Panoramica di i Protocolli di Networking è Messaging per IoT

Hola, residenti di Khabrovsk! U primu sviluppatore IoT di corsi in linea di Russia principia à OTUS in uttrovi. L'iscrizzione per u corsu hè aperta avà, è dunque cuntinuemu à sparte materiali utili cun voi.

L'Internet di e Cose (IoT) custruirà nantu à l'infrastruttura di rete esistenti, tecnulugii è protokolli attualmente utilizati in case / uffizii è Internet, è offre assai di più.

U scopu di sta guida hè di furnisce una breve panoramica di i protokolli di rete è di applicazione per IoT.

Nota. Avete bisognu di sapè basi di tecnulugia di rete.

rete IoT

IoT hà da travaglià nantu à e rete TCP / IP esistenti.

TCP / IP usa un mudellu di quattru strati cù protokolli specifichi à ogni capa. Cm. capisce u mudellu TCP/IP 4 strati (avemu capitu u mudellu TCP / IP di quattru strati).

U diagramma sottu mostra un paragone di i protokolli attualmente in usu è quelli chì sò più probabili di esse utilizati per IoT.

Notes nantu à a carta:

1. A dimensione di font riflette a popularità di u protocolu. Per esempiu, à manca ci hè più IPv4, postu chì hè assai più populari in Internet mudernu. In ogni casu, hè più chjucu à a diritta cum'è IPv6 hè previstu di diventà più populari in IoT.

2. Ùn sò micca tutti i protokolli mostrati.

3. A maiò parte di i cambiamenti sò in u canali (livellu 1 è 2) è i livelli di applicazione (livellu 4).

4. A rete è i strati di trasportu prubabilmente resteranu invariati.

Protocolli di u Layer di Link

À a strata di Data Link, avete bisognu di cunnette i dispositi trà l'altri. Puderanu esse situati o vicinu, per esempiu, in e rete lucali, o à una grande distanza l'una di l'altru: in e rete di l'area metropolitana è e rete larga.

Attualmente, à questu livellu, e rete di casa è di l'uffiziu (LAN) utilizanu Ethernet è Wi-Fi, è e rete mobile (WAN) utilizanu 3G/4G. Tuttavia, assai dispusitivi IoT sò pocu putenza, cum'è sensori, è sò alimentati solu da batterie. In questi casi, l'Ethernet ùn hè micca adattatu, ma pò esse usatu Wi-Fi di bassa putenza è Bluetooth di bassa putenza.

Mentre chì e tecnulugia wireless esistenti (Wi-Fi, Bluetooth, 3G/4G) seranu sempre aduprate per cunnette sti dispusitivi, vale ancu a pena guardà e tecnulugia novi apposta per l'applicazioni IoT, chì sò prubabilmente crescenu in pupularità.

Tra l'elli:

• BLE - Bluetooth Low Energy

• LoRaWAN - WAN Long Range

• SigFox

• LTE-M

Iddi sò discrittu in più detail in l 'articulu. Una panoramica di e tecnulugia wireless IOT (panoramica di e tecnulugia IoT wireless).

Stratu di rete

À u livellu di a rete (Networking) u protokollu duminerà à longu andà IPv6. Hè improbabile chì IPv4 serà utilizatu, ma pò ghjucà un rolu in e fasi iniziali. A maiò parte di i dispositi IoT per a casa, cum'è lampadine intelligenti, utilizanu attualmente IPv4.

Stratu di trasportu 

TCP domina a strata di Trasportu in Internet è in u web. Hè adupratu in HTTP è in parechji altri protokolli Internet populari (SMTP, POP3, IMAP4, etc.).

MQTT, chì speru di diventà unu di i principali protokolli di strata di l'applicazione per a messageria, attualmente usa TCP.

In ogni casu, in u futuru, per via di una spesa più bassa, spergu chì UDP sia più populari per l'IoT. Probabilmente sarà più diffusa MQTT-SN, chì corre nantu à UDP. Vede l'articulu di paragone TCP vs UDP .

Stratu di l'applicazione è protokolli di messageria

Caratteristiche impurtanti per i protokolli IoT:

• Speed ​​​​- a quantità di dati trasferiti per seconda.

• A latenza hè u tempu necessariu per trasmette un missaghju.

• Cunsumu di energia.

• Seguretat.

• Disponibilità di u software.

Attualmente, dui protokolli principali sò attivamente utilizati à questu livellu: HTTP è MQTT.

HTTP hè probabilmente u protokollu più cunnisciutu à questu livellu, sottu à u Web (WWW). Continuerà à esse impurtante per l'IoT perchè hè utilizatu per l'API REST, u mecanismu core per cumu interagisce l'applicazioni web è i servizii. In ogni casu, per via di u so elevatu overhead, HTTP hè improbabile di diventà u protocolu IoT primariu, ancu s'ellu serà sempre largamente utilizatu in Internet.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) hè diventatu u protocolu di messageria dominante in IoT per via di a so ligerezza è facilità d'utilizazione. Vede l'articulu Introduzione à MQTT per i principianti (Introduzione à MQTT per i principianti).

Comparazione di HTTP è MQTT per IoT

MQTT diventa rapidamente u standard de facto per l'applicazioni IoT. Questu hè duvuta à a so ligerezza è rapidità cumparatu cù HTTP è u fattu chì hè un protokollu unu à parechji piuttostu cà un protokollu unu à unu (HTTP).

Parechje applicazioni web muderni avarianu cuntentamente utilizatu MQTT invece di HTTP s'ellu era dispunibule à u mumentu di u so sviluppu.

Un bon esempiu hè di mandà infurmazioni à parechji clienti, cum'è l'arrivu è e partenze di treni / autobus / aerei. In questu scenariu, un protokollu unu-à-unu cum'è HTTP hà un altu sopratuttu è mette assai carica nantu à i servitori web. Scaling sti servitori web pò esse difficiule. Cù MQTT, i clienti cunnettanu à un broker, chì pò esse facilmente aghjuntu per equilibrà a carica. Fighjate stu tutoriale cù video Ripubblicà i Dati HTML nantu à MQTT (Esempiu di Arrivi di Volu) è articulu MQTT vs HTTP per IOT.

Altri protokolli di messageria

HTTP ùn hè micca statu cuncepitu per l'applicazioni IoT, ma cum'è dettu, serà largamente utilizatu per qualchì tempu per via di u so usu generalizatu in API.

Quasi tutte e plataforme IoT supportanu HTTP è MQTT.

Tuttavia, ci sò altri protokolli chì vale a pena cunsiderà.

Prutoculi

• MQTT - (Message Queuing Telemetry Transport). Utiliza TCP/IP. U mudellu editore-abbonatu richiede un broker di messagiu.

• AMQP - (Protokollu Avanzatu di Coda di Missaghju). Utiliza TCP/IP. Editore-abbonatu è mudelli puntu à puntu.

• COAP - (Protokollu d'Applicazione Limitata). Utiliza UDP. Cuncepitu specificamente per IoT, usa un mudellu di dumanda-risposta simili à HTTP. RFC 7252.

• DDS — (Serviziu di Distribuzione di Dati) 

In questu articulu I protokolli principali è e so applicazioni sò discututi. A cunclusione di questu articulu hè chì l'IoT utilizerà un inseme di protokolli secondu a so applicazione prevista.

In ogni casu, s'è guardate in daretu, in i primi anni di l'Internet, HTTP, chì diventò dopu u protokollu dominante, era solu unu di parechji protokolli.

Ancu HTTP ùn hè statu inizialmente cuncepitu per u trasferimentu di fugliali o email, oghje hè utilizatu per i dui.

Spergu chì a listessa cosa succede cù i protokolli di messageria in IoT: a maiò parte di i servizii utilizanu un protokollu dominante.

Quì sottu sò i grafici di Google Trends chì mostranu cumu a popularità di MQTT, COAP è AMQP hà cambiatu in l'ultimi anni.

Google Trends Review 

Supportu di u protocolu per piattaforma

• Microsoft Azure - MQTT, AMQP, HTTP è HTTPS

• AWS - MQTT, HTTPS, MQTT nantu à websockets

• IBM Bluemix - MQTT,HTTPS,MQTT

• Thingworx - MQTT, HTTPS, MQTT, AMQP

Resumen

A maiò parte di i cambiamenti sò in u canali (livellu 1 è 2) è i livelli di applicazione (livellu 4).

A rete è i strati di trasportu prubabilmente resteranu invariati.

À u livellu di l'applicazione, i cumpunenti IoT utilizanu protokolli di messageria. Ancu se simu sempre in i primi fasi di u sviluppu di l'IoT, hè prubabile chì unu o forse dui protokolli di messageria emergeranu.

In l'ultimi anni, MQTT hè diventatu u più pupulare è hè ciò chì mi focalizeghja oghje nantu à stu situ.

HTTP continuerà ancu à esse usatu postu chì hè digià integratu bè in e plataforme IoT esistenti.

Eccu tuttu. Vi invitemu à iscrizzione per una lezione demo gratuita nantu à u tema "Chatbot per cumandamenti rapidi à u dispusitivu".

Leghjite più:

• Perchè i sistemi IoT di i cunsumatori micca assicurati sò avà un prublema maiò di cummerciale

Source: www.habr.com