Configurare un dispositivo IoT Edge come gateway trasparente

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Si applica a:IoT Edge 1.4 checkmark IoT Edge 1.4

Importante

IoT Edge 1.4 è la versione supportata. Se si usa una versione precedente, vedere Aggiornare IoT Edge.

Questo articolo fornisce istruzioni dettagliate per la configurazione di un dispositivo IoT Edge in modo che funzioni come gateway trasparente per consentire ad altri dispositivi di comunicare con hub IoT. Questo articolo usa il termine gateway IoT Edge per fare riferimento a un dispositivo IoT Edge configurato come gateway trasparente. Per altre informazioni, vedere Come usare un dispositivo IoT Edge come gateway.

Nota

I dispositivi downstream non possono usare il caricamento dei file.

Ci sono tre passaggi generali per configurare correttamente una connessione gateway trasparente. Questo articolo illustra il primo passaggio:

  1. Configurare il dispositivo gateway come server in modo che i dispositivi downstream possano connettersi in modo sicuro. Configurare il gateway per ricevere messaggi dai dispositivi downstream e instradarli alla destinazione corretta.
  2. Creare un'identità del dispositivo per il dispositivo downstream in modo che possa eseguire l'autenticazione con hub IoT. Configurare il dispositivo downstream per inviare messaggi tramite il dispositivo gateway. Per questi passaggi, vedere Autenticare un dispositivo downstream per hub IoT di Azure.
  3. Connessione il dispositivo downstream al dispositivo gateway e iniziare a inviare messaggi. Per questi passaggi, vedere Connessione un dispositivo downstream a un gateway Azure IoT Edge.

Affinché un dispositivo funga da gateway, deve connettersi in modo sicuro ai dispositivi downstream. Azure IoT Edge permette di usare un'infrastruttura a chiave pubblica (PKI) per configurare connessioni sicure tra dispositivi. In questo caso, si consente a un dispositivo downstream di connettersi a un dispositivo IoT Edge che funge da gateway trasparente. Per garantire una sicurezza ragionevole, il dispositivo downstream deve confermare l'identità del dispositivo gateway. Questo controllo delle identità impedisce ai dispositivi di connettersi a gateway potenzialmente dannosi.

Un dispositivo downstream può essere qualsiasi applicazione o piattaforma la cui identità sia stata creata con il servizio cloud hub IoT di Azure. Queste applicazioni usano spesso Azure IoT SDK per dispositivi. Un dispositivo downstream può anche essere un'applicazione in esecuzione nel dispositivo gateway IoT Edge stesso.

È possibile creare qualsiasi infrastruttura di certificati che abilita la relazione di trust necessaria per la topologia dispositivo-gateway. In questo articolo si presuppone la stessa configurazione del certificato usata per abilitare la sicurezza della CA X.509 in hub IoT, che prevede un certificato ca X.509 associato a un hub IoT specifico (ca radice dell'hub IoT), una serie di certificati firmati con questa CA e una CA per il dispositivo IoT Edge.

Nota

Il termine certificato CA radice usato in questi articoli si riferisce al certificato pubblico principale dell'autorità principale della catena di certificati PKI e non necessariamente alla radice del certificato di un'autorità di certificazione sindacata. In molti casi, si tratta in realtà di un certificato pubblico ca intermedio.

La procedura seguente illustra il processo di creazione dei certificati e l'installazione nei punti giusti del gateway. È possibile usare qualsiasi computer per generare i certificati e quindi copiarli nel dispositivo IoT Edge.

Prerequisiti

Un dispositivo Linux o Windows con IoT Edge installato.

Se non si ha un dispositivo pronto, è possibile crearne uno in una macchina virtuale di Azure. Seguire la procedura descritta in Distribuire il primo modulo IoT Edge in un dispositivo Linux virtuale per creare un hub IoT, creare una macchina virtuale e configurare il runtime IoT Edge.

Configurare il certificato ca del dispositivo

Tutti i gateway IoT Edge necessitano di un certificato della CA del dispositivo installato. Il daemon di sicurezza di IoT Edge usa il certificato della CA del dispositivo IoT Edge per firmare un certificato della CA del carico di lavoro, che a sua volta firma un certificato server per l'hub IoT Edge. Il gateway presenta il certificato server al dispositivo downstream durante l'avvio della connessione. Il dispositivo downstream verifica che il certificato del server faccia parte di una catena di certificati che esegue il rollup del certificato CA radice. Questo processo consente al dispositivo downstream di verificare che il gateway provenga da un'origine attendibile. Per altre informazioni, vedere Informazioni su come Azure IoT Edge usa i certificati.

Screenshot that shows the gateway certificate setup.

Il certificato CA radice e il certificato della CA del dispositivo (con la relativa chiave privata) devono essere presenti nel dispositivo gateway IoT Edge e configurati nel file di configurazione di IoT Edge. Tenere presente che in questo caso il certificato CA radice indica l'autorità di certificazione più importante per questo scenario di IoT Edge. Il certificato CA del dispositivo gateway e i certificati del dispositivo downstream devono eseguire il rollup dello stesso certificato CA radice.

Suggerimento

Il processo di installazione del certificato CA radice e del certificato della CA del dispositivo in un dispositivo IoT Edge è illustrato in modo più dettagliato in Gestire i certificati in un dispositivo IoT Edge.

Preparare i file seguenti:

  • Certificato CA radice
  • Certificato CA del dispositivo
  • Chiave privata della CA del dispositivo

Per gli scenari di produzione, è necessario generare questi file con un'autorità di certificazione personalizzata. Per gli scenari di sviluppo e test, è possibile usare i certificati demo.

Creare certificati demo

Se non si ha un'autorità di certificazione personalizzata e si vogliono usare i certificati demo, seguire le istruzioni in Creare certificati demo per testare le funzionalità del dispositivo IoT Edge per creare i file. In tale pagina è necessario eseguire i passaggi seguenti:

  1. Per iniziare, configurare gli script per la generazione di certificati nel dispositivo.
  2. Creare un certificato CA radice. Al termine di queste istruzioni, si avrà un file <path>/certs/azure-iot-test-only.root.ca.cert.pemdi certificato CA radice.
  3. Creare certificati della CA del dispositivo IoT Edge. Alla fine di queste istruzioni, si avrà un certificato <path>/certs/iot-edge-device-ca-<cert name>-full-chain.cert.pem della CA del dispositivo la relativa chiave <path>/private/iot-edge-device-ca-<cert name>.key.pemprivata.

Copiare i certificati nel dispositivo

  1. Controllare che il certificato soddisfi i requisiti di formato.

  2. Se i certificati sono stati creati in un computer diverso, copiarli nel dispositivo IoT Edge. È possibile usare un'unità USB, un servizio come Azure Key Vault o una funzione come La copia sicura dei file.

  3. Spostare i file nella directory preferita per certificati e chiavi. Usare /var/aziot/certs per i certificati e /var/aziot/secrets per le chiavi.

  4. Creare i certificati e le directory delle chiavi e impostare le autorizzazioni. È consigliabile archiviare i certificati e le chiavi nella directory preferita /var/aziot . Usare /var/aziot/certs per i certificati e /var/aziot/secrets per le chiavi.

    # If the certificate and keys directories don't exist, create, set ownership, and set permissions
sudo mkdir -p /var/aziot/certs
sudo chown aziotcs:aziotcs /var/aziot/certs
sudo chmod 755 /var/aziot/certs

sudo mkdir -p /var/aziot/secrets
sudo chown aziotks:aziotks /var/aziot/secrets
sudo chmod 700 /var/aziot/secrets

  5. Modificare la proprietà e le autorizzazioni dei certificati e delle chiavi.

    # Give aziotcs ownership to certificates
# Read and write for aziotcs, read-only for others
sudo chown -R aziotcs:aziotcs /var/aziot/certs
sudo find /var/aziot/certs -type f -name "*.*" -exec chmod 644 {} \;

# Give aziotks ownership to private keys
# Read and write for aziotks, no permission for others
sudo chown -R aziotks:aziotks /var/aziot/secrets
 sudo find /var/aziot/secrets -type f -name "*.*" -exec chmod 600 {} \;

Configurare i certificati nel dispositivo

  1. Nel dispositivo IoT Edge aprire il file di configurazione: /etc/aziot/config.toml. Se si usa IoT Edge per Linux in Windows, è necessario connettersi alla macchina virtuale EFLOW usando il Connect-EflowVm cmdlet di PowerShell.

    Suggerimento

    Se il file di configurazione non esiste ancora nel dispositivo, usare /etc/aziot/config.toml.edge.template come modello per crearne uno.

  2. Trovare il trust_bundle_cert parametro . Rimuovere il commento da questa riga e fornire l'URI del file al file del certificato CA radice nel dispositivo.

  3. Trovare la [edge_ca] sezione del file. Rimuovere il commento dalle tre righe di questa sezione e specificare gli URI dei file per il certificato e i file di chiave come valori per le proprietà seguenti:

    • Certificato: certificato CA del dispositivo
    • pk: chiave privata della CA del dispositivo

  4. Salva e chiudi il file.

  5. Applicare le modifiche.

    sudo iotedge config apply

Distribuire edgeHub e indirizzare i messaggi

I dispositivi downstream inviano dati di telemetria e messaggi al dispositivo gateway, in cui il modulo hub IoT Edge è responsabile del routing delle informazioni ad altri moduli o a hub IoT. Per preparare il dispositivo gateway per questa funzione, assicurarsi che:

  • Il modulo hub IoT Edge viene distribuito nel dispositivo.

    Quando si installa IoT Edge per la prima volta in un dispositivo, viene avviato automaticamente un solo modulo di sistema: l'agente IoT Edge. Dopo aver creato la prima distribuzione per un dispositivo, viene avviato anche il secondo modulo di sistema e l'hub IoT Edge. Se il modulo edgeHub non è in esecuzione nel dispositivo, creare una distribuzione per il dispositivo.

  • Il modulo hub IoT Edge include route configurate per gestire i messaggi in ingresso dai dispositivi downstream.

    Il dispositivo gateway deve disporre di una route per gestire i messaggi dai dispositivi downstream. In caso contrario, tali messaggi non verranno elaborati. È possibile inviare i messaggi ai moduli nel dispositivo gateway o direttamente a hub IoT.

Per distribuire il modulo hub IoT Edge e configurarlo con route per gestire i messaggi in arrivo dai dispositivi downstream, seguire questa procedura:

  1. Nel portale di Azure passare all'hub IoT.

  2. Passare a Dispositivi nel menu Gestione dei dispositivi e selezionare il dispositivo IoT Edge da usare come gateway.

  3. Selezionare Set Modules (Configura i moduli).

  4. Nella pagina Moduli è possibile aggiungere tutti i moduli da distribuire nel dispositivo gateway. Ai fini di questo articolo, ci concentriamo sulla configurazione e sulla distribuzione del modulo edgeHub, che non deve essere impostato in modo esplicito in questa pagina.

  5. Selezionare Avanti: Route.

  6. Nella pagina Route assicurarsi che sia presente una route per gestire i messaggi provenienti dai dispositivi downstream. Ad esempio:

    • Route che invia tutti i messaggi, sia da un modulo che da un dispositivo downstream, a hub IoT:

      • Nome: allMessagesToHub
      • Valore: FROM /messages/* INTO $upstream

    • Route che invia tutti i messaggi da tutti i dispositivi downstream a hub IoT:

      • Nome: allDownstreamToHub
      • Valore: FROM /messages/* WHERE NOT IS_DEFINED ($connectionModuleId) INTO $upstream

      Questa route funziona perché, a differenza dei messaggi dei moduli IoT Edge, i messaggi dei dispositivi downstream non hanno un ID modulo associato. L'uso della clausola WHERE della route consente di filtrare tutti i messaggi con tale proprietà di sistema.

      Per altre informazioni sul routing dei messaggi, vedere distribuire moduli e stabilire le route.

  7. Dopo aver creato la route o le route, selezionare Rivedi e crea.

  8. Nella pagina Rivedi e crea selezionare Crea.

Aprire porte nel dispositivo gateway

I dispositivi IoT Edge standard non necessitano di connettività in ingresso per funzionare, perché tutte le comunicazioni con hub IoT vengono eseguite tramite connessioni in uscita. I dispositivi gateway sono diversi perché devono ricevere messaggi dai dispositivi downstream. Se un firewall è tra i dispositivi downstream e il dispositivo gateway, la comunicazione deve essere possibile anche tramite il firewall.

Per il funzionamento di uno scenario gateway, almeno uno dei protocolli supportati dell'hub IoT Edge deve essere aperto per il traffico in ingresso dai dispositivi downstream. I protocolli supportati sono MQTT, AMQP, HTTPS, MQTT su WebSocket e AMQP su WebSocket.

Porta Protocollo
8883 MQTT
5671 AMQP
443 HTTPS
MQTT+WS
AMQP+WS

Passaggi successivi

Dopo aver configurato un dispositivo IoT Edge come gateway trasparente, è necessario configurare i dispositivi downstream per considerare attendibile il gateway e inviare messaggi. Passare a Autenticare un dispositivo downstream per hub IoT di Azure per i passaggi successivi nella configurazione dello scenario del gateway trasparente.