Usuário(a):Matheus Carneiro de Mattos/MQ Telemetry Transport

Estrutura padrão publish-subscriber do MQTT

MQTT, sigla de Message Queuing Telemetry Transport, é um protocolo de mensagens leve para sensores e pequenos dispositivos móveis otimizado para redes TCP/IP. . O esquema de troca de mensagens é fundamentado no modelo Publicador-Subscritor, extremamente simples e leve. Os princípios arquitetônicos são minimizar o uso de banda de rede e uso de recursos dos equipamentos enquanto garantindo confiabilidade e algum nível de garantia de entrega. Estes princípios tornam esse protocolo ideal para as comunicações emergentes (M2M) “machine-to-machine” e para as aplicações “Internet of Things” (Internet das coisas) um mundo de equipamentos conectados, além das aplicações mobile onde banda e potência da bateria são relevantes. Atualmente se encontra na versão 5.0 e a 3.1.1 (padrão ISO), ambos são padrões OASIS. MQTT-SN é uma variação do protocolo destinada a redes que não sejam baseadas em TCP/IP, como ZigBee.

História

O MQTT é um protocolo de mensagens (camada de aplicação) projetado para um baixo consumo de banda de rede e recursos de hardware, desenvolvido pela IBM e Eurotech na década de 90.

Inicialmente, as letras "MQ" não tinham um significado específico para o protocolo, vinham de uma linha de produtos da IBM chamada 'MQ Series' . O protocolo fornecia mensagens de publicação e subscrição sem filas de espera e foi especificamente projetado para dispositivos com recursos limitados, baixa largura de banda e redes de alta latência, assim como as linhas discadas e ligações via satélite.

Em 1999, Andy Stanford-Clark (IBM) e Arlen Nipper (Cirrus Link, Eurotech) criaram a primeira versão do protocolo MQTT. Sua origem se deu à necessidade de um protocolo simples e leve que conseguisse comunicar várias máquinas entre si, uma comunicação que ocorreria utilizando microcontroladores para a obtenção de dados que tivesse uma taxa de transmissão leve para a comunicação entre as máquinas e os sensores. Sua primeira aplicação foi destinada ao monitoramento de oleodutos. O objetivo era um protocolo leve com economia de banda e baixo consumo de energia e hardware, uma vez que os aparelhos eram conectados via satélite que, na época, era um recurso extremamente caro.

Em 2013, a IBM submeteu o MQTT v3.1 ao organismo de especificação da OASIS com uma carta que assegurava que apenas alterações menores à especificação poderiam ser aceitas.

Atualmente, MQTT é um protocolo de comunicação máquina para máquina (M2M - Machine to Machine) com foco em Internet of Things (IoT).

MQTT métodos (methods)

MQTT define pacotes de controle (Control Packets) para indicar a ação desejada a ser executada pelo recurso desejado. O MQTT possui uma estrutura de pacotes de controle própria, que basicamente é constituída de três partes principais: Cabeçalho fixo, cabeçalho variável e o payload.

Cabeçalho fixo — composto de ao menos [3] 2 bytes, possui 4 bits (posição byte 1, bits 7–4) designados para definir o tipo do pacote de controle, 3 bits para flags (posição byte 1, bits 3–0) e um byte adicional para suportar bits adicionais do cabeçalho variável e payload. Flags: atualmente a maior parte dos parâmetros de flag (CONNECT, CONNACK..) encontram-se reservados para usos futuros. Apenas o tipo PUBLISH possui funções próprias e possui definições para entrega DUP, qualidade de serviço QoS e opções de retenção RETAIN.

Cabeçalho variável — nem todos os tipos de mensagem MQTT possuem um cabeçalho variável, que basicamente traz informações da identificação do pacote. Os tipos de pacotes de controle que usam identificadores são PUBLISH se QoS > 0), SUBSCRIBE, UNSUBSCRIBE e todos os derivados de confirmação (PUBACK, SUBACK, UNSUBACK, PUBREC..). Possui um tamanho de até 2 bytes.

Payload — inclui a mensagem como um todo (normalmente os tópicos). Os pacotes de confirmação (CONNACK, PUBACK, SUBACK…) não necessitam de um payload.

Os métodos são os seguintes:

CONNECT

Tenta criar uma conexão com o servidor (Broker).

CONNACK

Reconhece solicitação de conexão

PUBLISH

Ppublicar mensagem

PUBACK

Reconhecimento de publicação

PUBREC

Publicação recebida. (Publicação recebida, parte 2 do QoS=1)

PUBREL

Publicação publicada. (Publicação lançada, parte 2 do QoS=2)

PUBCOMP

Publicação completada. (QoS 2 Publicação recebida., part 3)

SUBSCRIBE

Inscrever-se em um tópico

SUBACK

Reconhecimento de inscrição

UNSUBSCRIBE

Cancelamento de inscrição em um tópico

UNSUBACK

Reconhecimento de cancelamento de inscrição.

PINGREQ

PING request

PINGRESP

PING response

DISCONNECT

Notificação de desconexão

Todo processo de conexão estabelece também um nível de qualidade de serviço (QoS, de Quality of Service) desejado, indicando como deve ser a relação entre os elementos comunicantes. São previstos três níveis de qualidade de serviço:

QoS 0 (at most once): Assemelha-se ao protocolo de transporte UDP, onde não se tem confirmações de entrega de mensagem.

QoS 1 (at least once): Neste nível existe a confirmação de entrega de uma mensagem.

QoS 2 (exactly once): Garante que a mensagem seja entregue exatamente uma vez, com envio de confirmações de recebimento.

Referências

Categoria:Transmissão de dados Categoria:Protocolos de rede Categoria:Protocolos Internet Categoria:Arquitetura de redes