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코스 개요
모듈 0: 기초 및 AWS IoT 생태계
- IoT 소개
- 2024년 IoT 정의: "사물(Things)"을 넘어선 개념 (에지 인텔리전스, 에지 AI/ML, 사이버 물리 시스템).
- IoT 성장의 동인 (산업 분야, 사용 사례).
- 주요 IoT 트렌드 (에지 컴퓨팅, 지속 가능성, AI/ML 통합, 강화된 보안).
- 폭넓은 AWS 생태계 내의 AWS IoT (AWS 파트너 네트워크 - APN 자료).
- AWS IoT 서비스 영역 개요
- AWS IoT Core (MQTT/브릿지, 작업(Jobs), 디바이스 디펜더).
- AWS IoT 디바이스 관리 (디바이스 온보딩, 구성 관리, OTA 업데이트).
- AWS IoT 분석 (데이터 처리, 풍부화, 모델링).
- AWS IoT Greengrass (에지 컴퓨팅, 로컬 실행, 안전한 연결).
- AWS IoT 버튼 (간단한 디바이스를 위한 개념적 개요).
- 연결: AWS IoT Core -> Lambda/DynamoDB/OpenSearch/Step Functions/SageMaker.
모듈 1: IoT 아키텍처, 구성 요소 및 보안
- IoT 아키텍처
- 디바이스 레이어 (센서, 액추에이터, Raspberry Pi, ESP32 같은 에지 디바이스).
- 연결 레이어 (MQTT, CoAP, HTTP, LPWAN - LoRaWAN, NB-IoT, Sigfox, 셀룰러 IoT).
- 클라우드 통합 레이어 (AWS IoT Core, API Gateway, Lambda, Step Functions).
- 데이터 처리 및 분석 레이어 (DynamoDB, Timestream, OpenSearch, S3, Athena, SageMaker).
- 애플리케이션 레이어 (AWS Amplify를 사용하는 모바일/웹 애플리케이션, 커스텀 비즈니스 앱).
- 중요성: 분산 아키텍처의 배경(지연 시간, 대역폭, 컴퓨팅 파워, 보안)에 대한 설명.
- 필수 IoT 구성 요소 심층 분석
- 하드웨어: 선정 기준 (MCU, 연결성, 센서), 보안 요소 (신뢰 실행 환경 - TEEs).
- 에지 컴퓨팅 (AWS Greengrass): 장점 (낮은 지연 시간, 클라우드 트래픽 감소, 로컬 의사 결정).
- 디바이스 관리: 온보딩 (OTA, 사전 공급), 구성, 모니터링, 원격 디버깅.
- 보안 심층 분석: 디바이스 ID, 인증 및 권한 부여 (X.509 인증서, JSON 웹 토큰 - JWTs), 데이터 암호화 (저장 시 및 전송 시), AWS IoT 디바이스 디펜더.
- 보안 표준화: 표준 소개 (예: IEEE P2145, 오픈 컨넥티비티 재단 - OCF) 및 규정 준수 (ISO/IEC 27001, SOC 2)에 대한 개요.
- IoT를 위한 AWS별 PaaS 기능
- AWS IoT Core (보안 MQTT/브릿지, 펌웨어 업데이트용 작업, 디바이스 디펜더).
- AWS Lambda (데이터 전처리, 작업 트리거링을 위한 서버리스 컴퓨팅).
- AWS Step Functions (복잡한 디바이스 상호 작용을 위한 상태 관리 워크플로우).
- Amazon DynamoDB (빠른 IoT 데이터 수집을 위한 NoSQL DB).
- Amazon OpenSearch 서비스 (검색 및 분석, 시계열 데이터 처리).
- Amazon Timestream (전용 시계열 데이터베이스).
- Amazon S3 (원시 데이터 레이크 저장소).
- AWS IoT 디바이스 디펜더 (모니터링 및 보안 평가).
- AWS IoT Wireless (원격 LPWAN 디바이스 연결).
모듈 2: IoT 디바이스 통신 프로토콜
- MQTT (MQTT v5 및 WebSockets)
- MQTT 5.0 기능 (Retain, Clean Session 플래그, 사용자 속성, 와일드카드 토픽).
- WebSockets를 통한 MQTT (표준화).
- 서비스 품질(QoS) 레벨 설명.
- 프로토콜 모범 사례.
- 대체 프로토콜
- 제한된 디바이스를 위한 CoAP (Constrained Application Protocol).
- 표준 데이터 교환 형식인 AMQP / MQTT over AMQP.
- 더 간단하고 빈번하지 않은 업데이트를 위한 HTTP.
- 양방향 통신을 위한 WebSockets.
모듈 3: AWS를 활용한 견고한 IoT 애플리케이션 구축
- 디바이스 온보딩 및 안전한 연결
- AWS IoT 디바이스 디펜더 사전 공급.
- 보안 오버 더 에어(OTA) 온보딩 (예: AWS IoT 버튼 개념 사용).
- 디바이스 인증서 관리 (ACM/PKI).
- TLS를 통한 MQTT 구현.
- 데이터 수집, 저장 및 처리
- 디바이스에서 AWS IoT Core로 데이터를 효율적으로 전송.
- 적합한 대상 선택: Lambda(이벤트 기반), Step Functions(오케스트레이션), Timestream(시계열), OpenSearch(검색 및 분석), S3(원시 데이터).
- 저장 전 데이터 풍부화 및 정제를 위해 AWS IoT Analytics 사용.
- 고속 처리 시나리오 처리 (Kinesis/Firehose).
- 디바이스 관리 및 운영
- 플릿 관리를 위해 AWS IoT 디바이스 관리 사용.
- AWS IoT 작업을 사용하여 OTA 업데이트 구현 및 관리.
- 원격 모니터링 및 구성.
- IoT 백엔드 구축
- 디바이스 및 데이터와 상호 작용하기 위한 REST/GraphQL API 생성을 위한 API Gateway.
- 비즈니스 로직을 위한 AWS Lambda.
- 분산 구성 요소 조정을 위한 AWS Step Functions.
- 비동기 메시징 및 이벤트 트리거링을 위한 Amazon SQS/SNS.
모듈 4: 에지 컴퓨팅 및 고급 통합
- AWS IoT Greengrass
- 개념 (코어, 디바이스, 커넥터).
- 디바이스에서 로컬로 Lambda 함수 실행.
- 디바이스에서 직접 코드 실행 (C++, Python).
- Greengrass 코어와 AWS/IoT 디바이스 간 안전한 통신.
- 사용 사례: 에지에서의 로컬 데이터 필터링, 전처리 또는 AI 추론.
- AI/ML 통합
- 클라우드의 복잡한 ML 모델을 위해 SageMaker 사용.
- Greengrass ML Accelerator(GMA)를 사용하여 에지에서 ML 추론 실행.
- 데이터 시각화 및 사용자 인터페이스
- 산업용 데이터 시각화를 위해 AWS IoT SiteWise 사용.
- AWS Amplify(API, UI, 인증)를 사용하여 웹 애플리케이션 구축.
- Amazon QuickSight 또는 OpenSearch 대시보드를 사용한 대시보드 구축.
모듈 5: 보안, 거버넌스 및 모범 사례
- IoT 보안 수명 주기
- 보안 설계 원칙 (다층 방어).
- 보안 개발 관행 (OWASP IoT Top 10).
- 취약점 관리.
- IoT 위협 모델링.
- IoT를 위한 AWS 보안 서비스
- AWS IoT 디바이스 디펜더 (서비스 및 디바이스 디펜더).
- AWS Shield, AWS Identity and Access Management (IAM).
- 규정 준수 검사를 위한 AWS Config.
- 하드웨어 보안 모듈(HSMs) 통합.
- 데이터 프라이버시 및 거버넌스
- 민감한 데이터(PII) 처리.
- 데이터 보관 및 삭제 정책.
- 규정 준수 고려 사항.
모듈 6: 실습 프로젝트 및 종합 프로젝트
- 안내형 실습
- 디바이스 온보딩 및 MQTT 통신.
- AWS로의 보안 데이터 수집 구현.
- 간단한 IoT 대시보드 구축.
- OTA 업데이트 시뮬레이션.
- AWS IoT Greengrass 소개.
- 종합 프로젝트
- 현실적인 문제 해결을 위한 완전한 IoT 솔루션 구축 (예: 스마트 홈 자동화, 환경 모니터링, 산업용 센서 허브).
- 요구 사항: 안전한 디바이스, 데이터 수집, 처리, 시각화 및 선택적 에지 구성 요소.
- 과정 전반에 걸쳐 다루어진 AWS 서비스 사용.
요건
목적:
현대 IoT 개발은 플랫폼 서비스(PaaS) 인프라에 의존합니다. 주요 PaaS IoT 시스템으로는 Microsoft Azure, AWS IoT(아마존), Google IoT Cloud, Siemens MindSphere 등이 있습니다. 개발자는 IoT 데이터를 기타 생태계와 통합하는 데 필요한 PaaS 기능을 이해해야 합니다. 본 과정에서는 라즈베리 파리와 10개의 내장 센서(모션, 주변 온도, 습도, 압력, 조도계 등)를 갖춘 다중 센서 TI SensorTag 칩을 사용하여 실무 중심의 교육을 제공합니다. 참가자는 IoT 기능의 기초를 배우고 AWS IoT PaaS 클라우드에서 Lambda 함수를 사용하여 이를 구현하는 방법을 습득하게 됩니다.
8 시간
