치가 원격 위치에 있는 경우 관리 감사 로그, 장치 진단 로그, 연결 로그 등에 대한 액세스는 문제 해결을 위한 가장 중요한 기능 중 하나입니다. 추가 분석이 필요한 경우 장치 관리 시스템은 자세한 로깅을 원격으로 트리거하고 로그를 다운로드할 수 있어야 합니다. file분석을 위해 귀중한 시간을 절약하고 운영 효율성을 향상시킵니다.
3.4.7. 통합
즉시 사용 가능한 서비스를 채택하지 않는 한, 엔터프라이즈 IoT 솔루션은 일반적으로 외부 서비스를 통합하거나 사용자 인터페이스 및 워크플로우를 사용자 정의할 수 있는 풍부한 API 세트를 통해 장치 관리 기능에 액세스해야 합니다. 오픈 소스 개발 시 REST 및 Java API와 같은 언어별 API를 제공하는 것은 원격 연결 및 관리 사용 사례를 충족하기 위한 표준입니다.
3.5. 해체
폐기는 전체 IoT 솔루션 또는 전용 구성 요소에만 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어amp즉, 단일 장치를 교체하거나 폐기합니다. 그런 다음 인증서를 취소하고 기타 기밀 또는 민감한 데이터를 안전한 방법으로 삭제해야 합니다.
결론
사물 인터넷을 현실로 만드는 것은 다양한 비즈니스 혁신에 영감을 주는 변혁적인 여정입니다.
IoT 혁신의 수가 증가함에 따라 기업은 이 여정의 시작부터 최적의 장치 관리 플랫폼을 선택하는 것이 중요합니다. 이 플랫폼은 끊임없이 진화하는 기업 IoT 환경의 이질성과 다양성에 대처할 수 있어야 하며, 전체 수명 주기 동안 점점 늘어나는 연결된 장치를 관리할 수 있어야 합니다.
Bosch IoT Suite는 IoT 솔루션을 위한 완벽하고 유연한 오픈 소스 기반 소프트웨어 플랫폼입니다. 자산 및 소프트웨어 관리를 포함하여 전체 장치 수명 주기에 걸쳐 장치 관리 시나리오를 해결하기 위해 확장 가능하고 기능이 풍부한 서비스를 제공합니다. Bosch IoT Suite는 온프레미스 및 클라우드 배포를 위한 전용 솔루션을 통해 장치 관리를 처리합니다.
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