Cloud IoT Core の概要【Google I/O 2018】

Cloud IoT Core の概要【Google I/O 2018】

GCP

投稿日:2018/05/23 | 最終更新日:2018/09/14

こんにちは。株式会社トップゲートの鈴木です。
現地で様々なセッションを聞いてきました。今回は IoT 周りのセッションについて紹介します。
「 An overview of Cloud IoT Core 」では、 IoT の概要から Cloud IoT Core の活用例まで解説があり、後半はライブコーディングによるデモが行われました。
会場の様子1

はじめに

IoT とは Internet of Things の略で、様々な見解がありますが、コンピュータやスマートフォンはもちろん、スマートメーターやセンサーといった様々な物がネットワークに接続して、情報を送信したり、制御される仕組みを指します。
2020年には IoT デバイスが300億を超える速度での成長が予想されています。
例1) Significant growth in IoT (still) coming

IoT の背景

今までの電子機器は、機器の動きを変えたいとしたら、中のチップや部品を変える必要がありました。最近では、チップは物理的に変更を加えなくても、動きを変えられる仕組みになっています。そして値段も手頃になってきています。今では Wi-Fi と Bluetooth を搭載したものが5ドルより安い金額で買えるようになってきました。もちろん制約もあり、例えばメモリやストレージはそれほど大きくないので、その点は注意が必要です。

スマートデバイスの3つのアプローチ

スマートデバイスは、数年前は金額面で難しかったものでも、今なら現実的な値段で作ることができるようになってきました。
スマートデバイスの基本的なアプローチは3つあります。

  1. 100%オンデバイス
    • すべてが単一のデバイスの中に含まれていて、そこで処理が実行されます。例えば Google Home は自分の声をデバイスの入力として使うことができます。
  2. ゲートウェイと SDK
    • エッジやボーダールーティング、ラジオプロトコルアプローチと呼ばれるものです。デバイスが外部ネットワークと通信するためのものです。
    • たとえば OpenThread というプラットフォームでは、近くのデバイスに接続してインターネット接続を順番に借りる仕組みがあります。
  3. 完全な委譲
    • デバイスの制御や入出力データの処理を他へ委譲し、デバイス自身は与えられた役割に注力します。ここに該当するのが Cloud IoT Core です。

例2) Making modern smart devices

IoT とクラウドを組み合わせる2つのメリット

ではなぜ IoT とクラウドを組み合わせるべきなのか。
IoT とクラウドを組み合わせる利点として、ビッグデータとセキュリティが挙げられます。

  1. ビッグデータ
    • メキシコ湾で原油とガスの採掘にセンサーを付けた例では、1370ほどのセンサーがあります。センサー単体では1秒で100バイトしか送らないとすると、単体のデータ量は全く気になりませんが、全体では1秒あたり137MB、1分に8GBを超え、1日では11.5TBになります。自分たちで管理することもできますが、このデータ量はクラウドに任せる利点となります。

    例3) Globally dispersed machines are generating massive data in real-time

  2. セキュリティ
    • IoT 機器を狙った Mirai というマルウェアが話題になりました。デバイスが感染すると DDoS 攻撃に利用されてしまうため、大きな問題となりました。
    • あるカジノの水槽に設置されたスマート温度センサーが攻撃され、カジノで大口の賭け金を張る顧客の情報が盗まれる事件となりました。 IoT をやるならセキュリティを必ず考えなければなりません。

Cloud IoT Core とは

Cloud IoT Core はこのデバイスにクラウドから接続するためのサービスです。
デバイスに必要なのはクラウドと会話できることだけです。

Cloud IoT Core の2つの特徴

Cloud IoT Core は次の2点を特徴としています。

  1. プロトコル ブリッジ
    • プロトコル ブリッジは、プロトコルの接続エンドポイントの役割を果たすものであり、すべての端末接続を自動的に負荷分散する機能があります。プロトコル ブリッジによってすべての端末のデータが Cloud Pub/Sub にパブリッシュされます。 HTTPS と MQTT の両方の接続に対応しています。
  2. 端末マネージャ
    • 端末マネージャは、セキュリティを維持したまま個別の端末を設定、管理可能です。管理はコンソールと API でデプロイとモニタリングが可能です。端末マネージャではデバイスのアップデートと制御ができます。

例4) Fully-managed service to securely connect and manage your global device network

推奨される構成

では実際にどのような構成がオススメなのでしょうか。
セッションでは Cloud IoT Core とそれ以外に Google Cloud Platform で提供するサービスを利用した例を紹介しています。
例5) Cloud IoT Core オススメの構成図
デバイスから出力されたデータは Cloud IoT Core で受信し、Pub/Sub へイベントストリームとして送られます。Pub/Sub から Cloud Functions や Dataflow に送ります。Pub/Sub にはメッセージが最大7日間保持されます。
Dataflow は入力データの変換(フィルターや情報の付加)を行い、最終的に Bigtable へ蓄積します。 Dataflow はデータの処理量に応じて自動的にスケールします。
BigQuery はエンタープライズ向けデータウェアハウスです。ペタバイトレベルのデータを SQL で分析できます。分析用データは BigQuery へ蓄積します。
機械学習では TensorFlow を用いてユーザが用意したモデルを学習できます。 Cloud Datalab や Data Studio を使って分析データを可視化し、デバイスの状況を把握できます。

Cloud IoT Core の今まで、これから

Cloud IoT Core の発表以降、 HTTPS 対応や Stackdriver logging 対応が行われてきました。また、近々 Android Things のプラグインが提供され、簡単に Android Things へ接続できるようになります。
例6) Cloud IoT Core の今まで、これから

おわりに

会場の様子2
いかがでしたか。
IoT 側はデバイスが安くなってきて実現しやすくなり、一方デバイスの管理からデータの収集まで一貫して Cloud IoT Core をはじめとした Google Cloud Platform のサービスに任せることができます。これにより、セキュアでスケールする IoT 活用が可能となります。ぜひ、合わせて Cloud IoT Core をご活用ください!

参考

suzutatsu

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