Greengrass(V1)のグループにデバイスを追加する

はじめに

Greengrass(V1)は、Greengrassをインストールしたデバイス（コアデバイス）がMQTTブローカーの役割を果たし、グループ内のデバイス間でMQTTメッセージのやり取りを行うことができます。
今回は、Greengrassグループへのデバイスの追加とGreengrassデバイス間で通信をやり取りするまでを確認します。

以降、公式ドキュメントの以下を参考にしています。
参考：モジュール 4: AWS IoT Greengrass グループでのデバイスの操作

1　Greengrassグループへのデバイス追加

Greengrassグループへのデバイス追加として、以下2つの手順を確認しました。

• Greengrassグループに新規のデバイスを追加
• モノとして登録済みのデバイスをGreengrassグループに追加

なお、今回はラズパイとMacをそれぞれ追加しています。

1-1　新規のデバイスをグループに追加

IoT Coreに未登録のデバイスをGreengrassグループに追加します。

1.IoT Coreのマネジメントコンソールで左のメニューから Greengrass > クラシック(V1) > グループ の順にクリック
2.今回追加する対象のGreengrassグループをクリック
3.デバイス > 「デバイスの追加」の順にクリック

4.「新しいデバイスの作成」をクリック

5.任意の名前を入力して「次へ」をクリック

6.今回は1-clickデプロイを利用することとし、「デフォルトを使用」をクリック

7.以下のファイルをダウンロードし、「完了」をクリック

• デバイス証明書、パブリックキー、プライベートキーをまとめたtar.gzファイル
• ルートCA　※Amazon Root CA 1をダウンロード

8.完了すると、以下の通りグループにデバイスが追加される

• 作成時にポリシーが証明書にアタッチされ、証明書もアクティブになっている
• IoT Coreのモノとしても登録される
• Greengrass > クラシック(V1) > デバイス にはグループがデプロイされるまで表示されない

1-2　モノと登録済のデバイスをグループに追加

既にIoT Coreにモノとして登録されているデバイスをGreengrassのグループに追加します。
なお、IoT Coreへのモノの登録方法はこちらをご参照ください。
参考：AWS IoT Coreに「1-Click証明書作成」と「CSRによる作成」の2つの方法でプロビジョニングを実施してみる

1.IoT Coreのマネジメントコンソールで左のメニューから Greengrass > クラシック(V1) > グループ の順にクリック
2.今回追加する対象のGreengrassグループをクリック
3.デバイス > 「デバイスの追加」の順にクリック
4.「IoT Thingを選択する」をクリック

5.追加するモノを選択して「完了」をクリック

6.完了すると、グループにデバイスが追加される

2　Greengrassデバイス間で通信

次にGreengrassデバイス間で通信できることを確認します。
今回は、AWS IoT Device SDK for Pythonの/samples/greengrass配下にある basicDiscovery.py を利用します。
GitHub：AWS IoT Device SDK for Python

2-1　グループのデプロイ

クラウドで行った設定をGreengrassコアデバイスにデプロイします。
また、デプロイ前にGreengrassデバイス間で通信できるよう、サブスクリプションの設定を行います。

1.IoT Coreのマネジメントコンソールで左のメニューから Greengrass > クラシック(V1) > グループ の順にクリック
2.対象のGreengrassグループをクリック
3.サブスクリプションをクリック
4.今回はgg-test-001がhell/world/pubsubにパブリッシュしたメッセージをgg-test-002でサブスクライブできるよう、以下の通り設定して「完了」をクリック

• ソース：gg-test-001
• ターゲット：hello/world/pubsub
• topic：gg-test-002

5.サブスクリプションに追加されたことを確認する

6.アクション > デプロイ の順にクリック
7.「正常に完了しました」と表示されることを確認する

2-2　basicDicovery.py によるPub/Subの実施

basicDiscovery.py でGreengrassデバイス間の通信が出来ることを確認します。
参考：通信をテストする

1.「1-1　新規のデバイスをグループに追加」で取得したtar.gzファイルとルートCA証明書をGreengrassデバイスのディレクトリに格納する
※今回はMacにDeviceというディレクトリを作成して以降手順を実施
2.tar.gzファイルを解凍

cd Device
tar -xzf xxxxxxxxxx-setup.tar.gz

※解凍後、ディレクトリには以下のファイルが存在する

• xxxxxxxxxx-setup.tar.gz
• xxxxxxxxxx.private.key
• xxxxxxxxxx.public.key
• xxxxxxxxxx.cert.perm
• AmazonRootCA1.pem　※ルート証明書

3.AWS IoT Device SDK for Pythonをインストールする
※以降の作業はPublishするデバイス、Subscribeするデバイス双方ともに必要
参考：をインストールするAWS IoT Device SDK for Python

#2.7未満、3.3未満の場合はバージョンアップが必要
 python --version

#OpenSSLは1.01以降が必要
python
>>>import ssl
>>>print ssl.OPENSSL_VERSION

#確認したらPythonシェルを終了
>>>exit()

#AWS IoT Device SDK for Pythonをインストールする 
cd ~

git clone https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-python.git

cd aws-iot-device-sdk-python

sudo python setup.py install

4.AWS IoT Device SDK for Pythonのサンプルコード basicDicovery.py を証明書を格納したディレクトリにコピーする

#証明書を格納したディレクトリに移動
cd /xxx/xxx/Device

#basicDicovery.py をコピー
cp ~/aws-iot-device-sdk-python/samples/greengrass/basicDicovery.py ./

5.AWS IoT Coreのマネジメントコンソールで左のメニューから設定をクリックし、エンドポイント情報をコピーする
※有効になっていない場合は有効にする

6.Publishを行う
※サブスクリプションでソースに指定したデバイスから実施

python basicDiscovery.py --endpoint [エンドポイントのURL] \
 --rootCA [ルート証明書] --cert [デバイス証明書] --key [秘密鍵] \
 --thingName [モノの名前] --topic 'hello/world/pubsub' --mode publish \
 --message 'Hello World'

#成功すると以下のメッセージが "sequence"をインクリメントしながら流れ続ける（Ctrl + C で止まる）
2021-03-29 16:26:37,233 - AWSIoTPythonSDK.core.protocol.mqtt_core - INFO - Performing sync publish...
Published topic hello/world/pubsub: {"message": "Hello World", "sequence": 0}

7.Subscribeを行う
※サブスクリプションでターゲットに指定したデバイスから実施

python basicDiscovery.py --endpoint [エンドポイントのURL] \
 --rootCA [ルート証明書] --cert [デバイス証明書] --key [秘密鍵] \
 --thingName [モノの名前] --topic 'hello/world/pubsub' --mode subscribe

#成功すると以下の通り、PublishされたメッセージをSubscribeしつづける（Ctrl + C で止まる）
2021-03-29 16:26:38,712 - AWSIoTPythonSDK.core.protocol.internal.workers - DEBUG - Produced [message] event
2021-03-29 16:26:38,712 - AWSIoTPythonSDK.core.protocol.internal.workers - DEBUG - Dispatching [message] event
2021-03-29 16:26:38,712 - AWSIoTPythonSDK.core.protocol.internal.clients - DEBUG - Invoking custom event callback...
Received message on topic hello/world/pubsub: b'{"message": "Hello World", "sequence": 1}'

3　トラブルシューティング

上記の通り、basicDiscovery.py を実行した際に、Pub/Subともに以下の通りエラーが発生してしまいました（抜粋）。

• Pub側：ConnectionRefusedError: [Errno 111] Connection refused
• Sub側：ConnectionRefusedError: [Errno 61] Connection refused

Connectionが明示的に拒絶されているので、権限周り、接続設定を調べました。

• デバイス証明書が有効になっているか
• デバイス証明書にポリシーがアタッチされているか
• ポリシーは通信を許可しているか
• サブスクリプションの設定は間違っていないか

しかし、いずれも問題はありませんでした。
また、いずれのデバイスでもIoT Coreと直接やり取りする basicPubSub.py も実行し、こちらでは疎通が確認できました。
そのため、Greengrass側の設定ミスであることが分かります。
※basicPubSub.py もAWS IoT Device SDK for Pythonのサンプルコード

結果として、コマンド実行時の以下メッセージが解決の決め手になりました。

Trying to connect to core at 127.0.0.1:8883

Greengrassコアデバイスに接続しに行くはずが、localhostのループバックアドレスに接続しようとしていました。
GreengrassデバイスはIoT CoreからGreengrassコアデバイスの情報を取得して、接続しにいきます。
そのため、IoT CoreのマネジメントコンソールでGreengrassのコア情報を確認すると以下の通りでした。

ここの接続情報の一番上を使って接続しているようでした。

上記画面の編集をクリックし、127.0.0.1を削除してからコマンドを再度実行すると、エラーは解消されました。

4　おわりに

Greengrassのグループへのデバイス追加、メッセージのやり取りまでを確認できました。
自動接続情報の検出で、127.0.0.1を拾ってきてしまうのは困りものですが、レアケースなのでしょうか？
ここはもう少し調べてみようと思います。