O documento discute os desafios e tendências no uso de bancos de dados para soluções de Internet das Coisas no Azure. Apresenta as arquiteturas do Azure IoT Hub, Azure Sphere, Azure IoT Starter Kit, e vários bancos de dados como SQL Server, Azure Data Lake, Azure Stream Analytics e Azure Cosmos DB.

1. Desafios e tendências na utilização
de bancos de dados para soluções
de Internet das Coisas
Walter Silvestre Coan

2. Patrocinadores

3. Agenda
Internet das Coisas
Arquitetura de uma aplicação IoT
Microsoft Azure IoT Hub
Devices
Azure Sphere
Azure IoT Starter Kit
SQLServer
Cold Path Storage
Azure Data Lake
Stream Analytics
Warm Path Storage
Stream Analytics
Azure Cosmos DB
Azure Logic Apps

4. Walter Silvestre Coan
• Microsoft Certified Solutions Associate – Web Applications
MCP em programação em C#
MCP em desenvolvendo aplicações Web ASP.NET MVC
• Participação com projeto finalista da etapa nacional do Microsoft Imagine
Cup 2016 – Projeto Omni
• AWS Certified Developer Associate
• Sun Certified Programmer em Java 5.0
• Mestre em Ciência da Computação na área de Sistemas Distribuídos e
Redes de Sensores sem Fio pela PUCPR
• Pós-Graduado em Engenharia de Software pela PUCPR
• Bacharel em Informática pela UNIVILLE
• Professor no Bacharelado em Sistemas de Informação e do Bacharelado em
Engenharia de Software da UNIVILLE
• Desenvolvedor de software na RDX – RDornel Data Experts
walter.coan@gmail.com – www.faltoupontoevirgula.com.br

5. Citação e agradecimento
Esta apresentação é um resumo das apresentações
realizadas por:
• Olivier Bloch
Principal Program Manager at Microsoft in the Azure IoT team
• The Things Conference: LoRaWAN and the Intelligent Cloud
Powerful solutions with Azure IoT -
https://youtu.be/SivnPqqbWsc
• Ed Nightingale
Partner Product Architect (Azure Sphere)
• Introducing Azure Sphere - https://youtu.be/wJgCzaiRz9w

6. Internet das Coisas
no Azure

7. Internet das coisas
AçõesDispositivos Intuições

8. Arquitetura
Dispositivos Intuições Ações

9. Arquitetura
Azure Logic Apps
Azure Websites
Azure Monitor
Azure Event Grid
Microsoft Power BI
Microsoft Flow
Azure FunctionsAzure Data Lake
Azure Time Series
Insights
Azure Maps
Azure Stream Analytics
Azure Machine Learning
Azure HD Insight
Spark, Storm, Kafka
Azure Event Hubs
Azure IoT Hub Device
Provisioning Service
Azure IoT Hub
Windows 10 IoT Core
Azure IoT Edge
Azure Sphere
Azure Certified for IoT
Azure IoT Device SDK
PlatformUse|Solutions

10. Desafios
• Alta disponibilidade
• Escalabilidade
• Grande volume de dados
• Custo

11. Devices

12. Azure Sphere

13. Segunda transformação digital
• Primeira onda 1970
• Primeiros Microcontroladores MCU
• Segunda onda 2010 – 2020
• Conectividade pela Internet dos
MCU
• Consequências
• Mudança drástica nas experiências de
uso dos dispositivos
Azure Sphere
Microsoft Surface Hub 2

14. Nenhuma empresa lançaria um produto
com problemas de segurança

15. https://limitedresults.com/2019/01/pwn-the-lifx-mini-white/

17. The Seven Properties of Highly Secure Devices: the new
standard for securing MCU powered IoT experiences
Hardware
Root of Trust
Seu dispositivo é Identificável
e a integridade do software
é confirmada por hardware?
Defense
In Depth
Seu dispositivo se mantém
seguro se um mecanismo
de segurança for destruído?
Small Trusted
Computing Base
O seu dispositivo esta protegido de
erros em outros códigos fonte?
Dynamic
Compartments
As proteções de segurança
do seu dispositivo podem
melhorar após a implantação?
Certificate-Based
Authentication
Seu dispositivo utiliza
certificados digitais ao
invés de senhas para
autenticação?
Failure
Reporting
Seu dispositivo reporta
falhas e anomalias?
! Renewable
Security
Seu dispositivo atualiza
o software de forma
automática?
Suporte do Hardware Suporte do Sistema Operacional Suporte do Serviço de Nuvem

18. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware
Hardware
Root of Trust
Chave criptográfica gerada e
protegida por hardware
A identidade do dispositivo e o
software seguro dentro do
hardware
Hardware protege a Identidade do
Dispositivo
Hardware protege a Inicialização com
Segurança
Hardware atesta a Integridade do Sistema

19. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware
e do software
Dynamic
Compartments
Barreiras internas limitam o
alcance de qualquer falha
As proteções de segurança do
seu dispositivo podem melhorar
após a implantação?
Hardware cria Barreiras de
Segurança
Software cria Compartimentos
hardware firewall ou unidades de memória
gerenciadas
isolamento de processos

20. Algumas necessidades dependem do suporte do hardware,
do software e da nuvem
Renewable
Security
A segurança do dispositivo é
renovada para superar as
ameaças em evolução e as
violações de segurança.
Seu dispositivo atualiza o
software de forma automática?
Nuvem provê as atualizações
Software aplica as atualizações
Hardware previne rollback attacks

21. Três pilares de segurança do Azure Sphere
Secured MCUs
Uma nova categoria de MCU’s
chamado Azure Sphere,
produzidos por empresas
parceiras, com tecnologia de
segurança da Microsoft, que
fornece conectividade, alto
desempenho e características de
segurança no hardware.
Secured Operating
System
Sistema operacional seguro Azure
Sphere OS que combina as
melhores práticas da Microsoft e
da comunidade Open Source,
criando uma plataforma confiável
para uma nova experiência em IoT.
Secured by our Cloud Service
Azure Sphere Security Service protege
cada dispositivo e os clientes, detecta
falhas de segurança e responde de forma
proativa.

22. Arquitetura do Azure Sphere MCU
Microsoft Pluton Security Subsistem – Root of
Trust
ARM Cortex-A provê isolamento de processos
através do gerenciamento de unidades de
memória. Azure Sphere OS cria containers para
as aplicações que utilizam espaços de memória
reservados.
ARM Cortex-M é o MCU tradicional, que
executa o processamento e tem acesso aos
periféricos.

23. Geração do Device ID no Azure Sphere
• Cada dispositivo possui um identificador
único;
• O ID é gerado no processo de fabricação do
MCU;
• Microsoft possui o controle de todos os IDs
dos dispositivos produzidos.
https://azure.microsoft.com/mediahandler/files/resourcefiles/azure-sphere-device-authentication-and-attestation-
service/Device_Authentication_and_Attestation_Service.pdf?v=cba244cabba1e2c8d7ceb8f3389d4c7eb8a97d1eacae2cdce17d73dc6
86a476b

24. Azure Sphere MT3620 Dev Kit

26. Azure Sphere MT3620 Mini Dev Board

27. Azure IoT Starter Kit (AZ3166)
• MXCHIP
• EMW3166 Wifi
• STSAFE-A100

28. Azure IoT Starter Kit (AZ3166)
https://microsoft.github.io/azure-iot-developer-kit/

29. Azure IoT Starter Kit (AZ3166)

30. E os bancos
de dados?

31. Posso utilizar SQL Server?
SIM*
*mas com cuidado

32. Cuidados
• TTL (Time To Live)
• Precisa ser implementado (store procedure/aplicação)
• Aumento exponencial do tamanho das tabelas no
banco de dados
• Exige constante monitoramento
• Consistência rígida do modelo relacional em relação a
estrutura dos dados

33. Arquitetura
Dispositivos Intuições Ações

34. Cold Path Storage
• Grande quantidade de dados históricos
• Dados voltados para operação em Batch
• Alta latência de acesso aos dados
• Utilização de ferramentas de Analytics/Machine
Learning
• Dados para os especialistas em Data Science

35. Azure Data Lake Storage
• “Azure Data Lake Storage Gen1 is an enterprise-wide hyper-scale
repository for big data analytic workloads. Azure Data Lake enables you
to capture data of any size, type, and ingestion speed in one single
place for operational and exploratory analytics.”
• Serverless
• Serviço baseado no Azure Blob Storage
• Disponibiliza acesso nativo para ferramentas de análise de dados como
o HDInsight

36. Azure Data Lake Storage

37. Azure Data Lake Storage

38. DEMO
Data Lake

39. Azure Stream Analytics
• Ferramenta responsável por receber, analisar e enviar dados para outras
ferramentas dentro do Azure
• Serverless
• Fluxos de entrada
• IoT Hub, Event Hub ou Blob Storage
• Fluxos de saída
• Event Hub, Banco SQL, Blob Storage, Tópicos, Filas, Power BI, Data Lake, Azure
Functions
• Funções
• Realiza operações de transformação dos dados
• Consultas
• Utilizando a linguagem SQL, permite definir o fluxo de tratamento dos dados

40. Arquitetura
Dispositivos Intuições Ações

41. Warm Path Storage
• Baixa latência de consulta – consultas imediatas
• Da suporte a decisões operacionais baseadas em “insights”
• Permite a realização de ações
• Possui apenas quantidade de dados mais atuais dentro de uma
janela de tempo mais curta
• Visualização
• Dados na forma de linha do tempo
• Agregação de dados
• Permite que os dados sejam transformados
• Tempo de vida limitado TTL (Time to Live)
• Dados para os usuários ligados a operação do negócio

42. Azure Cosmos DB
• Banco de dados NoSQL
• Serverless
• Modelos de dados
• Documento
• Grafo
• Tabelas
• Suporte a APIs de outros bancos de dados
• MongoDB – Cassandra – Gremlin
• Baixa latência de acesso
• Escalabilidade horizontal
• Alta disponibilidade
• Os dados podem seguir diferentes esquemas de dados
• É necessário prever e definir as taxas de leitura e escrita no banco

43. Azure Cosmos DB

44. DEMO
Data Lake
Cosmos DB

45. Azure Logic Apps
• Ferramenta para construção de aplicações baseadas em blocos
lógicos
• Serverless
• Conectores com os principais serviços do Azure
• Permite receber eventos de componentes do Azure
• Permite realizar tarefas agendadas

46. Para aprender mais…

47. Para aprender mais…
https://academy.microsoft.com/en-us/professional-program/tracks/internet-of-things/

48. Patrocinadores