AWS IoT Core란 무엇인가?

AWS IoT Core란 무엇인가?

1. 개요

AWS IoT Core는 Amazon Web Services(AWS)에서 제공하는 클라우드 기반의 IoT(Internet of Things) 관리 서비스로, 다양한 IoT 디바이스를 안전하게 연결하고 관리할 수 있도록 지원하는 서비스입니다. AWS IoT Core는 디바이스와 클라우드 간의 안전한 통신을 가능하게 하며, 메시지 브로커, 인증 및 권한 관리, 데이터 처리 및 저장 기능을 제공합니다.

이 글에서는 AWS IoT Core의 주요 개념과 아키텍처, 기능, 그리고 실제 활용 사례에 대해 설명하겠습니다.

2. AWS IoT Core의 주요 기능

2.1 디바이스 연결 및 관리

AWS IoT Core는 다양한 프로토콜을 지원하여 IoT 디바이스가 AWS 클라우드에 쉽게 연결될 수 있도록 합니다. 주요 기능은 다음과 같습니다.

• MQTT(Message Queuing Telemetry Transport): 경량 메시징 프로토콜로, IoT 디바이스 간의 효율적인 통신을 지원합니다.
• HTTPS: 보안이 강화된 웹 기반 통신 프로토콜을 통한 연결 지원
• LoRaWAN 지원: 저전력 장거리 무선 통신을 사용하는 IoT 네트워크 연결 가능
• WebSockets 지원: 실시간 양방향 데이터 스트리밍 가능

2.2 보안 및 인증

AWS IoT Core는 강력한 보안 메커니즘을 제공하여 IoT 디바이스와 클라우드 간의 안전한 통신을 보장합니다.

• X.509 인증서 기반 보안: AWS IoT Core는 디바이스 인증을 위해 X.509 인증서를 사용하며, 개별 디바이스에 대한 보안 인증을 제공합니다.
• AWS IAM(Identity and Access Management) 연동: AWS의 보안 정책과 역할을 활용하여 권한을 제어할 수 있습니다.
• 정책 기반 액세스 관리: 디바이스와 사용자에게 세부적인 접근 권한을 부여할 수 있습니다.

2.3 메시지 브로커 및 데이터 처리

AWS IoT Core는 대규모 IoT 환경에서 효율적인 데이터 처리를 지원하는 다양한 기능을 제공합니다.

• MQTT 기반의 메시지 브로커: 디바이스와 AWS IoT Core 간의 메시지를 효율적으로 관리하고 전달합니다.
• Rules Engine: 수집된 데이터를 분석하고 AWS Lambda, Amazon DynamoDB, Amazon S3 등의 다른 AWS 서비스로 연계할 수 있도록 지원합니다.
• Device Shadow: 디바이스의 상태를 클라우드에서 유지 및 관리할 수 있는 기능으로, 연결이 끊어진 디바이스의 상태를 유지하고 동기화할 수 있습니다.

2.4 AWS 서비스 연동

AWS IoT Core는 AWS의 다른 서비스와 긴밀하게 통합되어 강력한 데이터 분석 및 시각화 기능을 제공합니다.

• AWS Lambda: 수집된 데이터를 기반으로 이벤트 기반 서버리스 컴퓨팅을 수행할 수 있습니다.
• Amazon S3: 대량의 IoT 데이터를 저장하고 관리할 수 있습니다.
• Amazon DynamoDB: 실시간 데이터를 빠르게 저장하고 조회할 수 있습니다.
• Amazon Kinesis: 스트리밍 데이터 분석 및 실시간 데이터 처리에 활용됩니다.
• Amazon QuickSight: IoT 데이터를 시각화하여 분석할 수 있습니다.

3. AWS IoT Core 아키텍처

AWS IoT Core의 주요 구성 요소는 다음과 같습니다.

1. 디바이스(Device): IoT 센서, 액추에이터, 마이크로컨트롤러 등 다양한 하드웨어 장치
2. 메시지 브로커(Message Broker): MQTT 및 HTTPS 기반으로 디바이스와 클라우드 간의 데이터 전송을 담당
3. 인증 및 보안(Authentication & Security): X.509 인증서 기반 보안, IAM 및 정책 관리
4. Rules Engine: IoT 데이터의 분석 및 AWS 서비스와의 연계를 위한 규칙 기반 엔진
5. Device Shadow: 디바이스 상태를 저장하고 최신 상태를 유지하는 가상 디바이스 기능
6. AWS 서비스 연계: Lambda, S3, DynamoDB 등과의 통합을 통한 데이터 처리 및 저장

4. AWS IoT Core 사용 예제

AWS IoT Core를 활용하여 IoT 디바이스와 클라우드를 연결하는 기본 예제를 살펴보겠습니다.

4.1 사전 준비

• AWS 계정 생성
• AWS IoT Core 서비스 활성화
• MQTT 클라이언트 설치 (예: Mosquitto MQTT Client)
• 디바이스 인증서 생성 및 등록

4.2 AWS IoT Core에서 디바이스 등록

1. AWS IoT 콘솔 접속: AWS Management Console에서 AWS IoT Core 서비스 선택
2. 사물(Thing) 생성: IoT 디바이스를 등록하기 위해 사물을 생성
3. X.509 인증서 생성 및 다운로드: MQTT 연결을 위한 인증서를 생성하고 다운로드
4. 정책(Policy) 생성 및 연결: 디바이스가 메시지를 송수신할 수 있도록 적절한 권한을 설정

4.3 MQTT 프로토콜을 이용한 데이터 송수신

AWS IoT Core와 MQTT 클라이언트를 이용하여 간단한 데이터 송수신을 테스트할 수 있습니다.

데이터 전송 (Publish)

import paho.mqtt.client as mqtt
import ssl

broker = "<YOUR_AWS_IOT_ENDPOINT>"
port = 8883
client_id = "MyIoTDevice"
topic = "iot/sensor/temperature"

cert_path = "./certs/certificate.pem.crt"
key_path = "./certs/private.pem.key"
ca_path = "./certs/AmazonRootCA1.pem"

client = mqtt.Client(client_id)
client.tls_set(ca_path, certfile=cert_path, keyfile=key_path, tls_version=ssl.PROTOCOL_TLS)
client.connect(broker, port, 60)

payload = "{\"temperature\": 25.5}"
client.publish(topic, payload)
print("Message Published: ", payload)
client.disconnect()

데이터 수신 (Subscribe)

def on_message(client, userdata, message):
    print(f"Received message: {message.payload.decode('utf-8')} from topic: {message.topic}")

client = mqtt.Client(client_id)
client.tls_set(ca_path, certfile=cert_path, keyfile=key_path, tls_version=ssl.PROTOCOL_TLS)
client.connect(broker, port, 60)
client.subscribe(topic)
client.on_message = on_message
client.loop_forever()

5. 결론

AWS IoT Core는 강력한 보안, 확장성 및 다양한 AWS 서비스와의 통합을 제공하여 IoT 솔루션을 구축하는 데 필수적인 서비스입니다. 이 서비스를 활용하면 IoT 디바이스를 안전하게 연결하고 데이터를 효율적으로 관리할 수 있습니다. 본 포스팅에서는 AWS IoT Core의 주요 기능, 아키텍처 및 기본 사용 방법에 대해 다루었습니다.