MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)

MQTT (Message Queuing TelemetryTelemetry (Sicherheitstelemetrie) Telemetry bezeichnet im Kontext der Cybersicherheit die Erfassung, Übertragung und Analyse technischer Messdaten au... Mehr Transport) ist ein leichtgewichtiges, offenes Kommunikationsprotokoll, das speziell für die Datenübertragung zwischen Geräten in Netzwerken mit begrenzter Bandbreite und hohem Latenzaufwand entwickelt wurde. Es ist eines der am weitesten verbreiteten Protokolle im Internet der Dinge (IoT) und wird häufig für die Kommunikation zwischen Maschinen (Machine-to-Machine, M2M) sowie für die Vernetzung von Smart Devices in Heimautomatisierungssystemen verwendet.

MQTT nutzt das Prinzip des “Publish-Subscribe” (Veröffentlichen und Abonnieren), bei dem ein Gerät (der Publisher) Nachrichten an einen Broker sendet, der die Nachrichten an alle interessierten Empfänger (Abonnenten) weiterleitet. Dieses Modell ist ideal für IoT-Umgebungen, in denen eine Vielzahl von Geräten kontinuierlich miteinander kommuniziert und Daten austauscht.

Wie MQTT funktioniert:

MQTT arbeitet nach einem einfachen Kommunikationsmodell mit drei Hauptkomponenten:

• Publisher: Das Gerät oder die Anwendung, die Nachrichten an den Broker sendet. Ein Publisher kann beispielsweise ein Temperatursensor in einem Smart HomeSmart Home Smart Home bezeichnet die Anwendung von IoT-Technologie im privaten Bereich, um Haushaltsgeräte und -systeme zu vernetzen und über das In... Mehr sein, der regelmäßig die aktuelle Temperatur an den Broker überträgt.
• Broker: Der Broker ist der zentrale ServerServer Ein Server ist ein zentraler Computer oder ein System, das anderen Geräten oder Programmen – sogenannten Clients – Dienste, Ressourcen ode... Mehr, der die Nachrichten empfängt, speichert und an alle Abonnenten weiterleitet. Der Broker verwaltet die Nachrichten und stellt sicher, dass nur die relevanten Abonnenten benachrichtigt werden.
• Subscriber: Ein Subscriber ist ein Gerät oder eine Anwendung, die Nachrichten von einem bestimmten Thema (Topic) empfängt. Ein Beispiel für einen Subscriber könnte ein Smart Thermostat sein, das Temperaturdaten vom Broker abruft.

Die Kommunikation zwischen Publisher, Broker und Subscriber erfolgt über eine Vielzahl von Themen (Topics), die eine hierarchische Struktur aufweisen können, um die Nachrichten gezielt an die richtigen Empfänger zu senden. Ein Thema könnte beispielsweise “Haus/Temperatur/Flur” für einen Temperatursensor im Flur sein.

Vorteile von MQTT:

• Leichtgewichtig und effizient: MQTT ist so konzipiert, dass es minimale Bandbreite benötigt und sehr effizient ist, was es ideal für Geräte mit begrenzten Ressourcen oder in Netzwerken mit niedriger Bandbreite macht.
• Skalierbarkeit: MQTT eignet sich hervorragend für Systeme mit vielen Geräten, da das Publish-Subscribe-Modell es einfach macht, neue Geräte hinzuzufügen und mit bestehenden zu kommunizieren, ohne dass Änderungen an der gesamten InfrastrukturInfrastruktur (IT-Infrastruktur) Die IT-Infrastruktur umfasst alle technischen und physikalischen Komponenten, die notwendig sind, um IT-Dienste berei... Mehr erforderlich sind.
• Geringe Latenz: Durch die Verwendung eines asynchronen Kommunikationsmodells und die einfache Weiterleitung von Nachrichten ist MQTT für Anwendungen geeignet, die eine schnelle Reaktionszeit benötigen.
• Zuverlässigkeit: MQTT unterstützt mehrere QoS (Quality of Service)-Stufen, die es ermöglichen, die Zuverlässigkeit der Nachrichtenübermittlung zu steuern. Nachrichten können entweder mindestens einmal, genau einmal oder höchstens einmal zugestellt werden, je nach Anforderung der Anwendung.
• Einfachheit: MQTT ist einfach zu implementieren und benötigt nur geringe Ressourcen, was es zu einer beliebten Wahl für IoT-Entwickler macht.

MQTT Use Cases:

• Smart Home: In einem Smart Home können Geräte wie Lichtschalter, Thermostate und Sicherheitskameras MQTT verwenden, um Informationen über das Heimnetzwerk zu senden und zu empfangen. Ein Thermostat könnte zum Beispiel seine Temperaturdaten an den Broker senden, und ein Smartphone, das als Subscriber fungiert, könnte die aktuellen Temperaturwerte empfangen.
• Industrie 4.0: In der Industrie kann MQTT zur Überwachung von Maschinen und zur Übertragung von Sensordaten in Echtzeit verwendet werden. So können Produktionsanlagen kontinuierlich überwacht und bei Bedarf angepasst werden.
• Gesundheitswesen: In medizinischen Geräten könnte MQTT verwendet werden, um Patientendaten (wie Herzfrequenz oder Blutsauerstoffgehalt) in Echtzeit zu überwachen und an zentrale Gesundheitsplattformen zu senden.
• Fahrzeugflottenmanagement: Fahrzeuge, die mit IoT-Technologie ausgestattet sind, können MQTT verwenden, um Fahrzeugdaten wie GPS-Position und Fahrzeugstatus an ein zentrales System zu senden, das die Flottenverwaltung unterstützt.

Verwandte Begriffe:

IoT, M2M (Machine-to-Machine), MQTT Broker, Publish-Subscribe, Nachrichtenprotokoll, Zigbee, REST, WebSockets