MQTT چیست؟

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) یک پروتکل سبک و کارآمد برای انتقال پیام‌ها است که برای دستگاه‌های با منابع محدود، ارتباطات اینترنت اشیا (IoT)، و سیستم‌های توزیع‌شده طراحی شده است. این پروتکل روی TCP/IP اجرا شده و از مدل انتشار/اشتراک (Publish/Subscribe) استفاده می‌کند.

اصول و مفاهیم MQTT

مدل ارتباطی (Publish/Subscribe)

برخلاف مدل سنتی Client/Server که در آن کلاینت‌ها مستقیماً با سرور ارتباط دارند، در مدل Pub/Sub، ارتباط از طریق یک Broker (کارگزار) انجام می‌شود.

• ناشر (Publisher): داده‌ها را روی یک موضوع (Topic) منتشر می‌کند.
• مشترک (Subscriber): برای دریافت داده‌های مربوط به یک Topic ثبت‌نام می‌کند.
• کارگزار (Broker): پیام‌ها را دریافت کرده و به مشترکین ارسال می‌کند.

ساختار پیام‌های MQTT

• Topic: نامی که پیام بر اساس آن منتشر یا دریافت می‌شود (مثلاً home/sensor/temperature).
• Payload: محتوای پیام که می‌تواند به هر فرمتی (متن، JSON، باینری و ...) باشد.
• QoS (Quality of Service): سطح تضمین انتقال پیام.
• Retain Flag: مشخص می‌کند که پیام آخر روی یک Topic ذخیره شود تا مشترکین جدید آن را ببینند.

کیفیت خدمات (QoS) در MQTT

• QoS 0: ارسال پیام بدون تضمین تحویل.
• QoS 1: ارسال پیام با دریافت تأییدیه.
• QoS 2: ارسال پیام بدون تکرار.

موضوعات (Topics) در MQTT

• ساختار سلسله‌مراتبی: شبیه مسیرهای دایرکتوری (home/livingroom/temperature).
• Wildcard‌ها: + جایگزین یک سطح و # جایگزین چند سطح.

ویژگی‌های امنیتی MQTT

• احراز هویت (Authentication): نام کاربری و رمز عبور برای دسترسی به Broker.
• رمزنگاری (Encryption): استفاده از TLS/SSL برای افزایش امنیت.
• کنترل دسترسی (Access Control): محدود کردن دسترسی کاربران به موضوعات خاص.

مزایا و کاربردهای MQTT

مزایا

• ✅ سبک و کم‌مصرف: مناسب برای دستگاه‌های با توان پردازشی کم.
• ✅ مبتنی بر TCP/IP: ارتباط پایدار و قابل اطمینان.
• ✅ پشتیبانی از QoS: تضمین ارسال پیام بر اساس نیاز.
• ✅ مدل Pub/Sub: ارتباط غیرمستقیم و مقیاس‌پذیر.

کاربردها

• ???? اینترنت اشیا (IoT): کنترل و مانیتورینگ سنسورها.
• ???? خانه‌های هوشمند: مدیریت دستگاه‌های متصل.
• ???? اتومبیل‌های متصل به اینترنت: ارسال و دریافت داده‌ها از سنسورها.
• ???? نظارت صنعتی: پایش تجهیزات و سیستم‌های صنعتی.
• ???? پیام‌رسانی بلادرنگ: مانند چت‌های سبک و ارتباطات توزیع‌شده.

جمع‌بندی

MQTT یک پروتکل سبک و بهینه برای ارتباطات اینترنت اشیا (IoT) و سیستم‌های توزیع‌شده است که با استفاده از مدل انتشار/اشتراک (Pub/Sub) کار کرده و انتقال داده‌ها را از طریق Broker انجام می‌دهد. این پروتکل به دلیل ویژگی‌هایی مانند پشتیبانی از QoS، رمزنگاری، و انعطاف‌پذیری در مدیریت پیام‌ها، به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می‌شود.