Architektur von IoT-Lösungen auf Azure

Vorwort

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Auf einer Gartner-Konferenz im sonnigen San Diego stieß ich 2012 zum ersten Mal auf den Begriff "IoT-Architektur". Auf den ersten Blick schien es eine einfache Idee zu sein: die Verknüpfung von mit dem Internet verbundenen Geräten. Gerade als die mobile Welle ihren Höhepunkt erreichte und Cloud Computing an Bedeutung gewann, wurde die Herausforderung, IoT-Workloads effizient zu verwalten, zu einem viel beachteten Thema unter Technologen und Geräteherstellern. Als ich mich näher damit beschäftigte, entdeckte ich unzählige Nuancen in diesem scheinbar so einfachen Bereich. Es stellte sich heraus, dass das Internet der Dinge (IoT) nicht nur ein Netz von Geräten ist, die auf Knopfdruck zum Leben erwachen. Es ist ein ausgeklügeltes Netzwerk miteinander verbundener Geräte, die selbstständig riesige Datenmengen sammeln, senden und empfangen. Je weiter ich mich in diesen Bereich vorwagte, desto drängendere Fragen tauchten auf: Wie kann man all diese Geräte nahtlos aktualisieren? Welche Maßnahmen sorgen dafür, dass sie vor Manipulationen geschützt sind? Und, was vielleicht am entmutigendsten ist, wie kann man die Flut an Daten, die sie produzieren, effektiv verarbeiten und analysieren?

Als Antwort auf diese Fragen hat Microsoft ein umfangreiches IoT-Ökosystem auf Azure vorgestellt, das eine Reihe von Microsoft-verwalteten Cloud-Diensten, hochmoderne Kanten-Komponenten und SDKs umfasst. Jede Komponente spielt eine entscheidende Rolle im Lebenszyklus einer IoT-Lösung. Die Navigation in diesem umfangreichen Bereich erfordert eine methodische Organisation. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass die Erstellung einer Taxonomie eine unschätzbare Strategie ist, um die ansonsten überwältigende Welt des IoT zu verstehen. Jeder Bereich ist zwar in sich abgeschlossen, hängt aber mit anderen zusammen und ergibt ein umfassendes Bild, das ich als IoT-Landschaft bezeichne.

In diesem Buch unterteile ich dieses komplizierte Thema in kleinere Bereiche. Mein Ziel ist es, den Leserinnen und Lesern sowohl einen Rundumblick als auch einen tiefen Einblick in die vielen Aspekte zu geben. Mein Ziel geht über die reine Wissensvermittlung hinaus: Ich möchte dich, den Leser, in die Lage versetzen, das Azure IoT-Ökosystem mit Leichtigkeit zu navigieren und IoT-Lösungen zu entwickeln, die auf deine individuellen Bedürfnisse und dein Budget zugeschnitten sind.

Wer sollte dieses Buch lesen?

Wenn du auf der Suche nach einem Buch bist, das sich mit ganzheitlichen IoT-Lösungen auf Azure befasst, bist du hier an der richtigen Stelle. Dieses Buch hat für jeden in der IT etwas zu bieten, einschließlich Management, Architekten, Ingenieure und Administratoren.

Dieses Buch richtet sich an Führungskräfte und IT-Manager, die ihre Geschäftsentscheidungen bei der Implementierung einer IoT-Lösung auf Azure treffen wollen. Du erfährst, warum etwas auf eine bestimmte Weise gemacht wird und warum Azure eine vielseitige Plattform für Lösungen ist. Beginne auf jeden Fall mit Kapitel 1, um dir ein grundlegendes Wissen darüber anzueignen, was zu einer IoT-Lösung gehört.

Für diejenigen, die als Architekten tätig sind, gibt es in diesem Buch viel zu entdecken. Ich erkläre dir die Details der einzelnen Bereiche, damit du dein Wissen über IoT-Lösungen auf Azure erweitern kannst. Egal, ob du ein neuer oder ein kampferprobter Architekt bist, du wirst in diesem Buch etwas Interessantes finden.

Für Ingenieure, die für die Implementierung vieler dieser Lösungen verantwortlich sind, bieten vor allem die domänenspezifischen Kapitel, wie z.B. die über Data Engineering oder Cloud Messaging, alles, was du für die Implementierung einer Azure-basierten Lösung wissen musst.

Für Administratoren und Verwalter von Cloud-Infrastrukturen sind die Kapitel zu Überwachung, Sicherheit und Governance besonders interessant.

Ganz gleich, welche Rolle du in der IT und im IoT spielst, hier ist etwas für dich dabei!

Navigieren in diesem Buch

Kapitel 1 führt dich in die Azure IoT-Landschaft ein und gibt dir einen Überblick darüber, wie alle Bereiche, die ich in diesem Buch bespreche, in einer IoT-Lösung zusammenpassen.

Kapitel 2 ist der Beginn deiner Reise durch die Azure IoT-Landschaft. In den Kapiteln 2 bis 6 geht es um den Umgang mit Geräten im großen Maßstab. Hier werden Theorie und Praxis zum Aufbau von Geräten, die mit Azure IoT-Angeboten interagieren, und zur Verwaltung dieser Geräte während ihres Lebenszyklus behandelt. Obwohl in diesem Buch einige Geräte von Microsoft vorgestellt werden, die auf Azure ausgerichtet sind, geht es in erster Linie darum, wie man diese Geräte im Kontext von Azure und unter Berücksichtigung der in der Architektur dargelegten Leitprinzipien betrachtet.

In den Kapiteln 7 bis 12 geht es darum, was zu tun ist, wenn die Geräte ihre Arbeit erledigt und die Daten in die Cloud gesendet haben. In diesen Kapiteln geht es um die Architektur. Sie zeigen, wie man Datenarchitekturen versteht und sie mit Azure-Lösungen praktisch umsetzt. Wie schon zuvor wäre es unmöglich, alle Varianten zu behandeln, und es gibt viele verschiedene praktische Lösungen für Probleme. Dennoch lassen sie sich in der Regel in eine typische Referenzarchitektur einordnen, die bei der Entscheidungsfindung und der Integration dieser Dienste hilft.

Kapitel 13 unterstreicht die Notwendigkeit, nicht nur die Informationen von IoT-Geräten zu überwachen, sondern auch das allgemeine Wohlbefinden des gesamten IoT-Systems. Es geht darum, klare Ziele zu setzen, sie mit KPIs zu messen und Tools wie Azure Monitor und Azure Security Center zu nutzen. Diese Tools helfen dabei, Aufzeichnungen zu sammeln, Probleme zu lösen und die Sicherheit zu erhöhen, worauf in Kapitel 14 näher eingegangen wird.

In Kapitel 14 geht es darum, dass IoT-Systeme sicher sind. Es gibt Tipps zum Schutz von Software, zum Stoppen von Malware, zum Schutz von Daten und vielem mehr.

In Kapitel 15 schließlich findest du weitere Ressourcen, um mehr über Themen wie die Erstellung von Geräten, die Verwaltung von Daten und die Arbeit mit Kanten-Lösungen zu erfahren, die alle in diesem Buch behandelt werden.

In diesem Buch findest du überall praktische Beispiele, die dir zeigen, wie die Technologie zusammen funktioniert. Einige der Beispiele bestehen aus mehreren Teilen und bauen auf Beispielen aus früheren Kapiteln auf. Es ist unmöglich, für alles ein Beispiel zu geben, aber das, was ich ausgewählt habe, veranschaulicht die Konzepte und Muster. Das ist der wichtigste Teil.

Wie auch immer deine IoT-Lösung am Ende aussehen wird, ich hoffe, dass du dieses Buch als Ressource nutzt, um deine Entscheidungen auf dem Weg dorthin zu treffen. Das IoT ist nicht einfach, aber wenn du dir die Zeit nimmst, es zu lesen und dich mit der Architektur auseinanderzusetzen, kannst du später viel Zeit und Geld sparen.

In diesem Buch verwendete Konventionen

In diesem Buch werden die folgenden typografischen Konventionen verwendet:

Kursiv

Weist auf neue Begriffe, URLs, E-Mail-Adressen, Dateinamen und Dateierweiterungen hin.

Constant width

Wird für Programmlistings sowie innerhalb von Absätzen verwendet, um auf Programmelemente wie Variablen- oder Funktionsnamen, Datenbanken, Datentypen, Umgebungsvariablen, Anweisungen und Schlüsselwörter hinzuweisen.

Constant width bold

Zeigt Befehle oder anderen Text an, der vom Benutzer wortwörtlich eingetippt werden sollte.

Constant width italic

Zeigt Text an, der durch vom Benutzer eingegebene Werte oder durch kontextabhängige Werte ersetzt werden soll.

Code-Beispiele verwenden

Zusätzliches Material (Code-Beispiele, Übungen usw.) steht unter https://oreil.ly/supp-AIoT zum Download bereit .

Wenn du eine technische Frage oder ein Problem mit den Codebeispielen hast, sende bitte eine E-Mail an [e-mail].

Dieses Buch soll dir helfen, deine Arbeit zu erledigen. Wenn in diesem Buch Beispielcode angeboten wird, darfst du ihn in deinen Programmen und deiner Dokumentation verwenden. Du musst uns nicht um Erlaubnis fragen, es sei denn, du reproduzierst einen großen Teil des Codes. Wenn du zum Beispiel ein Programm schreibst, das mehrere Teile des Codes aus diesem Buch verwendet, brauchst du keine Erlaubnis. Der Verkauf oder die Verbreitung von Beispielen aus O'Reilly-Büchern erfordert jedoch eine Genehmigung. Die Beantwortung einer Frage mit einem Zitat aus diesem Buch und einem Beispielcode erfordert keine Genehmigung. Wenn du einen großen Teil des Beispielcodes aus diesem Buch in die Dokumentation deines Produkts aufnimmst, ist eine Genehmigung erforderlich .

Wir freuen uns über eine Namensnennung, verlangen sie aber in der Regel nicht. Eine Quellenangabe umfasst normalerweise den Titel, den Autor, den Verlag und die ISBN. Zum Beispiel: "Architecting IoT Solutions on Azure von Blaize Stewart (O'Reilly). Copyright 2024 Blaize Stewart, 978-1-098-14286-5."

Wenn du der Meinung bist, dass die Verwendung von Code-Beispielen nicht unter die Fair-Use-Regelung oder die oben genannte Erlaubnis fällt, kannst du uns gerne unter [e-mail] kontaktieren .

O'Reilly Online Learning

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Danksagungen

Zuerst möchte ich mich bei meinen Reviewern Marvin Garcia, Ken Muse und Robert Stackowiak bedanken. Sie haben mir geholfen, viele Lücken zu schließen und mich sogar auf Dinge hingewiesen, die wahrscheinlich nicht ideal waren.

Ich möchte mich auch bei meiner hervorragenden Lektorin Rita Fernando bedanken, die mir geholfen hat, das Buch auf Kurs zu halten und mir wertvolles Feedback gegeben hat, um es noch besser zu machen. Und ich möchte Aaron Black und Jon Hassell von O'Reilly dafür danken, dass sie dieses Projekt ins Rollen gebracht haben.

Ich möchte meiner liebevollen Frau danken, die es mit mir während der vielen langen Stunden des Schreibens dieses Buches ausgehalten hat. Es ist keine einfache Aufgabe, aber sie hat mir dabei geholfen.

Und zu guter Letzt möchte ich meinem Vater, Blaize Stewart I. (ich bin Blaize II.), danken, der mich schon in jungen Jahren für die Computerwelt begeistert hat. Wer konnte schon ahnen, dass der klobige Commodore 64 die Weichen für meine Karriere stellen würde?