Azure認定資格 WEB問題集＆徹底解説

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1. サービス概要

Azure IoT Hub は、数百万の IoT デバイスを Azure アプリケーションに安全かつ確実に接続できるようにする、マネージドサービスです。 IoT Hub は、デバイスのプロビジョニング、デバイスの管理、および双方向通信機能を提供します。 IoT Hub は、さまざまなデバイスプロトコル (MQTT、AMQP、HTTPS) をサポートし、Azure Event Hubs、Azure Stream Analytics、Azure Logic Apps などの他の Azure サービスと統合できます。 Azure IoT Hub は、デバイスからクラウドへのテレメトリデータの収集、クラウドからデバイスへのコマンドの送信、およびデバイスのライフサイクル管理に最適です。

Azure IoT Hub は、IoT ソリューションを構築するための、スケーラブルで安全かつ信頼性の高いプラットフォームです。

2. 主な特徴と機能

2.1 デバイスの接続と管理

Azure IoT Hub は、数百万の IoT デバイスを Azure アプリケーションに安全かつ確実に接続および管理できます。

2.2 双方向通信

Azure IoT Hub は、デバイスからクラウドへのテレメトリデータの収集、クラウドからデバイスへのコマンドの送信、およびデバイスのプロパティの更新をサポートしています。

2.3 デバイスプロビジョニング

Azure IoT Hub は、デバイスプロビジョニングサービス (DPS) と統合されており、デバイスを IoT Hub に自動的にプロビジョニングできます。

2.4 豊富なプロトコルサポート

Azure IoT Hub は、MQTT、AMQP、HTTPS などのさまざまなデバイスプロトコルをサポートしています。

2.5 メッセージルーティング

Azure IoT Hub は、メッセージルーティング機能を提供し、デバイスから送信されたメッセージを、さまざまな Azure サービス (Event Hubs、Storage、Service Bus など) にルーティングできます。

2.6 デバイスツイン

Azure IoT Hub は、デバイスツインをサポートしており、デバイスの状態や構成情報をクラウドに格納できます。

2.7 ダイレクトメソッド

Azure IoT Hub は、ダイレクトメソッドをサポートしており、クラウドからデバイスに直接メソッドを呼び出すことができます。

2.8 IoT Edge 統合

Azure IoT Hub は、Azure IoT Edge と統合されており、クラウドのインテリジェンスをエッジデバイスに拡張できます。

3. アーキテクチャおよび技術要素

1. デバイスが、サポートされているプロトコル (MQTT、AMQP、HTTPS) を使用して、IoT Hub に接続。
2. IoT Hub が、デバイスを認証し、メッセージを安全に送受信するためのチャネルを確立。
3. デバイスが、テレメトリデータを IoT Hub に送信。
4. IoT Hub が、メッセージルーティングを使用して、テレメトリデータをさまざまな Azure サービス (Event Hubs、Storage、Service Bus など) にルーティング。
5. クラウドアプリケーションが、ダイレクトメソッドを使用して、デバイスにコマンドを送信。
6. クラウドアプリケーションが、デバイスツインを使用して、デバイスの状態や構成情報を取得または更新。
7. Azure IoT Hub は、Azure Resource Manager (ARM) を使用して管理され、Azure の他のサービス (Azure Functions、Azure Logic Apps など) と統合できます。

4. セキュリティと認証・認可

• デバイスごとの認証: IoT Hub は、デバイスごとの認証をサポートしており、デバイスごとに一意の ID とキーを使用できます。
• Azure Active Directory (Azure AD): Azure AD を使用して、IoT Hub へのアクセスを制御できます。
• ロールベースのアクセス制御 (RBAC): RBAC を使用して、IoT Hub リソースへのアクセス権限を、ロールに基づいて付与/制限できます。
• IP フィルタリング: IP フィルタリングを使用して、特定の IP アドレスからのアクセスを制限できます。
• ネットワークセキュリティグループ (NSG): NSG を使用して、IoT Hub へのネットワークトラフィックを制御できます。
• Azure Key Vault: Azure Key Vault を使用して、デバイス接続文字列やその他のシークレットを安全に管理できます。
• Transport Layer Security(TLS): TLSを利用して、デバイスとIoT Hub間の通信を暗号化します。

5. 料金形態

Azure IoT Hub は主に以下に基づく料金体系です:

• ユニット数: プロビジョニングされたユニット数に応じて課金。
• メッセージ数: IoT Hub を通過するメッセージ数に応じて課金。
• S1, S2, S3 各Tierの機能: 利用するTierによって、利用できる機能が異なります。

6. よくあるアーキテクチャ・設計パターン

• リモート監視: Azure IoT Hub を使用して、リモートデバイスからデータを収集し、状態を監視できます。
• 予測メンテナンス: Azure IoT Hub を使用して、デバイスから収集されたデータに基づいて、障害を予測し、メンテナンスをスケジュールできます。
• スマートファクトリー: Azure IoT Hub を使用して、工場内のデバイスを接続し、生産効率を向上させることができます。
• スマートシティ: Azure IoT Hub を使用して、都市内のセンサーを接続し、交通状況、エネルギー使用量、およびその他のデータを監視できます。

7. 設定・デプロイ手順（ハンズオン例）

1. Azure Portal、CLI、または PowerShell を使用して、リソースグループを作成。
2. IoT Hub を作成 (名前、リージョン、価格レベルなどを指定)。
3. デバイスを登録。
4. デバイス接続文字列を取得。
5. デバイスからテレメトリデータを送信。
6. メッセージルーティングを構成。
7. デバイスツインを操作。

8. 試験で問われやすいポイント

8.1 Azure IoT Hub の基本的な概念

• Q: Azure IoT Hub とは何ですか？
  A: 数百万の IoT デバイスを Azure アプリケーションに安全かつ確実に接続できるようにする、マネージドサービスです。
• Q: Azure IoT Hub の主な利点は何ですか？
  A: デバイスの接続と管理、双方向通信、デバイスプロビジョニング、豊富なプロトコルサポート。

8.2 デバイスプロビジョニングサービス (DPS)

• Q: デバイスプロビジョニングサービス (DPS) とは何ですか？
  A: デバイスを IoT Hub に自動的にプロビジョニングするためのサービスです。

8.3 デバイスツイン

• Q: デバイスツインとは何ですか？
  A: デバイスの状態や構成情報をクラウドに格納するためのものです。

8.4 メッセージルーティング

• Q: メッセージルーティングを使用して何ができますか？
  A: デバイスから送信されたメッセージを、さまざまな Azure サービスにルーティングできます。

8.5 セキュリティ

• Q: Azure IoT Hub を保護する方法は何ですか？
  A: デバイスごとの認証、Azure Active Directory (Azure AD)、ロールベースのアクセス制御 (RBAC)、IP フィルタリング、およびネットワークセキュリティグループ (NSG) を使用。

8.6 料金

• Q: Azure IoT Hub の料金はどのように計算されますか？
  A: ユニット数とメッセージ数に基づいて計算。

8.7 その他細かな試験ポイント

• S1, S2, S3 各Tierの機能
• IoT Edge
• ダイレクトメソッド
• ブルクヘッドパターン
• コールド、ウォーム、ホットパス