CData JDBC Driver for Kafka で Ignition SCADA と連携

Ignition は、Inductive Automation 社が提供する産業用の SCADA（監視制御およびデータ収集）および IIoT（産業用モノのインターネット）プラットフォームです。中核となる Gateway サービスが、デバイス接続やタグ、データベース接続を一元的に管理します。ただし、Ignition には Kafka 用のコネクタが標準で用意されていません。そのため、Kafka のデータを扱うには、独自のミドルウェアを用意するか、手作業でデータをエクスポートするのが一般的です。

CData JDBC Driver for Kafka を使えば、この課題を解消できます。このドライバーは、Kafka を標準的な JDBC（Java Database Connectivity）データソースとして利用できるようにするものです。Ignition はどの JDBC ドライバーも標準のデータベース接続として扱えるため、Gateway にドライバーを登録するだけで、Script Console や SQL Bridge、タグ、Perspective / Vision の画面からリアルタイムの Kafka データをクエリできます。レプリケーションや独自コネクタ、ETL（抽出・変換・ロード）パイプラインは必要ありません。

この記事では、Ignition のインストールとコミッショニングから、CData JDBC Driver for Kafka の登録、接続の作成、リアルタイムクエリによる動作確認までの流れを順を追って紹介します。

前提条件

• Windows 版 Ignition（Windows 10/11 または Windows Server）と、Windows サービスをインストールするための管理者権限
• CData JDBC Driver for Apache Kafka
• 有効な認証情報を持ち、API アクセスが有効化された Kafka アカウント
• Gateway の Web インターフェースを開くための対応デスクトップブラウザ（Google Chrome、Mozilla Firefox、Microsoft Edge、Safari のいずれか）

ステップ 1：Ignition のインストールとセットアップ

Ignition をすでにインストールして稼働させている場合は、ステップ 2 に進んでください。

Ignition のダウンロード

1. Inductive Automation のダウンロードページにアクセスし、Windows 版の Ignition をダウンロードします。
2. このファイルひとつで Ignition Gateway のフルインストーラーになっています。Gateway サービスと Designer Launcher の両方が含まれているので、Designer を別途ダウンロードする必要はありません。

Ignition のインストール

1. インストーラーを実行し、ライセンス契約に同意してインストール先を選択します。
2. Windows の起動時に Gateway も自動で起動するよう、Install as a Windows Service にはチェックを入れたままにしておきます。
3. インストールを完了すると Gateway サービスが起動し、ブラウザで http://localhost:8088 が開いてコミッショニングウィザードが表示されます。Browser Not Supported と表示された場合は、Chrome、Firefox、Edge、Safari のいずれかで同じアドレスを開いてください。

Gateway のコミッショニング

1. Commission Ignition Gateway ウィザードで Gateway Name を設定し、管理者のユーザー名とパスワードを作成します。
2. エンドユーザー使用許諾契約に同意し、トライアルを開始するか、購入済みの Ignition ライセンスをアクティベートします。
3. コミッショニングが完了したら、管理者アカウントでログインします。Gateway の Home ページが表示されます。

注意: トライアル版では Gateway の各ページにカウントダウンタイマーが表示され、Gateway サービスを再起動するとタイマーがリセットされます。テスト用途であれば問題ありませんが、本番環境で利用する場合はライセンスが必要です。

ステップ 2：Ignition への CData JDBC Driver の登録

Ignition では、サードパーティ製の JDBC ドライバーを Gateway の Web インターフェースからアップロードできます。ファイルシステムを直接操作する必要はありません。

1. 管理者として Gateway にログインします。
2. Connections > Databases > Settings に移動して Drivers タブを開き、Create JDBC Driver をクリックします。
3. ダイアログで次の内容を入力します。
   • Name: Kafka
   • Classname: cdata.jdbc.apachekafka.ApacheKafkaDriver
   • Driver Type: Generic
   • Default Validation Query: SELECT Id FROM SampleTable_1 LIMIT 1
   
4. Create JDBC Driver をクリックします。現行の Ignition 8.3 では作成ダイアログに JAR（Java アーカイブ）ファイルのアップロード欄がないため、JAR ファイルは次の手順で追加します。
5. 作成したドライバーの行の右端にあるメニューを開いて Manage JAR files を選択し、ドライバーのインストールディレクトリ内の lib フォルダにある cdata.jdbc.apachekafka.jar をアップロードして保存します。
6. ドライバー一覧で、ドライバーのステータスが INSTALLED になっていることを確認します。

ステップ 3：Kafka への接続の作成

1. Connections > Databases > Connections に移動し、Create Database Connection をクリックします。
2. Driver Selection ステップで Kafka を選択し、Next をクリックします。
3. Database Setup ステップで、Name に Kafka を設定します。認証情報は接続 URL に含めるため、Username は空欄のままにし、Password は None を選択します。
4. Connect URL に接続文字列を入力します。

   jdbc:apachekafka:User=admin;Password=pass;BootStrapServers=https://localhost:9091;Topic=MyTopic;

   
5. Create Database Connection をクリックし、Database Connections ページで接続のステータスが VALID になっていることを確認します。

Kafka の接続プロパティ

Apache Kafka 接続プロパティの取得・設定方法

それでは、Apache Kafka に接続していきましょう。.NET ベースのエディションは、Confluent.Kafka およびlibrdkafka ライブラリに依存して機能します。 これらのアセンブリはインストーラーにバンドルされており、CData 製品と一緒に自動的にインストールされます。 別のインストール方法をご利用の場合は、NuGet から依存関係のあるConfluent.Kafka 2.6.0をインストールしてください。

Apache Kafka サーバーのアドレスを指定するには、BootstrapServers パラメータを使用します。

デフォルトでは、CData 製品はデータソースとPLAINTEXT で通信しており、そのため、データはすべて暗号化されずに送信されます。 通信を暗号化したい場合は、以下の設定を行ってください：

1. UseSSL をtrue に設定し、CData 製品がSSL 暗号化を使用するように構成します
2. SSLServerCert およびSSLServerCertType を設定して、サーバー証明書をロードします

Apache Kafka への認証

続いて、認証方法を設定しましょう。Apache Kafka データソースでは、以下の認証方法をサポートしています：

• Anonymous
• Plain
• SCRAM ログインモジュール
• SSL クライアント証明書
• Kerberos

Anonymous 認証

Apache Kafka の特定のオンプレミスデプロイメントでは、認証接続プロパティを設定することなくApache Kafka に接続できます。 このような接続はanonymous（匿名）と呼ばれます。

匿名認証を行うには、以下のプロパティを設定してください。

• AuthScheme：None

その他の認証方法については、ヘルプドキュメントをご確認ください。

注意: パスワードやトークンにセミコロンが含まれていると接続 URL が正しく解釈されません。その場合は、セミコロンを含まない値に再設定してください。

ステップ 4：Ignition からリアルタイムの Kafka データをクエリ

接続が有効になったら、Designer からリアルタイムの Kafka データをクエリしてみましょう。

1. Ignition Designer Launcher を開き、使用する Gateway を選択して Open Designer をクリックします（一覧に Gateway が表示されていない場合は、Add Designer をクリックして http://localhost:8088 を入力します）。Gateway の管理者アカウントでログインしてください。
2. プロジェクトを開くか、新規に作成します。Designer が開き、Project Browser、Tag Browser、Component Palette の各パネルが表示されます。
3. Designer で Tools > Script Console に移動します。Multiline Buffer にテストクエリを入力し、Execute をクリックします。SampleTable_1 の部分は、Kafka 接続で利用可能な任意のテーブルに置き換えてください。

   print system.db.runQuery(
       "SELECT Id, Column1 FROM SampleTable_1 LIMIT 10",
       "Kafka")

   
4. クエリが成功すると、Interactive Interpreter パネルに PyDataset rows:10 cols:2 と出力されます。これで、Ignition が CData JDBC Driver を介して Kafka からリアルタイムデータを取得できたことを確認できます。

注意: スクリプト内の接続名は、ステップ 3 で設定した接続名と一致させる必要があります。

ステップ 5：結果の検証

1. 取得した行を出力し、Kafka 上の同じレコードと値を照合します。

   ds = system.db.runQuery("SELECT Id, Column1 FROM SampleTable_1 LIMIT 10", "Kafka")
   for row in ds:
       print row["Id"], row["Column1"]

2. 必要に応じて、別のテーブルへのクエリやフィルタ付きのクエリも実行し、スキーマの検出とフィルタリングが正しく機能することを確認します。
3. 必要に応じて Gateway サービスを再起動し、接続のステータスが VALID に戻ることを確認します。

トラブルシューティング

Ignition 以外の環境でのドライバーのテスト

Gateway とは切り離してドライバー単体の動作を確認したい場合は、次のスタンドアロンの Java サンプルを実行してみてください。cdata.jdbc.apachekafka.jar と cdata.jdbc.apachekafka.lic は同じディレクトリに配置し、クラスパスに含めておく必要があります。

import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.Statement;

public class CDataExample {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        Class.forName("cdata.jdbc.apachekafka.ApacheKafkaDriver");
        String connectionString = "jdbc:apachekafka:User=admin;Password=pass;BootStrapServers=https://localhost:9091;Topic=MyTopic;";
        try (Connection conn = DriverManager.getConnection(connectionString)) {
            Statement stmt = conn.createStatement();
            ResultSet rs = stmt.executeQuery("SELECT Id, Column1 FROM SampleTable_1 LIMIT 10");
            while (rs.next()) {
                System.out.println(rs.getString("Id") + ", " + rs.getString("Column1"));
            }
        }
    }
}

---

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