Breve analisi del protocollo standard dell'Internet degli oggetti MQTT

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) è un protocollo di trasporto di messaggistica client-server publish/subscribe leggero, aperto, semplice, di semplice progettazione e facile da implementare. Sebbene HTTP sia lo standard epico per le pagine web, per la comunicazione su larga scala tra macchine (Machine-to-Machine, M2M), il precedente modello richiesta/risposta (Request/Response) non è più adatto e viene sostituito dalla modalità publish/subscribe (Publish/ Subscribe). Pertanto, MQTT è già un protocollo standard indispensabile per l'Internet delle cose.

Le caratteristiche di MQTT lo rendono ideale per l'uso in molte situazioni, compresi gli ambienti vincolati come quelli machine-to-machine (M2M) e Internet of Things (IoT).

Il protocollo funziona su TCP/IP o su altri protocolli di rete che forniscono connessioni bidirezionali ordinate e senza perdite. Le sue funzioni comprendono:

- Utilizzare il modello di messaggistica publish/subscribe per fornire la distribuzione di messaggi uno-a-molti e il disaccoppiamento delle applicazioni.

- Trasporto di messaggistica indipendente dal contenuto del payload.

- Tre qualità di servizio per la messaggistica:

• "Al massimo una volta", i messaggi vengono consegnati al meglio in base all'ambiente operativo. È possibile che si verifichi una perdita di messaggi. Ad esempio, questo livello potrebbe essere utilizzato per i dati dei sensori ambientali, dove non importa se una singola lettura viene persa perché la lettura successiva verrà rilasciata a breve.
• "Almeno una volta" garantisce l'arrivo del messaggio, ma può verificarsi una duplicazione.
• "Esattamente una volta" garantisce che il messaggio arrivi esattamente una volta. Ad esempio, in un sistema di fatturazione, dove i messaggi duplicati o mancanti possono comportare addebiti errati, si può utilizzare questo livello.

- Ridurre al minimo l'overhead di trasmissione e la commutazione di protocollo, riducendo il traffico di rete.

- Un meccanismo di notifica alle parti interessate quando la disconnessione avviene in modo anomalo.

cliente:

Con un programma o un dispositivo che utilizza MQTT, il client stabilisce sempre una connessione di rete con il server, che può

• Pubblicare notizie sulle applicazioni che potrebbero essere interessanti per altri clienti.
• Sottoscrivere all'applicazione richiedente i messaggi che è interessata a ricevere.
• Annullamento dell'iscrizione per rimuovere le richieste di messaggi di applicazione.
• Disconnettersi dal server.

server:

Un programma o un dispositivo che funge da intermediario tra i client che pubblicano i messaggi dell'applicazione e i client che si sono abbonati, un server

• Accettare le connessioni di rete dai client.
• Accetta i messaggi di applicazione pubblicati dal client.
• Gestisce le richieste di iscrizione e cancellazione da parte dei clienti.
• Inoltrare i messaggi dell'applicazione che corrispondono alla sottoscrizione del client.

Messaggio di candidatura:

Il protocollo MQTT consente alle applicazioni di trasferire dati attraverso le reti. Quando MQTT trasmette messaggi di applicazioni, questi hanno nomi di qualità del servizio e di argomenti associati.

abbonamento:

Le sottoscrizioni includono filtri per argomenti e QoS massimo. Le sottoscrizioni sono associate a una singola sessione. Una sessione può contenere più sottoscrizioni. Ogni sottoscrizione in una sessione ha un filtro di argomento diverso.

Sessione:

Interazione statica tra client e server. Alcune sessioni durano solo per la durata di una connessione di rete, mentre altre possono estendersi su più connessioni di rete consecutive tra il client e il server.

Nome dell'argomento:

Etichetta allegata ai messaggi applicativi che corrispondono a sottoscrizioni note al server. Il server invia una copia del messaggio applicativo a ogni client con una sottoscrizione corrispondente.

Filtraggio degli argomenti:

Un'espressione contenuta in una sottoscrizione che indica l'interesse per uno o più argomenti. I filtri per argomenti possono contenere caratteri jolly.

Pacchetto di controllo MQTT:

Un pacchetto di informazioni inviato attraverso una connessione di rete. Le specifiche MQTT definiscono 14 diversi tipi di pacchetti di controllo, uno dei quali (pacchetto publish) è usato per consegnare i messaggi delle applicazioni.