The Things Stack V3の変更点とPacket Broker、そしてDockerインストール

2021-02-26 (Fri)

先週からパブリック LoRaWANサービス The Things Networkの次世代インターフェースとなる The Things Stack V3の日本語翻訳作業をやっております。　日本語に翻訳する画面やメッセージが膨大な量であるため、TTN Takasakiイニシエーターでエルスピーナヴェインズ株式会社の青谷社長に翻訳作業のお手伝い頂いております。感謝！

＊The Things Stackダウンロードサイト
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https://thethingsindustries.com/docs/download/

The Things Networkでは、アプリケーション統合する際に各アプリケーションベンダーのサービスに蜜結合していました。The Things Stack V3からは、 Webhooks、MQTT、pub/sub URLリンクなどと新たにアプリケーションサーバー連携機能が変わります。さらに下部でも説明しますが、データをLoRaWAN上で配信するブローカー機能が完全にPacket Brokerに切り替わります。

主な強化機能として:

＊オープンソース版The Things Stack
・Packet Brokerによる拡張性と相互接続性を実現
・全てのLoRaWANベージョンとリージョンを完全サポート
・MQTT, webhook, pub/subインテグレーション独立
・エンドノードデバイス毎にMAC設定

＊有料版 The Things Enterprise Stack
・マルチテナンシー、クラスター＆レプリケーション機能
・デバイスクレーミング
・LoRaWAN Joinサーバ向けにHSMサポート
・通信キャリア＆有料IoTプラットフォーム向け請求連携

＊The Things Stack V3で追加されたアプリケーションサーバーの一覧

コンソール画面は、The Things Networkとほぼ同じ形式ですので一度The Things Networkで設定された方なら、直感でLoRaWANゲートウェイやLoRaWANエンドノードを設定することができます。

現在のパブリックLoRaWAN - The Things Networkのネットワークの全体状況を把握できます。すでに上記の画面キャプチャーのようにThe Things Stack V3は、世界３拠点で稼働中です。

＊The Things Network Status
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https://status.thethings.network/

＊Packet Brokerについて

Packet Brokerは、LoRaWANトラフィックのグローバルバックボーンです。　LoRaWANネットワーク間でトラフィックを安全に交換するように設計されています。Packet Brokerは、個々のパケット選択を可能にします - ネットワークは、消費しなかったトラフィックに対して課金されません。Packet Brokerは、トラフィックのルーティングを課金やクリアリングから分離します。そしてPacket Brokerは、ペイロードとメタデータを分離し、ネットワークは必要な価値に対してのみ課金されます。

The Things Stackは, Packet Brokerをネイティブにサポートしており、The Things Networkのパブリック・コミュニティ・ネットワークが提供するグローバルなカバレッジにアクセスすることができます。ネットワークは、NetIDと（オプションで）Packet BrokerのテナントIDで認証します。 NetIDはLoRaアライアンスによって発行されます。ネットワークの NetID を取得するには、LoRa アライアンスのメンバーになる必要があります。　また、大きな NetID を持つホストがテナントとして Packet Broker を使用することを許可することもできます。

Packet Brokerは、NetID（32ビットのDevAddrの最上位ビットがNetID）から発行されるデバイスアドレス（DevAddr）に基づいてトラフィックをルーティングします。　ネットワークがホストの NetID のテナントであり、ホストが 1 つ以上の DevAddr プレフィックスで構成されている場合、Packet Broker はそれらのプレフィックスに基づいてトラフィックをルーティングします。

The Things StackのPacket Brokerエージェントは、フォワーダおよび/またはホームネットワークとしてPacket Brokerに接続します。 Packet Broker にネットワーク接続する方法については、「ピアリングを有効にする」を参照してください。

＊Packet Brokerに関して
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https://www.thethingsindustries.com/docs/reference/peering/

＊The Things Stack V3の主な変更点

始める前に、The Things Network Stack V2とThe Things Stackの間の主な変更点と、移行プロセスを管理しやすくするためのガイドラインについて説明します。

*アーキテクチャ
The Things Stack は新しいアーキテクチャを使用しています。The Things Stack のさまざまなコンポーネントの概要については、「コンポーネント」を参照してください。

*LoRaWAN サポート
The Things Stackでは、LoRaWANバージョンと地域パラメータ（LoRaWAN PHYバージョン）をエンドデバイスごとに設定する必要があります。これらのデフォルトは、The Things Network Stack V2からインポートされたエンドデバイスのLoRaWANバージョン1.0.2とLoRaWAN地域パラメータバージョン1.0.2 Rev Bになっていますが、これはこの設定がV2と最も整合性があるためです。

つまり、すべてのエンドデバイスに周波数プランが必要です。地域に対応する周波数プランを選択する必要があります。サポートされている周波数プランとそれぞれの ID のリストについては、「周波数プラン」を参照してください。

さらに、The Things Stackは、すべてのLoRaWANバージョンとクラスBおよびクラスCモードを完全にサポートしています。

*Rx1Delay
The Things Network Stack V2からインポートされたデバイスは、デフォルトでRx1Delayが1秒に設定されています。The Things Stackでは、高レイテンシのバックホールやPacket Brokerとのピアリングに対応するために、Rx1Delayを5秒に設定することをお勧めします。Rx1Delayの構成の詳細と手順については、『MAC設定ガイド』を参照してください。

*ゲートウェイのカバレッジ
Packet Broker はネットワーク間のピアリングを可能にします。これにより、あるネットワーク（例：パブリックコミュニティネットワーク）で受信したトラフィックを、別のネットワーク（The Things Stack）向けに転送することができます。Packet Broker の詳細およびネットワークで Packet Broker を有効にする方法については、『ピアリングガイド』を参照してください。

The Things StackとThe Things Network Stack V2の両方でPacket Brokerを有効にすると、ゲートウェイを再設定することなくThe Things Stack上でトラフィックを受信できます。

*注意点
Packet Broker は、Things Network Public Community Network と The Things Industries Cloud Hosted でのみ有効です。
Packet Broker を無効にしたプライベートの The Things Stack を展開する場合は、ゲートウェイを再設定して The Things Stack に接続し、エンドデバイスからのトラフィックを受信できるようにする必要があります。

ゲートウェイをThe Things Stackに接続するには、「ゲートウェイの追加」の手順に従います。次に、The Things Stack に接続するゲートウェイを再構成し、必要に応じて API キーを再生成します。

また、The Things Stackで一般的なLoRaWANゲートウェイを構成する方法については、「ゲートウェイ」も参照してください。

*アプリケーション・データ
The Things Stackは、アップリンクとダウンリンクのトラフィックに、The Things Network Stack V2とは異なるデータ形式を使用しています。

The Things Network Stack V2のデータ形式の詳細については、The Things Networkのドキュメントを参照してください。

The Things Stackのデータ形式の詳細については、「データ形式」のドキュメントを参照してください。これは、異なるスキーマを使用し、異なる名前を使用し、はるかに豊富なメタデータをサポートしています。

*注意点
The Things Stack に移行する際には、アプリケーションが新しい The The Things Stack のデータ形式を適切に扱えることを確認してください。

*ペイロードフォーマット
The Things Network Stack V2はペイロードデコーダ、コンバータ、バリデータ(アップリンク用)、エンコーダ(ダウンリンク用)をサポートしています。これらは、CayenneLPP または Javascript 関数のいずれかになります。

The Things Stack は、アップリンク用ペイロードフォーマッタ (ペイロードデコーダに似たもの) とダウンリンク用ペイロードフォーマッタ (ペイロードエンコーダに似たもの) をサポートしています。これらはアプリケーションごとに設定でき、エンドデバイスごとにオーバーライドすることも可能です。The Things Network Stack V2と同様に、CayenneLPPとJavascriptの機能がサポートされています。

The Things Network Stack V2 ペイロード・エンコーダとデコーダをアップリンクとダウンリンクのペイロード・フォーマッタに移行するのは簡単です。詳細は「ペイロードフォーマッタ」を参照してください。

*統合
The Things Stack がサポートする統合については、こちらをご覧ください。

*MQTT トラフィック
アプリケーションが接続する MQTT サーバを変更する必要があります。The Things Stackには新しいMQTTサーバーのアドレスがあります。また、API キーを作成し、それに応じて MQTT 認証情報を更新する必要があります。

詳しくは MQTT サーバーを参照してください。

*Webhook
HTTPインテグレーションはHTTP Webhooksと呼ばれるようになりました。ペイロード形式、ダウンリンクエンドポイント、パス、セキュリティ設定が変更されました。

HTTP Webhooks の続きを読む。

*ストレージ統合
The Things Stack は、The Things Network Stack V2 と同様のストレージ統合をサポートしています。ストレージ統合を参照してください。

*API の比較
The Things Stack は複数の API を提供しています。APIsのドキュメントを参照してください。例えば、MQTT APIの比較を以下に示します。

*上記内容オリジナルソースはこちらから...
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https://www.thethingsindustries.com/docs/getting-started/migrating/major-changes/

＊Dockerでインストール
Docker社がオープンソース形式で公開しているコンテナソフトウェアです。　The Things Stack V3を自前（オンプレミス）や自社が契約しているクラウド環境にインストールする場合、かならず必要となるツールです。

コンテナ技術は、Linuxで主に使われていますが、WindowsやMacintosh上でもDockerをデスクトップ環境で利用しながら、サーバーやクラウド環境に展開することができます。

上記のDocker参考本が、私のような初心者にはとても役立ちました。

＊ローカルPCにThe Things Stackをインストールする方法

＊マルチテナントなクラウド環境でもDocker composeを使ってThe Things Stack　V3をインストールする方法

来月にはThe Things Stack V3日本語ローカライズ版をご紹介できるとおもいます。お楽しみに！

以上

右下の字幕オプションで日本語を選択してご覧ください！

■The Things Network - LoRaWANをみんなでシェアして使う　新刊本好評発売中！

Johan Stokking (左 The Things Network TECH LEAD=CTO）とWienke Geizeman （右 The Things Network CEO)

＊工学社新刊本リンク先
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＊The Things Network販促カタログ
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http://www.crijapan.jp/TTN_catalog.pdf

■Dragino LoRaWAN Gateway & Sensor Node