AWS IoTソリューション設計のベストプラクティス

AWSで堅牢なIoTアーキテクチャを構築する

IoTデバイスの急増に伴い、企業はデータを安全に接続、収集、保存、分析する堅牢なアーキテクチャを必要としています。Amazon Web Servicesは、デバイスがクラウドアプリケーションや相互に多様なユースケースで安全に通信できるサービスポートフォリオを提供します。

IoTワークロードをAWSに移行または設計することで、組織はコアビジネスに集中し、インフラ管理をクラウドにオフロードできます。特定要件に適したAWSサービスを選択すれば、IoTソリューションはより安全、信頼性、拡張性が高まります。Volansys TechnologiesのテックリードChandani Patel氏が解説します。

信頼性のあるスケールを設計する

IoTシステムはデバイスとゲートウェイから高速・大量のデータを取り込む必要があります。アーキテクチャは、データをキュー、バッファ、インメモリストア経由でルーティングし、持続化前にボトルネックを回避すべきです。

典型的パターンは、テレメトリをAWS Kinesisに公開するか、AWS IoT RuleでAmazon SQSとKinesisに転送することです。そこからAWS S3、Amazon Redshift、Amazon Data Lake、Amazon Elasticsearchなどの時系列ストアに持続化し、カスタムダッシュボードやAWS QuickSightでの可視化の基盤とします。

大量データをパイプラインでルーティング

すべてのデバイスメッセージを確実に処理・保存するには、まずAWS SNSトピックにルーティングします。SNSは大量バーストを処理するように構築されています。そこから、デバイスグループやトピックに応じて複数のAmazon SQSキュー、Lambda関数、または直接Amazon Kinesisストリームに分配できます。

データを最初にSQS、Kinesis、S3、Redshiftなどの耐久性のあるバッファに格納することで、メッセージ洪水、予期せぬ例外、デプロイの問題から保護し、データ損失を防ぎます。

デバイスプロビジョニングとOTAアップグレードを自動化

AWS IoTはバッチインポート機能とポリシーベースのプロビジョニングを提供し、製造ワークフローに統合可能です。デバイスを証明書で事前登録し、アクティベーション時にエンドユーザーや資産にクレーム・アタッチできます。

また、OTA（Over-the-Air）ファームウェア更新をサポートし、フリート全体への更新をトリガー、監視、検証できます。

拡張性のあるアーキテクチャでカスタム拡張を実現

接続性だけでなく、IoTソリューションは将来性を備えるべきです。データサイエンスパイプライン、機械学習モデル、IFTTT、Amazon Alexa、Google Homeなどのサードパーティサービスを、パフォーマンスを損なわずに統合できます。

オフラインアクセスとエッジ処理をサポート

多くの展開では断続的な接続に直面します。AWS Greengrassはコンピュートをエッジに持ち込み、データをローカルでフィルタリング・保存します。テレメトリをバッチ処理し、接続復旧時に送信したり、アクションをトリガーしたりして、クラウドリソースを効率的に活用します。

適切なデータストアを選択

IoTワークロードは単一データベースに収まらない多様なデータ形式を生成します。スループット、レイテンシ、クエリパターンに基づき、単一ストアかハイブリッドアーキテクチャかを選択します。

頻繁にアクセスされる設定データはAmazon ElastiCacheにキャッシュしてアプリケーションパフォーマンスを高速化できます。

持続化前にフィルタリングと変換

着信メッセージは検証、エンリッチメント、ルーティング決定を必要とすることが多々あります。AWS IoT Rulesで変換を適用したり、無関係なデータをフィルタリングしたりしてから適切な宛先に転送できます。

トラフィックを処理済み、静的（設定など）、ダイレクトストアストリームに分類することで、クリーンなデータパイプラインを維持し、下流分析をシンプルにします。

AWS IoTは、迅速なデバイス接続、安全なデータ取り込み、簡素化されたデバイス管理、マルチプロトコルサポートなどを提供します。

著者：Chandani Patel、Volansys Technologies テックリード

著者について

ChandaniはAWS認定ソリューションアーキテクトおよびAWSビジネス&テクニカルプロフェッショナルです。パブリック、プライベート、ハイブリッド環境（Azure、Google Cloud、IBM Bluemix含む）でクラウド、IoT、機械学習ソリューションを専門としています。