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Criar e provisionar um dispositivo IoT Edge no Linux usando certificados X.509

  • Artigo

Aplica-se a: Marca de verificação do IoT Edge 1.5 IoT Edge 1.5 Marca de verificação do IoT Edge 1.4 IoT Edge 1.4

Importante

IoT Edge 1.5 LTS e IoT Edge 1.4 LTS são versões suportadas. O IoT Edge 1.4 LTS termina a vida útil em 12 de novembro de 2024. Se tiver uma versão anterior, consulte Atualizar IoT Edge.

Este artigo fornece instruções completas para registrar e provisionar um dispositivo Linux IoT Edge, incluindo a instalação do IoT Edge.

Cada dispositivo que se conecta a um hub IoT tem um ID de dispositivo que é usado para rastrear comunicações de nuvem para dispositivo ou de dispositivo para nuvem. Você configura um dispositivo com suas informações de conexão que incluem o nome do host do hub IoT, a ID do dispositivo e as informações que o dispositivo usa para autenticar no Hub IoT.

As etapas neste artigo percorrem um processo chamado provisionamento manual, em que você conecta um único dispositivo ao seu hub IoT. Para provisionamento manual, você tem duas opções para autenticar dispositivos IoT Edge:

  • Chaves simétricas: quando você cria uma nova identidade de dispositivo no Hub IoT, o serviço cria duas chaves. Você coloca uma das chaves no dispositivo e ela apresenta a chave para o Hub IoT ao autenticar.

    Este método de autenticação é mais rápido para começar, mas não tão seguro.

  • X.509 autoassinado: você cria dois certificados de identidade X.509 e os coloca no dispositivo. Ao criar uma nova identidade de dispositivo no Hub IoT, você fornece impressões digitais de ambos os certificados. Quando o dispositivo se autentica no Hub IoT, ele apresenta um certificado e o Hub IoT verifica se o certificado corresponde à sua impressão digital.

    Esse método de autenticação é mais seguro e recomendado para cenários de produção.

Este artigo aborda o uso de certificados X.509 como método de autenticação. Se você quiser usar chaves simétricas, consulte Criar e provisionar um dispositivo IoT Edge no Linux usando chaves simétricas.

Nota

Se você tiver muitos dispositivos para configurar e não quiser provisionar manualmente cada um, use um dos seguintes artigos para saber como o IoT Edge funciona com o serviço de provisionamento de dispositivos do Hub IoT:

Pré-requisitos

Este artigo aborda o registro do dispositivo IoT Edge e a instalação do IoT Edge nele. Essas tarefas têm diferentes pré-requisitos e utilitários usados para realizá-las. Certifique-se de ter todos os pré-requisitos cobertos antes de prosseguir.

Ferramentas de gestão de dispositivos

Você pode usar o portal do Azure, o Visual Studio Code ou a CLI do Azure para as etapas de registro do dispositivo. Cada utilitário tem seus próprios pré-requisitos ou pode precisar ser instalado:

Um hub IoT gratuito ou padrão em sua assinatura do Azure.

Requisitos do dispositivo

Um dispositivo Linux X64, ARM32 ou ARM64.

A Microsoft publica pacotes de instalação para uma variedade de sistemas operacionais.

Para obter as informações mais recentes sobre quais sistemas operacionais são suportados atualmente para cenários de produção, consulte Sistemas com suporte do Azure IoT Edge.

Gerar certificados de identidade de dispositivo

O provisionamento manual com certificados X.509 requer o IoT Edge versão 1.0.10 ou mais recente.

Ao provisionar um dispositivo IoT Edge com certificados X.509, você usa o que é chamado de certificado de identidade de dispositivo. Esse certificado é usado apenas para provisionar um dispositivo IoT Edge e autenticar o dispositivo com o Hub IoT do Azure. É um certificado de folha que não assina outros certificados. O certificado de identidade do dispositivo é separado dos certificados da autoridade de certificação (CA) que o dispositivo IoT Edge apresenta aos módulos ou dispositivos downstream para verificação.

Para autenticação de certificado X.509, as informações de autenticação de cada dispositivo são fornecidas na forma de impressões digitais retiradas dos certificados de identidade do dispositivo. Essas impressões digitais são fornecidas ao Hub IoT no momento do registro do dispositivo para que o serviço possa reconhecer o dispositivo quando ele se conecta.

Para obter mais informações sobre como os certificados de CA são usados em dispositivos IoT Edge, consulte Entender como o Azure IoT Edge usa certificados.

Você precisa dos seguintes arquivos para provisionamento manual com X.509:

  • Dois certificados de identidade de dispositivo com seus certificados de chave privada correspondentes nos formatos .cer ou .pem. Você precisa de dois certificados de identidade de dispositivo para rotação de certificados. Uma prática recomendada é preparar dois certificados de identidade de dispositivo diferentes com datas de validade diferentes. Se um certificado expirar, o outro ainda será válido e lhe dará tempo para alternar o certificado expirado.

    Um conjunto de arquivos de certificado e chave é fornecido para o tempo de execução do IoT Edge. Ao criar certificados de identidade de dispositivo, defina o nome comum (CN) do certificado com a ID do dispositivo que você deseja que o dispositivo tenha em seu hub IoT.

  • Impressões digitais retiradas de ambos os certificados de identidade do dispositivo. O Hub IoT requer duas impressões digitais ao registrar um dispositivo IoT Edge. Só pode utilizar um certificado para o registo. Para usar um único certificado, defina a mesma impressão digital de certificado para as impressões digitais primária e secundária ao registrar o dispositivo.

    Os valores de impressão digital são caracteres hexadecimais de 40 hex para hashes SHA-1 ou caracteres de 64 hex para hashes SHA-256. Ambas as impressões digitais são fornecidas ao Hub IoT no momento do registro do dispositivo.

    Uma maneira de recuperar a impressão digital de um certificado é com o seguinte comando openssl:

    openssl x509 -in <certificate filename>.pem -text -fingerprint

    A impressão digital está incluída na saída deste comando. Por exemplo:

    SHA1 Fingerprint=D2:68:D9:04:9F:1A:4D:6A:FD:84:77:68:7B:C6:33:C0:32:37:51:12

Se você não tiver certificados disponíveis, poderá Criar certificados de demonstração para testar os recursos do dispositivo IoT Edge. Siga as instruções nesse artigo para configurar scripts de criação de certificados, criar um certificado de autoridade de certificação raiz e criar um certificado de identidade de dispositivo IoT Edge. Para testes, você pode criar um certificado de identidade de dispositivo único e usar a mesma impressão digital para valores de impressão digital primária e secundária ao registrar o dispositivo no Hub IoT.

Registar o seu dispositivo

Você pode usar o portal do Azure, o Visual Studio Code ou a CLI do Azure para registrar seu dispositivo, dependendo de sua preferência.

No seu hub IoT no portal do Azure, os dispositivos IoT Edge são criados e gerenciados separadamente dos dispositivos IoT que não estão habilitados para borda.

  1. Entre no portal do Azure e navegue até seu hub IoT.

  2. No painel esquerdo, selecione Dispositivos no menu e, em seguida, selecione Adicionar dispositivo.

  3. Na página Criar um dispositivo, forneça as seguintes informações:

    • Crie um ID de dispositivo descritivo. Anote este ID do dispositivo, à medida que o utiliza mais tarde.
    • Marque a caixa de seleção Dispositivo IoT Edge.
    • Selecione X.509 Autoassinado como o tipo de autenticação.
    • Forneça as impressões digitais do certificado de identidade primário e secundário. Os valores de impressão digital são caracteres hexadecimais de 40 hex para hashes SHA-1 ou caracteres de 64 hex para hashes SHA-256. O portal do Azure suporta apenas valores hexadecimais. Remova separadores de coluna e espaços dos valores de impressão digital antes de inseri-los no portal. Por exemplo, D2:68:D9:04:9F:1A:4D:6A:FD:84:77:68:7B:C6:33:C0:32:37:51:12 é inserido como D268D9049F1A4D6AFD8477687BC633C032375112.

    Gorjeta

    Se você estiver testando e quiser usar um certificado, poderá usar o mesmo certificado para as impressões digitais primária e secundária.

  4. Selecione Guardar.

Agora que você tem um dispositivo registrado no Hub IoT, recupere as informações usadas para concluir a instalação e o provisionamento do tempo de execução do IoT Edge.

Exibir dispositivos registrados e recuperar informações de provisionamento

Os dispositivos que usam autenticação de certificado X.509 precisam do nome do hub IoT, do nome do dispositivo e dos arquivos de certificado para concluir a instalação e o provisionamento do tempo de execução do IoT Edge.

Os dispositivos habilitados para borda que se conectam ao seu hub IoT estão listados na página Dispositivos . Você pode filtrar a lista por tipo de dispositivo Dispositivos IoT Edge.

Instalar o IoT Edge

Nesta seção, você prepara sua máquina virtual Linux ou dispositivo físico para o IoT Edge. Em seguida, instale o IoT Edge.

Execute os seguintes comandos para adicionar o repositório de pacotes e, em seguida, adicione a chave de assinatura do pacote Microsoft à sua lista de chaves confiáveis.

Importante

Em 30 de junho de 2022, o Raspberry Pi OS Stretch foi retirado da lista de suporte do Tier 1 OS. Para evitar possíveis vulnerabilidades de segurança, atualize seu sistema operacional host para Bullseye.

Para sistemas operacionais de plataforma com suporte de nível 2, os pacotes de instalação são disponibilizados nas versões do Azure IoT Edge. Consulte as etapas de instalação em Instalação offline ou de versão específica.

A instalação pode ser feita com alguns comandos. Abra um terminal e execute os seguintes comandos:

  • 24.04:

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/24.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

  • 22.04:

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/22.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

  • 20.04:

    wget https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/20.04/packages-microsoft-prod.deb -O packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
rm packages-microsoft-prod.deb

Para obter mais informações sobre versões do sistema operacional, consulte Plataformas com suporte do Azure IoT Edge.

Nota

Os pacotes de software do Azure IoT Edge estão sujeitos aos termos de licença localizados em cada pacote (usr/share/doc/{package-name} ou no LICENSE diretório). Leia os termos de licença antes de usar um pacote. A sua instalação e utilização de um pacote constitui a sua aceitação destes termos. Se você não concorda com os termos da licença, não use esse pacote.

Instalar um mecanismo de contêiner

O Azure IoT Edge depende de um tempo de execução de contêiner compatível com OCI. Para cenários de produção, recomendamos que você use o mecanismo Moby. O mecanismo Moby é o mecanismo de contêiner oficialmente suportado com o IoT Edge. As imagens de contêiner do Docker CE/EE são compatíveis com o tempo de execução do Moby. Se você estiver usando snaps do Ubuntu Core, o snap do Docker é atendido pela Canonical e suportado para cenários de produção.

Instale o motor Moby.

sudo apt-get update; \
  sudo apt-get install moby-engine

Por padrão, o mecanismo de contêiner não define limites de tamanho de log de contêiner. Ao longo do tempo, isto pode fazer com que o dispositivo seja preenchido com registos e fique sem espaço em disco. No entanto, você pode configurar seu log para ser exibido localmente, embora seja opcional. Para saber mais sobre a configuração de log, consulte Lista de verificação de implantação de produção.

As etapas a seguir mostram como configurar seu contêiner para usar local o driver de log como o mecanismo de log.

  1. Criar ou editar o arquivo de configuração do daemon Docker existente

    sudo nano /etc/docker/daemon.json

  2. Defina o driver de log padrão para o local driver de log, conforme mostrado no exemplo.

       {
      "log-driver": "local"
   }

  3. Reinicie o mecanismo de contêiner para que as alterações entrem em vigor.

    sudo systemctl restart docker

Instalar o runtime do IoT Edge

O serviço IoT Edge fornece e mantém padrões de segurança no dispositivo IoT Edge. O serviço é iniciado em cada inicialização e inicializa o dispositivo iniciando o restante do tempo de execução do IoT Edge.

Nota

A partir da versão 1.2, o serviço de identidade IoT lida com o provisionamento e o gerenciamento de identidade para o IoT Edge e para outros componentes de dispositivo que precisam se comunicar com o Hub IoT.

As etapas nesta seção representam o processo típico para instalar a versão mais recente do IoT Edge em um dispositivo com conexão com a Internet. Se você precisar instalar uma versão específica, como uma versão de pré-lançamento, ou precisar instalar offline, siga as etapas de instalação Offline ou versão específica mais adiante neste artigo.

Gorjeta

Se você já tiver um dispositivo IoT Edge executando uma versão mais antiga e quiser atualizar para a versão mais recente, use as etapas em Atualizar o daemon de segurança e o tempo de execução do IoT Edge. As versões posteriores são suficientemente diferentes das versões anteriores do IoT Edge para que etapas específicas sejam necessárias para atualizar.

Instale a versão mais recente do IoT Edge e o pacote de serviço de identidade IoT (se ainda não estiver atualizado):

  • 22.04:

    sudo apt-get update; \
   sudo apt-get install aziot-edge

  • 20.04:

    sudo apt-get update; \
   sudo apt-get install aziot-edge

Provisionar o dispositivo com sua identidade na nuvem

Agora que o mecanismo de contêiner e o tempo de execução do IoT Edge estão instalados em seu dispositivo, você está pronto para configurar o dispositivo com sua identidade na nuvem e informações de autenticação.

  1. Crie o arquivo de configuração para seu dispositivo com base em um arquivo de modelo fornecido como parte da instalação do IoT Edge.

    sudo cp /etc/aziot/config.toml.edge.template /etc/aziot/config.toml

  2. No dispositivo IoT Edge, abra o arquivo de configuração.

    sudo nano /etc/aziot/config.toml

  3. Encontre a seção Provisionamento do arquivo e remova o comentário das linhas para provisionamento manual com certificado de identidade X.509. Certifique-se de que todas as outras seções de provisionamento sejam comentadas.

    # Manual provisioning with x.509 certificates
[provisioning]
source = "manual"
iothub_hostname = "REQUIRED_IOTHUB_HOSTNAME"
device_id = "REQUIRED_DEVICE_ID_PROVISIONED_IN_IOTHUB"

[provisioning.authentication]
method = "x509"

identity_cert = "REQUIRED_URI_OR_POINTER_TO_DEVICE_IDENTITY_CERTIFICATE"

identity_pk = "REQUIRED_URI_TO_DEVICE_IDENTITY_PRIVATE_KEY"

Atualize os seguintes campos:

  • iothub_hostname: Nome do host do Hub IoT ao qual o dispositivo se conecta. Por exemplo, {IoT hub name}.azure-devices.net.
  • device_id: O ID que forneceu quando registou o dispositivo.
  • identity_cert: URI para um certificado de identidade no dispositivo, por exemplo: file:///path/identity_certificate.pem. Ou emita dinamicamente o certificado usando EST ou uma autoridade de certificação local.
  • identity_pk: URI para o arquivo de chave privada para o certificado de identidade fornecido, por exemplo: file:///path/identity_key.pem. Ou, forneça um URI PKCS#11 e, em seguida, forneça suas informações de configuração no

PKCS#11 seção mais adiante no arquivo de configuração.

Para obter mais informações sobre certificados, consulte Gerenciar certificados do IoT Edge.

Guarde e feche o ficheiro.

CTRL + X, Y, Enter

Depois de inserir as informações de provisionamento no arquivo de configuração, aplique as alterações:

sudo iotedge config apply

Implementar módulos

Para implantar seus módulos do IoT Edge, vá para seu hub IoT no portal do Azure e, em seguida:

  1. Selecione Dispositivos no menu Hub IoT.

  2. Selecione seu dispositivo para abrir sua página.

  3. Selecione a guia Definir módulos .

  4. Como queremos implantar os módulos padrão do IoT Edge (edgeAgent e edgeHub), não precisamos adicionar nenhum módulo a esse painel, portanto, selecione Revisar + criar na parte inferior.

  5. Você vê a confirmação JSON de seus módulos. Selecione Criar para implantar os módulos.<

Para obter mais informações, consulte Implantar um módulo.

Verificar a configuração bem-sucedida

Verifique se o tempo de execução foi instalado e configurado com êxito em seu dispositivo IoT Edge.

Gorjeta

Precisa de privilégios elevados para executar os comandos iotedge. Depois de terminar sessão do seu computador e iniciar sessão novamente pela primeira vez depois de instalar o runtime do IoT Edge, as suas permissões são atualizadas automaticamente. Até lá, use sudo na frente dos comandos.

Verifique se o serviço do sistema IoT Edge está em execução.

sudo iotedge system status

Uma resposta de status bem-sucedida é Ok.

Se precisar de resolver problemas relacionados com o serviço, obtenha os registos do serviço.

sudo iotedge system logs

Use a ferramenta para verificar a configuração e o check status da conexão do dispositivo.

sudo iotedge check

Você pode esperar um intervalo de respostas que podem incluir OK (verde), Aviso (amarelo) ou Erro (vermelho). Para solucionar erros comuns, consulte Soluções para problemas comuns do Azure IoT Edge.

Captura de tela de exemplos de respostas do comando check.

Gorjeta

Sempre use sudo para executar a ferramenta de verificação, mesmo depois que suas permissões forem atualizadas. A ferramenta precisa de privilégios elevados para acessar o arquivo de configuração para verificar o status da configuração.

Nota

Em um dispositivo recém-provisionado, você pode ver um erro relacionado ao IoT Edge Hub:

× prontidão para produção: o diretório de armazenamento do Edge Hub é mantido no sistema de arquivos host - Erro

Não foi possível verificar o estado atual do contêiner edgeHub

Esse erro é esperado em um dispositivo recém-provisionado porque o módulo IoT Edge Hub não está em execução. Para resolver o erro, no Hub IoT, defina os módulos para o dispositivo e crie uma implantação. A criação de uma implantação para o dispositivo inicia os módulos no dispositivo, incluindo o módulo IoT Edge Hub.

Veja todos os módulos em execução no seu dispositivo IoT Edge. Quando o serviço for iniciado pela primeira vez, você verá apenas o módulo edgeAgent em execução. O módulo edgeAgent é executado por padrão e ajuda a instalar e iniciar quaisquer módulos adicionais que você implantar em seu dispositivo.

sudo iotedge list

Quando você cria um novo dispositivo IoT Edge, ele exibe o código 417 -- The device's deployment configuration is not set de status no portal do Azure. Esse status é normal e significa que o dispositivo está pronto para receber uma implantação de módulo.

Instalação offline ou de versão específica (opcional)

As etapas nesta seção são para cenários não cobertos pelas etapas de instalação padrão. Isto pode incluir:

  • Instalar o IoT Edge enquanto estiver offline
  • Instalar uma versão Release Candidate

Use as etapas nesta seção se quiser instalar uma versão específica do tempo de execução do Azure IoT Edge que não esteja disponível por meio do gerenciador de pacotes. A lista de pacotes da Microsoft contém apenas um conjunto limitado de versões recentes e suas subversões, portanto, essas etapas são para quem deseja instalar uma versão mais antiga ou uma versão candidata a lançamento.

Se você estiver usando snaps do Ubuntu, você pode baixar um snap e instalá-lo offline. Para obter mais informações, consulte Baixar snaps e instalar offline.

Usando comandos curl, você pode direcionar os arquivos de componentes diretamente do repositório GitHub do IoT Edge.

  1. Navegue até as versões do Azure IoT Edge e localize a versão de lançamento que você deseja segmentar.

  2. Expanda a seção Ativos dessa versão.

  3. Cada versão deve ter novos arquivos para o IoT Edge e o serviço de identidade. Se você vai instalar o IoT Edge em um dispositivo offline, baixe esses arquivos com antecedência. Caso contrário, use os seguintes comandos para atualizar esses componentes.

    1. Encontre o arquivo aziot-identity-service que corresponde à arquitetura do seu dispositivo IoT Edge. Clique com o botão direito do mouse no link do arquivo e copie o endereço do link.

    2. Use o link copiado no comando a seguir para instalar essa versão do serviço de identidade:

      curl -L <identity service link> -o aziot-identity-service.deb && sudo apt-get install ./aziot-identity-service.deb

    1. Encontre o arquivo aziot-edge que corresponde à arquitetura do seu dispositivo IoT Edge. Clique com o botão direito do mouse no link do arquivo e copie o endereço do link.

    2. Use o link copiado no comando a seguir para instalar essa versão do IoT Edge.

      curl -L <iotedge link> -o aziot-edge.deb && sudo apt-get install ./aziot-edge.deb

Desinstalar o IoT Edge

Se quiser remover a instalação do IoT Edge do seu dispositivo, use os seguintes comandos.

Remova o runtime do IoT Edge.

sudo apt-get autoremove --purge aziot-edge

Deixe de fora o --purge sinalizador se você planeja reinstalar o IoT Edge e usar as mesmas informações de configuração no futuro. Os --purge sinalizadores excluem todos os arquivos associados ao IoT Edge, incluindo seus arquivos de configuração.

Quando o tempo de execução do IoT Edge é removido, todos os contêineres criados por ele são interrompidos, mas ainda existem no seu dispositivo. Veja todos os contêineres para ver quais permanecem.

sudo docker ps -a

Exclua os contêineres do seu dispositivo, incluindo os dois contêineres de tempo de execução.

sudo docker rm -f <container name>

Finalmente, remova o tempo de execução do contêiner do seu dispositivo.

sudo apt-get autoremove --purge moby-engine