Протокол MQTT

В современном мире стремительно развиваются и достигают все больших и больших масштабов новые интернет технологии беспроводной связи. Но, смотря на это, мы перестали учитывать важность разработок прошлого, основной функцией которых является связь и какое огромное значение они имеют в нашем «настоящем». Ведь благодаря этим решениям у нас теперь есть просто огромное количество возможностей и перспектив. Нам предоставлено множество вариантов качественной и быстрой бесперебойной связи.

Сейчас существует огромное количество протоколов, позволяющих подключать разные "устройства" к интернету, и соединять их между собой. Все они в той или иной мере отличаются качеством, производством, комфортом решения предлагаемых задач и многими другими существенными факторами. Но сегодня мы остановимся на описании протокола MQTT, одном из них, который используются в IoT. Рассмотрим его более детально изнутри, оценим скрытые возможности и перспективы, а также узнаем все детали функционирования передачи данных.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) - это протокол, сделанный конкретно для IoT. Открытый и простой он предназначен для обмена информацией между разными устройствами и модулями. Упрощает соединение каналов связи быстро, качественно и своевременно. Отвечает за безопасность соединения, скорость передачи данных и практическое функционирование систем и программ. Защищает от всевозможных сбоев и неполадок, качественно выполняя свою работу. Спектр возможностей этого протокола очень большой. Он позволяет обмениваться информацией между более масштабными "предметами", а также выполняет систематизацию локальных сетей в интернете. 

MQTT протокол состоит из MQTT-брокера, MQTT-агентов подписчиков и исполнителей. Все они четко знают и выполняют запрограммированную задачу, работая четко и слаженно. Исполнители занимаются публикацией данных предназначенных для подписчиков. Это их основная функция, без которой соединение не будет работать.

Вычислительные потребности для протокола MQTT очень маленькие, потому что он рассчитан на вмонтированные устройства с низкой мощностью. Даже если в сетях низкая пропускная возможность, MQTT сохраняет высокую качественность связи и практически не перегружает работу системы. Это один из основных плюсов этого протокола. В структуре данных, которые передаёт протокол почти нет функциональной информации, по сравнению с другими протоколами связи. Что характеризует эго с качественной стороны. К примеру HTTP передаёт все служебные данные, но в этом нет никакой срочной необходимости.

Сделав измерения в 3G-сетях и детально проверив все процессы, стало известно, что MQTT имеет в 93 раза большую пропускную возможность нежели REST (Representational State Transfer), который выполняет свою работу поверх HTTP. 

Этот протокол работает по принципу "издатель-подписчик", при этом прибегая к минимальному количеству вариантов воплощения задач. Это улучшает и ускоряет функционирование самого протокола. Способы дают указания на задачи, требующие выполнения. Все они осуществляются с помощью сотрудничества с брокером и ведут к работе с разными темами и сигналами. Затем выполняющие агенты устанавливают связь с брокером и либо делают публикации сообщений и тем там, либо осуществляют подписку на темы и потом получают уведомления, которые есть в этих темах. 


Примеры возможностей MQTT:


  • connect (установление связи с брокером)
  • disconnect (прерывание связи с брокером)
  • subscribe (подписка на тему на брокере)
  • unsubscribe (отписка от темы на брокере)
  • publish (публикование своей темы на брокере)

Источником некой информации является публикатор, задача которого соединится с брокером, а после качественно и быстро передать нужные данные. Затем подписчик, который есть потребителем, работает по аналогичной схеме и осуществляет подписку на тему, в качестве которой мы здесь можем увидеть "/home/alarms/1/status". На примере этой темы осуществляется публикация данных об положении домашней сигнализации в некоторой "зоне 1". Если к издателю поступает новая информация он передаёт её брокеру и осуществляет публикацию сообщения в этой теме. А задача брокера, распространить сообщение всем подписчикам этой темы.

Как вы могли заметить, структура темы приведённой нами в пример есть иерархической. Этим она имеет схожесть с путём файловой системы, и возможность упростить организацию тем. А ещё такие иерархические структуры очень востребованы и популярны также и в других протоколах, к примеру  в REST.

MQTT, протокол для начинающих, помимо всего вышеперечисленного разрешает использование разных символов. Что существенно отражается на процессе подписки, упрощая её выполнение. Вот например, чтобы подписчику быстро узнать состояние работающих сигнализационных датчиков, нужно просто осуществить подписку на следующую тему: "/home/alarms/+/status". Так он легко узнает нужную информацию о работе датчиков сигнализации не только в "зоне 1", как выше в примере, а и во всех зонах, которые существуют. Это очень выгодно, удобно и максимально быстро. Также есть возможность подписки на все поддерево. Для этого нужно использовать знак "#". Как здесь, например, "/home/#". Тогда у вас появится возможность узнавать обо всем происходящем в темах, которые находятся внизу узла "home/". 


Особенности эксплуатации


Степень качества обслуживания (QoS) поддерживается протоколом MQTT.  Имеются три существующих уровня использования, которые описаны ниже:

  • QoS 0 - Здесь работает система доставки максимума сообщений однократно. Получатель сообщений никак не утверждает их приём, а тот, кто отправляет, в свою очередь делает это всего один раз. И ни в коем случае не станет пытаться отправить сообщения повторно. 
  • QoS 1 - Это совершенно другой подход к отправке сообщений. Всегда есть гарантия, что сообщение дойдёт к получателю один раз точно, потому что отправитель будет отправлять информацию до тех пор, пока не получит в ответ подтверждение что доставка выполнена, а информация одержана. Есть возможность получения подписчиком много раз одного и того же сообщения, но зато информация точно будет доставлена.
  • QoS 2 - Самым надежным и качественным способом передачи информации является этот. Хоть сам процесс немного медленный, но оценивая все плюсы метода, скорость получения не имеет значения.Сообщения доставляется однократно, но получатель обязательно выполнят процедуру подтверждения, которая выполняется в четыре этапа.

Выбирая уровень качества выполнения обслуживания желательно ориентироваться на ценность и важность передаваемой информации, и насколько значима её своевременная доставка. И уже взвесив все нюансы и определив предпочтения делать выбор в сторону нужного метода.


Шлюзы Intel и MQTT-брокеры


Сейчас MQTT играет роль одного из главных составляющих создания IoT-проектов. Благодаря этому появилось множество реализаций MQTT со свободным доступом к исходному коду. Сопутствующих esp8266 управлению через интернет по протоколу MQTT.

Шлюзы Intel для интернета вещей, это отличный вариант для индустриального среднестатистического уровня, поддерживающихся MQTT.

Совокупность этих продуктов помогает наладить высококачественные безопасные соединения между показателями датчиков и схемами, облачными системами и IoT-девайсами. Качественно протестированные шлюзы находятся в полной готовности к установлению на них программ, необходимых для действия конкретной системы и качественного выполнения всех требований. Выделяются они легкостью управления, большим сочетанием вариантов соединения с внешним миром и надёжным вариантом безопасности. Между всеми этими вариантами, не учитывая беспроводное соединение Wi-Fi и обычный проводной Ethernet, есть служба поддержки сотовых сетей, ZigBee и USB, а также MQTT и Modbus. 

Расценивая перспективы сети, существует три способа шлюзов Intel для интернета вещей. Все они отличаются разными настройками подсистем введения и выведения информации, производительностью и скоростью принятия предложений и выполнением поставленных задач. Основанием этого есть потребности рынка. Сюда входит экономия потребления электропитания, работа со стационарными решениями промышленного уровня, учёт вариантов для подвижных объектов, скорость выполнения заданий, качество решений и приоритет безопасности. Все шлюзы отлично справляются с функциями конфигурации, руководства, распространения,  безопасным сбережением и качественной передачей данных, несмотря на то, что все они имеют различные характеристики.  Wind River Linux является безопасной и постоянной для всем известной OC. 

Также все шлюзы Intel имеют огромный плюс, благодаря тому, что они совместимы с технологией безопасности McAfee Embedded Control. Это предоставляет огромные возможности в наблюдении за состоянием устройства, его бесперебойной работе, а также помогает предотвращать возможные неполадки. Следит за уровнем безопасности данных и сбережением информации.

Такое сотрудничество с устройством и отслеживание его состояния, всех эпизодов работы и функционала существенно позволяет повысить продуктивность в целом и создаёт целостный, функциональный, качественный комплекс аудита, которому можно и нужно доверять.

Главная задача MQTT заключается в том, чтобы производить масштабные связи, соединяя компоненты внутри системы. Этот протокол играет огромную роль для стабильности функционирования устройств и их безопасности. Четко и слажено занимается выполнением поставленных задач и решений. С его участием можно выполнять быстрые современные проекты, которые ещё долго будут оставаться актуальными и в далеком будущем.

Подпишись на наш блог
Мы постараемся публиковать интересные статьи на тему "Умный Город", "Умный дом"

Перезвоните мне!
Call Close
Ваш телефон для связи

Читайте также


Читать все статьи >>