MQTT Protokoll

Grunsätzliches

Entwicklung und Zweck

• MQTT wurde von IBM als "Message Queueing Telemetry Transport" entwickelt und ist besonders für das IoT geeignet.

Protokollart

• MQTT ist ein Publish/Subscribe-Protokoll, bei dem sich Clients mit einem Broker verbinden, um Nachrichten zu senden oder zu empfangen.

Ports und Kommunikation

• Nutzt TCP-Port 1883 und TLS-TCP-Port 8883, reduziert die Notwendigkeit von Polling, was Bandbreite spart und die Latenz minimiert.

Client und Broker Beziehung

• Die Inhalt der Nachrichten ist dem Broker unbekannt; seine Aufgabe endet mit der Zustellung der Nachricht.

Topics und Nachrichtenhandling

• Nachrichten sind mit Topics verbunden, die wie hierarchische Pfade strukturiert sind und Wildcards für flexible Abonnements unterstützen.

Payloads und Daten

• Unterstützt bis zu 256 MByte große Payloads, häufig verwendet für einfache Datenstrings oder JSON-verpackte Daten.

Letzter Wille und Retained-Flag

• Ermöglicht das Setzen von Nachrichten, die gespeichert und bei Bedarf an Subscriber gesendet werden.

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Entwicklung und Zweck

• MQTT, entwickelt von IBM, dient als effizientes Kommunikationsprotokoll, besonders für IoT-Anwendungen.

LWT (Last Will and Testament)

• Ermöglicht Clients, Nachrichten für den Fall eines unerwarteten Ausfalls zu hinterlegen, die dann vom Broker veröffentlicht werden.

Retained-Flag

• Wird genutzt, um den Zustand eines Clients dauerhaft zu speichern und zu kommunizieren, ob ein Client online oder offline ist.

Qualitätskontrolle

• MQTT bietet drei Servicequalitätsstufen (QoS), die von keiner Zusicherung bis zur garantierten einmaligen Zustellung reichen.

Broker

• MQTT-Broker wie Mosquitto und Hivemq bieten erweiterte Funktionen wie Clustering und unterstützen Websockets für flexible Netzwerkanwendungen.

Praktische Anwendung

• Ein Beispiel ist ein Temperatursensor, der Temperaturen in Fahrenheit misst und nach Konvertierung in Celsius wieder publiziert.

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MQTT-Kommandos in der Praxis

• Befehl im ersten Terminal: mosquitto_sub -v -t '#'
• Befehl im zweiten Terminal für eine einfache Nachricht: mosquitto_pub -t linux/magazin -m "Hello world"
• Befehl mit Retained Flag: mosquitto_pub -r -t linux/magazin -m "Hallo Welt"

Retained Messages

• Wenn das Retained-Flag verwendet wird, begrüßt MQTT zukünftige Subscriber mit der zuvor gespeicherten Nachricht auf dem Topic "linux/magazin".

Broker und Bridges

• Die Auswahl eines MQTT-Brokers sollte basierend auf den spezifischen Anforderungen wie Clustering-Support und Sprachunterstützung getroffen werden.
• MQTT-Bridges helfen, Geräte ohne TLS-Support sicher zu verbinden, indem Nachrichten zu einem nahegelegenen gesicherten Broker weitergeleitet werden.

Anwendung und Monitoring mit MQTT

• MQTT kann verwendet werden, um den Status langer Prozesse zu überwachen, indem periodisch Statusmeldungen gesendet werden.
• Beispiel eines Skripts, das MQTT nutzt, um den Status eines laufenden Prozesses zu überwachen:

```bash

1. !/bin/sh

source mqttfuncs.sh mqtt Start

1. for ... # lange Schleife

mqtt "verarbeite jetzt xyz `date`"

1. done

mqtt "So, jetzt ist Schluss"