Презентация от БургасКонф 2016 на тема: "Как Internet of Things си говорят чрез MQTT и софтуер с отворен код?" Темата включва общи разсъждения за Internet of Things, информация за протокола MQTT, open source имплементации на MQTT брокери и библиотеки за създаване на MQTT клиенти.

1. Как Internet of Things си
говорят чрез MQTT и софтуер с
отворен код?
Леон Анави
leon.anavi@konsulko.com
leon@anavi.org

2. Меню за деня
 Общи приказки за Internet of Things
 Суха теория за протокола MQTT
 Open source MQTT брокери и клиенти
 Неуспешни демонстрации
 За десерт: трудни въпроси

3. Internet of Things (IoT)
 Вградени устройства, свързани към Интернeт

4. Предизвикателства за IoT
 Комуникация в реално време
 Консумация и работа на батерии
 Ниска цена за производство
 Софтуер, който да е съвместим с устройства с
ограничен хардуер

5. Комуникация

6. MQTT
 MQTT е съкращение от MQ Telemetry Transport
 Съществува от 1999г
 От 2013г започва процедура по създаване на
стандарт към международния консорциум с
нестопанска дейност OASIS

7. MQTT
 Лек протокол от типа publish/subscribe за
комуникация между машини, изграден върху
TCP/IP
 Комуникация в реално време
 Брокер, който да разпределя съобщенията
между клиентите
 Лесна имплементация и съществуващи open
source библиотеки на много програмни езици

8. OSI Модел
7. Приложен слой
MQTT, HTTP, SMTP, SSH, Telnet и други
6. Представителен слой
TSL, SSL и други
5. Сесиен слой
4. Транспортен слой
TCP, UDP и други
3. Мрежов слой
IP, ICMP, IGPM и други
2. Канален слой
1. Физически слой

9. MQTT TCP/IP портове
 Порт 1883 е резервиран за MQTT
 Порт 8883 е резервиран за MQTT върху SSL

10. MQTT
 MQTT клиенти – софтуерни приложения, които
се свързват към MQTT брокер. Могат да
изпращат и да получават съобщения.
 MQTT брокер – софтуер, които се изпълнява
като демон и се грижи за разпределянето на
съобщенията между клиентите.

11. MQTT операции
 Connect
 Disconnect
 Subscribe
 Unsubscribe
 Publish

12. Пример
MQTT
Broker
PC
(MQTT client)
Smart Phone
(MQTT client)
Sensor
(MQTT client)
Publish
Subscribe
Publish
Publish
Subscribe
 MQTT клиент се свързва с брокер и се абонира за
дадена тема
 Данни от сензор се изпращат по MQTT и брокерът
ги доставя до заинтересуваните клиенти

13. MQTT Publish
Topic
Payload
QoS
Retain
"hello/1"
{ "temperature": 20 }
2
false
Пример

14. MQTT Quality of Service (QoS)
 0 – съобщението ще бъде доставено най-
много веднъж
 1 – съобщението ще бъде доставено поне
веднъж
 2 – съобщението ще бъде доставено точно
един единствен път

15. MQTT заглавия
 Примерно заглавие
home / kitchen / temperature
 Wildcards на едно ниво
home / + / temperature
 Wildcards на много нива
home / #

16. Last Will & Testament (LWT)
 Завещание от МQTT клиент, което другите
заинтересувани MQTT клиенти получават, ако
връзката със завещаващия бъде прекъсната
неочаквано.

17. MQTT Сигурност
 Възможност за криптиране на предаваните
данни с TLS/SSL
 Автентификация с потребителско име и
парола
 Авторизация с Access Control Lists (ACL)

18. Free and Open
Source Software

19. MQTT брокери с отворен код
 Mosquitto
 HiveMQ
 Mosca
 emqttd
 VerneMQ
 ActiveMQ

20. Mosquitto
 MQTT брокер с отворен код, написан на
програмния език C
 Поддържа версии на MQTT протокола 3.1 и 3.1.1
 Наличен за всички популярни GNU/Linux
дистрибуции: Debian,Ubuntu, Fedora, RedHat
Enterprise Linux, openSUSE, CentOS, ArchLinux,
Slackware и други
 Наличен също за Windows, FreeBSD и Mac
 Проект на iot.eclipse.com

21. Web Socket
 Функционалност, която позволява всеки
модерен уеб браузър да се свързва към MQTT
брокер чрез web socket
 Web socket се поддържат от Mosquitto (след
v1.4), HiveMQ (след v1.4), Mosca (след v0.13.0)
 JavaScript имплементация на MQTT клиент с
WebSocket се предоставя от open source
проекта Paho:
https://www.eclipse.org/paho/clients/js/

22. Скалиране на MQTT брокери
 При високи натоварвания се използва
стратегия за създаване на мостове (bridges)
между няколко MQTT брокера
 По този начин може да се намали броя
клиенти свързани към един брокер

23. Публични MQTT брокери
Server Broker Port Websocket
iot.eclipse.org Mosquitto 1883 / 8883 80 / 443
test.mosquitto.org Mosquitto 1883 / 8883 / 8884 8080 / 8081
test.mosca.io Mosca 1883 80
broker.hivemq.com HiveMQ 1883 8000
broker.mqttdashboard.com HiveMQ 1883 8000
cloudmqtt.com Mosquitto 1xxxx 3xxxx

24. MQTT клиенти
 Paho предоставя имплементации на MQTT
клиенти на C/C++, Java, JavaScript, Python and C#
http://www.eclipse.org/paho/
 Node.js библиотека за MQTT клиенти:
https://www.npmjs.com/package/mqtt
 MQTT библиотека за Arduino:
http://pubsubclient.knolleary.net/

25.  Java
 Python
 JavaScript
 GoLang
 C
 .Net (C#)
 Android service
 Embedded C/C++

26. За JavaScript и Node.js феновете...
 Инсталация:
npm install mqtt --save
 Пример:

27. Демо

28. Demo 1: Total game changer for
Internet of Things ;)

29. Демо 2: Проклятието на демото
Не работи точно, когато ти трябва!

30. Демо 3: Терминалът

31. Въпроси?