使用对称密钥创建和预配 IoT Edge for Linux on Windows 设备

适用于：IoT Edge 1.4

本文提供了有关注册和预配 IoT Edge for Linux on Windows 设备的端到端说明。

连接到 IoT 中心的每个设备都有一个设备 ID，用于跟踪云到设备或设备到云的通信。 可以使用设备连接信息来配置设备，这些信息包括 IoT 中心主机名、设备 ID 以及设备用于向 IoT 中心进行身份验证的信息。

本文中的步骤演示了一个名为“手动预配”的过程。在手动预配过程中，你可以将单个设备连接到其 IoT 中心。 对于手动预配，可以通过两种方式来验证 IoT Edge 设备：

• 对称密钥：你在 IoT 中心创建新设备标识时，服务将创建两个密钥。 将其中一个密钥置于设备上，并在进行身份验证时将该密钥提供给 IoT 中心。

  此身份验证方法更容易上手，但不够安全。

• X.509 自签名：创建两个 X.509 标识证书并将其置于设备上。 在 IoT 中心创建新的设备标识时，需要提供两个证书的指纹。 设备在向 IoT 中心进行身份验证时会提供一个证书，IoT 中心会验证该证书是否与其指纹匹配。

  此身份验证方法更加安全，建议用于生产方案。

本文介绍如何使用对称密钥作为身份验证方法。 如果要使用 X.509 证书，请参阅使用 X.509 证书创建和预配 IoT Edge for Linux on Windows 设备。

先决条件

本文介绍如何注册 IoT Edge 设备并安装 IoT Edge for Linux on Windows。 这些任务具有不同的先决条件和用于完成这些任务的实用程序。 在继续操作之前，请确保已满足所有先决条件。

设备管理工具

你可以使用 Azure 门户、Visual Studio Code 或 Azure CLI 来完成注册设备的步骤。 每个实用工具都有自身的先决条件，或者可能需要完成安装：

设备要求

具有以下最低要求的 Windows 设备：

• 系统要求

  • Windows 10¹/11（专业版、企业版、IoT Enterprise）
  • Windows Server 2019¹/2022
    _{¹ Windows 10 和 Windows Server 2019 最低内部版本 17763，并且安装了所有当前累积更新。}

• 硬件要求

  • 最小可用内存：1 GB
  • 最小可用磁盘空间：10 GB

• 虚拟化支持

  • 在 Windows 10 上，启用 Hyper-V。 有关详细信息，请参阅在 Windows 10 上安装 Hyper-V。
  • 在 Windows Server 上，安装 Hyper-V 角色并创建默认网络交换机。 有关详细信息，请参阅用于 Azure IoT Edge for Linux on Windows 的嵌套虚拟化。
  • 在虚拟机上配置嵌套虚拟化。 有关详细信息，请参阅嵌套虚拟化。

• 网络支持

  • Windows Server 未附带默认交换机。 需要创建一个虚拟交换机，然后才能将 EFLOW 部署到 Windows Server 设备。
  • Windows 桌面版本附带了可用于 EFLOW 安装的默认交换机。 如果需要，可以创建自己的自定义虚拟交换机。

开发人员工具

准备目标设备，以便安装 Azure IoT Edge for Linux on Windows 并部署 Linux 虚拟机：

1. 在目标设备上将执行策略设置为 AllSigned。 可以在已提升权限的 PowerShell 提示符下使用以下命令检查当前执行策略：

   Get-ExecutionPolicy -List
   

   如果 local machine 的执行策略不是 AllSigned，则可以使用以下命令设置执行策略：

   Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy AllSigned -Force
   

若要详细了解 Azure IoT Edge for Linux on Windows PowerShell 模块，请参阅 PowerShell 函数参考。

注册设备

根据你的偏好，你可以使用 Azure 门户、Visual Studio Code 或 Azure CLI 来注册设备。

在 IoT 中心注册设备后，接下来可以检索预配信息，用于在下一步骤中完成 IoT Edge 运行时的安装和预配。

查看已注册设备并检索预配信息

使用对称密钥身份验证的设备需要使用其连接字符串来完成 IoT Edge 运行时的安装和预配。 当你创建设备时，系统将为 IoT Edge 设备生成连接字符串。 对于 Visual Studio Code 和 Azure CLI，该连接字符串位于 JSON 输出中。 如果你使用 Azure 门户创建设备，可以在设备本身中找到该连接字符串。 在 IoT 中心选择你的设备时，该连接字符串将在设备页上列出为 Primary connection string。

az iot hub device-identity list --hub-name hub_name_here

az iot hub device-identity connection-string show --device-id [device_id] --hub-name [hub_name]

{
  "connectionString": "HostName=[hub_name].azure-devices.cn;DeviceId=[device_id];SharedAccessKey=[device_key]"
}

安装 IoT Edge

在目标设备上部署 Azure IoT Edge for Linux on Windows。

1. 在已提升权限的 PowerShell 会话中，根据目标设备体系结构运行以下命令之一，以下载 IoT Edge for Linux on Windows。

   • X64/AMD64

     $msiPath = $([io.Path]::Combine($env:TEMP, 'AzureIoTEdge.msi'))
     $ProgressPreference = 'SilentlyContinue'
     Invoke-WebRequest "https://aka.ms/AzEFLOWMSI_1_4_LTS_X64" -OutFile $msiPath
     

   • ARM64

     $msiPath = $([io.Path]::Combine($env:TEMP, 'AzureIoTEdge.msi'))
     $ProgressPreference = 'SilentlyContinue'
     Invoke-WebRequest "https://aka.ms/AzEFLOWMSI_1_4_LTS_ARM64" -OutFile $msiPath
     

2. 在设备上安装 IoT Edge for Linux on Windows。

   Start-Process -Wait msiexec -ArgumentList "/i","$([io.Path]::Combine($env:TEMP, 'AzureIoTEdge.msi'))","/qn"
   

   通过向安装命令中添加 INSTALLDIR="<FULLY_QUALIFIED_PATH>" 和 VHDXDIR="<FULLY_QUALIFIED_PATH>" 参数，可以指定自定义 IoT Edge for Linux on Windows 安装和 VHDX 目录。 例如，如果要使用用于安装的 D:\EFLOW 文件夹和用于 VHDX 的 D:\EFLOW-VHDX，可以使用以下 PowerShell cmdlet。

   Start-Process -Wait msiexec -ArgumentList "/i","$([io.Path]::Combine($env:TEMP, 'AzureIoTEdge.msi'))","/qn","INSTALLDIR=D:\EFLOW", "VHDXDIR=D:\EFLOW-VHDX"
   

3. 在目标设备上将执行策略设置为 AllSigned（如果尚未设置）。 请参阅 PowerShell 先决条件，了解用于检查当前执行策略以及将执行策略设置为 AllSigned 的命令。

4. 创建 IoT Edge for Linux on Windows 部署。 部署将为你创建 Linux 虚拟机并安装 IoT Edge 运行时。

   Deploy-Eflow
   

   提示

   默认情况下，Deploy-Eflow 命令会创建具有 1 GB RAM、1 个 vCPU 核心和 16 GB 磁盘空间的 Linux 虚拟机。 但是，VM 所需的资源高度依赖于部署的工作负荷。 如果 VM 没有足够的内存来支持工作负荷，将无法启动。

   可以使用 Deploy-Eflow 命令的可选参数自定义虚拟机的可用资源。 这是在满足最低硬件要求的设备上部署 EFLOW 所必需的。

   例如，以下命令创建具有 1 个 vCPU 核心、1 GB RAM（以 MB 表示）和 2 GB 磁盘空间的虚拟机：

   Deploy-Eflow -cpuCount 1 -memoryInMB 1024 -vmDataSize 2
   

   有关所有可用的可选参数的信息，请参阅适用于 IoT Edge for Linux on Windows 的 PowerShell 函数。

   警告

   默认情况下，EFLOW Linux 虚拟机没有 DNS 配置。 使用 DHCP 的部署将尝试获取由 DHCP 服务器传播的 DNS 配置。 请检查 DNS 配置以确保具有 Internet 连接。 有关详细信息，请参阅 AzEFLOW-DNS。

   可以为部署分配 GPU，以启用 GPU 加速的 Linux 模块。 若要获取这些功能的访问权限，需要安装适用于 Azure IoT Edge for Linux on Windows 的 GPU 加速中详细说明的必备组件。

   若要使用 GPU 直通，请将 gpuName、gpuPassthroughType 和 gpuCount 参数添加到 Deploy-Eflow 命令中 。 有关所有可用的可选参数的信息，请参阅适用于 IoT Edge for Linux on Windows 的 PowerShell 函数。

   警告

   启用硬件设备直通可能会增加安全风险。 Azure 建议使用 GPU 供应商提供的设备缓解驱动程序（如果适用）。 有关详细信息，请参阅使用离散设备分配部署图形设备。

5. 输入“Y”接受许可条款。

6. 根据自己的偏好，输入“O”或“R”以打开或关闭“可选诊断数据”。

7. 部署完成后，PowerShell 窗口会报告“部署成功”。

   

   成功部署后，便可以预配设备了。

为设备预配其云标识

你已准备好使用云标识和身份验证信息设置你的设备。

若要使用对称密钥预配设备，你将需要设备的连接字符串。

在目标设备上权限提升的 PowerShell 会话中运行以下命令。 将占位符文本替换为你自己的值。

Provision-EflowVm -provisioningType ManualConnectionString -devConnString "PASTE_DEVICE_CONNECTION_STRING_HERE"

有关 Provision-EflowVM 命令的详细信息，请参阅适用于 IoT Edge for Linux on Windows 的 PowerShell 函数。

验证成功的配置

验证是否已在 IoT Edge 设备上成功安装并配置了 IoT Edge for Linux on Windows。

1. 在 PowerShell 会话中使用以下命令，登录到 Windows 虚拟机上的 IoT Edge for Linux：

   Connect-EflowVm
   

   注意

   唯一被允许通过 SSH 登录到虚拟机的帐户是创建该虚拟机的用户。

2. 登录后，可以使用以下 Linux 命令查看正在运行的 IoT Edge 模块的列表：

   sudo iotedge list
   

3. 如果需要对 IoT Edge 服务进行故障排除，请使用以下 Linux 命令。

   1. 检索服务日志。

      sudo iotedge system logs
      

   2. 使用 check 工具验证设备的配置和连接状态。

      sudo iotedge check
      

   注意

   在新预配的设备上，可能会看到与 IoT Edge 中心相关的错误：

   × 生产就绪性：Edge 中心的存储目录持久保存在主机文件系统上- 错误

   无法检查 edgeHub 容器的当前状态

   由于 IoT Edge 中心模块未运行，在新预配的设备上预期会出现此错误。 若要解决此错误，请在 IoT 中心为设备设置模块并创建部署。 为设备创建部署会启动设备上的模块，包括 IoT Edge 中心模块。

创建新的 IoT Edge 设备时，它将在 Azure 门户中显示状态代码 417 -- The device's deployment configuration is not set。 此状态正常，表示设备已准备好接收模块部署。

卸载 IoT Edge for Linux on Windows

若要从设备中删除 Azure IoT Edge for Linux on Windows 安装，请使用以下命令。

1. 在 Windows 上打开“设置”
2. 选择“添加或删除程序”
3. 选择“Azure IoT Edge”应用
4. 选择“卸载”

后续步骤

• 转到部署 IoT Edge 模块，了解如何将模块部署到设备上。
• 了解如何在 IoT Edge for Linux on Windows 虚拟机上管理证书，以及如何将文件从主机 OS 传输到 Linux 虚拟机。
• 了解如何将 IoT Edge 设备配置为通过代理服务器进行通信。