የአውታረ መረብ እና የመልእክት ፕሮቶኮሎች አጠቃላይ እይታ ለአይኦ

ሰላም ካብሮቪትስ! የሩሲያ የመጀመሪያው የመስመር ላይ ኮርስ አይኦቲ ገንቢ በጥቅምት ወር በOTUS ይጀምራል። ለኮርሱ ምዝገባ አሁን ክፍት ነው፣ ከዚህ ጋር ተያይዞ ጠቃሚ ቁሳቁሶችን ለእርስዎ ማካፈላችንን እንቀጥላለን።

የነገሮች ኢንተርኔት (አይኦቲ፣ የነገሮች በይነመረብ) አሁን ባለው የኔትወርክ መሠረተ ልማት፣ ቴክኖሎጂዎች እና ፕሮቶኮሎች ላይ በቤቶች/ቢሮ እና በይነመረብ ላይ ይገነባል፣ እና ብዙ ተጨማሪ ያቀርባል።

የዚህ መመሪያ አላማ የኔትወርክ እና የመተግበሪያ ፕሮቶኮሎችን ለአይኦቲ አጭር መግለጫ ማቅረብ ነው።

ማስታወሻ. እውቀት ሊኖርህ ይገባል። የአውታረ መረብ ቴክኖሎጂዎች መሰረታዊ ነገሮች.

IoT አውታረ መረቦች

IoT በነባር የTCP/IP አውታረ መረቦች ላይ ይሰራል።

TCP/IP በእያንዳንዱ ንብርብር ላይ የተወሰኑ ፕሮቶኮሎችን የያዘ ባለአራት-ንብርብር ሞዴል ይጠቀማል። ሴ.ሜ. የ TCP/IP 4 ንብርብር ሞዴልን መረዳት (የ TCP / IP ባለአራት-ንብርብር ሞዴል እንረዳለን)

ከዚህ በታች ያለው ንድፍ በአሁኑ ጊዜ ጥቅም ላይ የዋሉ ፕሮቶኮሎችን እና ለአይኦቲ ጥቅም ላይ የሚውሉትን ንጽጽር ያሳያል።

የገበታ ማስታወሻዎች፡-

1. የቅርጸ ቁምፊው መጠን የፕሮቶኮሉን ተወዳጅነት ያሳያል. ለምሳሌ, በግራ በኩል, በዘመናዊው በይነመረብ ላይ በጣም ታዋቂ ስለሆነ, IPv4 ትልቅ ነው. ነገር ግን፣ በ IoT ውስጥ IPv6 የበለጠ ታዋቂ እንደሚሆን ስለሚጠበቅ በቀኝ በኩል ትንሽ ነው።

2. ሁሉም ፕሮቶኮሎች አይታዩም።

3. አብዛኛዎቹ ለውጦች በሰርጡ (ደረጃ 1 እና 2) እና የመተግበሪያ ደረጃዎች (ደረጃ 4) ናቸው።

4. የአውታረ መረብ እና የትራንስፖርት ንብርብሮች ሳይለወጡ ይቀራሉ.

አገናኝ ንብርብር ፕሮቶኮሎች

በመረጃ ማገናኛ ደረጃ (ዳታ ሊንክ) ፣ መሳሪያዎችን እርስ በእርስ ማገናኘት ያስፈልግዎታል ። ሁለቱም ቅርብ ሊሆኑ ይችላሉ, ለምሳሌ, በአካባቢያዊ አውታረ መረቦች (አካባቢያዊ አውታረ መረቦች) እና እርስ በእርሳቸው በጣም ርቀት ላይ: በከተማ (የሜትሮፖሊታን ኔትወርኮች) እና አለምአቀፍ አውታረ መረቦች (ሰፊ አካባቢ አውታረ መረቦች).

በአሁኑ ጊዜ በዚህ ደረጃ የቤት እና የቢሮ ኔትወርኮች (LANs) ኢተርኔት እና ዋይ ፋይ ሲጠቀሙ ሞባይል (WAN) ደግሞ 3ጂ/4ጂ ይጠቀማሉ። ይሁን እንጂ ብዙ የአይኦቲ መሳሪያዎች እንደ ዳሳሾች ያሉ ዝቅተኛ ኃይል ያላቸው እና በባትሪ ብቻ ነው የሚሰሩት። በእነዚህ አጋጣሚዎች ኤተርኔት ተስማሚ አይደለም, ነገር ግን ዝቅተኛ ኃይል ያለው ዋይ ፋይ እና ዝቅተኛ ኃይል ያለው ብሉቱዝ መጠቀም ይቻላል.

እነዚህን መሳሪያዎች ለማገናኘት አሁን ያሉት ገመድ አልባ ቴክኖሎጂዎች (ዋይ ፋይ፣ ብሉቱዝ፣ 3ጂ/4ጂ) ጥቅም ላይ መዋላቸውን ቢቀጥሉም በተለይ ለአይኦቲ አፕሊኬሽኖች የተነደፉ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎችን በመመልከት በታዋቂነት ሊያድጉ ይችላሉ።

ከእነዚህ መካከል የሚከተሉት ይገኙበታል:

• BLE - የብሉቱዝ ዝቅተኛ ኃይል

• LoRaWAN - ረጅም ክልል WAN

• ሲግፎክስ

• LTE-M

በአንቀጹ ውስጥ በበለጠ ዝርዝር ተገልጸዋል. የ IOT ሽቦ አልባ ቴክኖሎጂዎች አጠቃላይ እይታ (የገመድ አልባ IoT ቴክኖሎጂዎች አጠቃላይ እይታ).

የአውታረ መረብ ንብርብር

በኔትወርክ ንብርብር (ኔትወርክ) ላይ ፕሮቶኮሉ በረጅም ጊዜ ውስጥ የበላይነት ይኖረዋል IPv6. IPv4 ጥቅም ላይ መዋል የማይመስል ነገር ነው፣ ነገር ግን በመጀመሪያዎቹ ደረጃዎች ውስጥ ሚና ሊጫወት ይችላል። እንደ ስማርት አምፖሎች ያሉ አብዛኛዎቹ የቤት ውስጥ አይኦቲ መሳሪያዎች በአሁኑ ጊዜ IPv4 ን ይጠቀማሉ።

የማጓጓዣ ንብርብር 

በማጓጓዣው ንብርብር (ትራንስፖርት) ላይ, በይነመረብ እና ድረገጾች በ TCP የተያዙ ናቸው. በሁለቱም በኤችቲቲፒ እና በሌሎች ታዋቂ የኢንተርኔት ፕሮቶኮሎች (SMTP፣ POP3፣ IMAP4፣ ወዘተ) ጥቅም ላይ ይውላል።

MQTT፣ ለመልእክት መላላኪያ ዋና የመተግበሪያ ንብርብር ፕሮቶኮሎች አንዱ ይሆናል ብዬ የምጠብቀው፣ በአሁኑ ጊዜ TCP ይጠቀማል።

ሆኖም፣ ወደፊት፣ በዝቅተኛ ወጪ ምክንያት፣ ዩዲፒ ለአይኦቲ የበለጠ ታዋቂ እንደሚሆን እጠብቃለሁ። ምናልባትም የበለጠ የተስፋፋ MQTT-SN, በ UDP ላይ እየሮጠ. የንጽጽር መጣጥፍ ይመልከቱ TCP vs UDP .

የመተግበሪያ ንብርብር እና የመልእክት ፕሮቶኮሎች

ለ IoT ፕሮቶኮሎች ጠቃሚ ባህሪዎች

• ፍጥነት - በሴኮንድ የተላለፈው የውሂብ መጠን.

• መዘግየት መልእክት ለመላክ የሚወስደው ጊዜ ነው።

• የሃይል ፍጆታ.

• ደህንነት.

• የሶፍትዌር መገኘት.

በአሁኑ ጊዜ፣ በዚህ ደረጃ ሁለት ዋና ፕሮቶኮሎች በንቃት ጥቅም ላይ ይውላሉ፡ HTTP እና MQTT።

ኤችቲቲፒ ምናልባት በድሩ (WWW) ስር ያለው የዚህ ደረጃ በጣም የታወቀ ፕሮቶኮል ነው። ለ REST ኤፒአይ ጥቅም ላይ ስለሚውል ለአይኦቲ አስፈላጊ ሆኖ ይቀጥላል - በድር መተግበሪያዎች እና አገልግሎቶች መካከል ዋናው መስተጋብር። ነገር ግን፣ በከፍተኛ ወጪ ምክንያት፣ ኤችቲቲፒ ዋና የአይኦቲ ፕሮቶኮል የመሆን ዕድሉ ሰፊ ነው፣ ምንም እንኳን አሁንም በበይነመረብ ላይ በስፋት ጥቅም ላይ ይውላል።

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) በቀላልነቱ እና በአጠቃቀም ቀላልነቱ በአይኦቲ ውስጥ ዋናው የመልእክት መላላኪያ ፕሮቶኮል ሆኗል። ጽሑፉን ተመልከት ለጀማሪዎች የ MQTT መግቢያ (ለጀማሪዎች የ MQTT መግቢያ)።

የኤችቲቲፒ እና MQTT ንጽጽር ለአይኦቲ

MQTT በፍጥነት ለአይኦቲ አፕሊኬሽኖች ትክክለኛ መስፈርት እየሆነ ነው። ይህ ከኤችቲቲፒ ጋር ሲነፃፀር በብርሃንነቱ እና በፍጥነቱ ምክንያት እና ከአንድ ለአንድ (ኤችቲቲፒ) ይልቅ ከአንድ-ለብዙ ፕሮቶኮል ነው።

ብዙ ዘመናዊ የድረ-ገጽ አፕሊኬሽኖች በእድገታቸው ጊዜ የሚገኝ ከሆነ ከኤችቲቲፒ ይልቅ MQTTን በደስታ ይጠቀማሉ።

ጥሩ ምሳሌ ለብዙ ደንበኞች እንደ ባቡሮች/አውቶብሶች/አውሮፕላኖች መድረሻና መነሳት የመሳሰሉ መረጃዎችን መላክ ነው። በዚህ ሁኔታ፣ እንደ HTTP ያለ የአንድ ለአንድ ፕሮቶኮል ብዙ ወጪ ያለው እና በድር ሰርቨሮች ላይ ብዙ ጭነት ይፈጥራል። እነዚህን የድር አገልጋዮች ማመጣጠን ከባድ ሊሆን ይችላል። በMQTT ደንበኞች ከደላላ ጋር ይገናኛሉ፣ ይህም ለጭነት ማመጣጠን በቀላሉ ሊጨመር ይችላል። ስለ እሱ የቪዲዮ አጋዥ ስልጠና ይመልከቱ የኤችቲኤምኤል ዳታ በMQTT ላይ እንደገና አትም (የበረራ መድረሶች ምሳሌ) እና ጽሑፍ MQTT vs HTTP ለአይኦቲ.

ሌሎች የመልእክት ፕሮቶኮሎች

ኤችቲቲፒ ለአይኦቲ አፕሊኬሽኖች አልተነደፈም፣ ነገር ግን እንደተጠቀሰው፣ በሰፊው ጥቅም ላይ ስለሚውል ለተወሰነ ጊዜ በሰፊው ጥቅም ላይ ይውላል። ኤ ፒ አይ.

ሁሉም ማለት ይቻላል የአይኦቲ መድረኮች ሁለቱንም HTTP እና MQTT ይደግፋሉ።

ሆኖም ግን, ሊታሰብባቸው የሚገቡ ሌሎች ፕሮቶኮሎች አሉ.

ፕሮቶኮሎች

• ኤም.ቲ.ቲ. - (መልእክት ወረፋ ቴሌሜትሪ ትራንስፖርት)። TCP/IP ይጠቀማል። የህትመት-ደንበኝነት ሞዴል የመልእክት ደላላ ያስፈልገዋል።

• AMQP - (የላቀ የመልእክት ወረፋ ፕሮቶኮል)። TCP/IP ይጠቀማል። አታሚ-ተመዝጋቢ እና ነጥብ-ወደ-ነጥብ ሞዴሎች።

• ኮፒ - (የተገደበ የመተግበሪያ ፕሮቶኮል)። UDP ይጠቀማል። በተለይ ለአይኦቲ ተብሎ የተነደፈ፣ በኤችቲቲፒ ውስጥ እንዳለው የጥያቄ ምላሽ ሞዴሉን ይጠቀማል። RFC 7252.

• DDS - (የውሂብ ስርጭት አገልግሎት) 

እዚ ወስጥ ጽሑፍ ዋናዎቹ ፕሮቶኮሎች እና ማመልከቻዎቻቸው ግምት ውስጥ ይገባል. የዚህ ጽሑፍ መደምደሚያ IoT እንደ ዓላማው ጥቅም ላይ የሚውል የፕሮቶኮሎችን ስብስብ ይጠቀማል.

ነገር ግን፣ ወደ ኋላ መለስ ብለን፣ በበይነመረብ የመጀመሪያዎቹ ዓመታት፣ የበላይ የሚሆነው የኤችቲቲፒ ፕሮቶኮል ከብዙ ፕሮቶኮሎች ውስጥ አንዱ ነበር።

ምንም እንኳን ኤችቲቲፒ በመጀመሪያ የተፀነሰው ለፋይል እና ኢሜል ማስተላለፍ ባይሆንም ዛሬ ግን ለሁለቱም ጥቅም ላይ ይውላል።

በአይኦቲ ውስጥ የመልእክት መላላኪያ ፕሮቶኮሎችን በተመለከተ ተመሳሳይ ነገር እንደሚሆን እጠብቃለሁ፡ አብዛኛዎቹ አገልግሎቶች አንድ ዋና ፕሮቶኮል ይጠቀማሉ።

ከዚህ በታች የMQTT፣ COAP እና AMQP ተወዳጅነት ባለፉት ጥቂት አመታት እንዴት እንደተለወጠ የሚያሳዩ የGoogle Trends ገበታዎች አሉ።

የጉግል አዝማሚያዎች አጠቃላይ እይታ 

የፕሮቶኮል ድጋፍ በመድረክ

• Microsoft Azure - MQTT ፣ AMQP ፣ HTTP እና HTTPS

• የ AWS - MQTT፣ HTTPS፣ MQTT በዌብሶኬቶች ላይ

• IBM ብሉሚክስ - MQTT፣ኤችቲቲፒኤስ፣MQTT

• ThingWorx - MQTT፣ HTTPS፣ MQTT፣ AMQP

ማጠቃለያ

አብዛኛዎቹ ለውጦች በሰርጡ (ደረጃ 1 እና 2) እና የመተግበሪያ ደረጃዎች (ደረጃ 4) ናቸው።

የአውታረ መረብ እና የትራንስፖርት ንብርብሮች ሳይለወጡ ይቀራሉ.

በመተግበሪያው ንብርብር ላይ፣ የአይኦቲ አካላት የመልእክት ፕሮቶኮሎችን ይጠቀማሉ። ገና በ IoT ልማት የመጀመሪያ ደረጃ ላይ እያለን አንድ ወይም ምናልባትም ሁለት የመልእክት መላላኪያ ፕሮቶኮሎች ጎልተው ሊወጡ ይችላሉ።

ባለፉት ጥቂት አመታት ውስጥ MQTT በጣም ተወዳጅ ሆኗል, እና አሁን በዚህ ጣቢያ ላይ እያተኮርኩ ያለሁት በእሱ ላይ ነው.

ኤችቲቲፒ በነባር የአይኦቲ መድረኮች ውስጥ በሚገባ የተገነባ በመሆኑ ጥቅም ላይ መዋሉን ይቀጥላል።

ይኼው ነው. በርዕሱ ላይ ለነጻ ማሳያ ትምህርት እንድትመዘገቡ እንጋብዝሃለን። "ቻትቦት ለመሣሪያው ፈጣን ትዕዛዞች".

ተጨማሪ ያንብቡ፡

• ለምን ደህንነታቸው ያልተጠበቀ የሸማቾች IoT ስርዓቶች አሁን ትልቅ የንግድ ችግር ሆነዋል

ምንጭ: hab.com