Ringkesan Protokol Jaringan lan Pesen kanggo IoT

Hello, Khabrovites! Pengembang IoT kursus online pertama Rusia diluncurake ing OTUS ing wulan Oktober. Enrollment kanggo kursus mbukak saiki, sing kita terus nuduhake materi sing migunani karo sampeyan.

Internet of Things (IoT, Internet of Things) bakal dibangun ing ndhuwur infrastruktur jaringan, teknologi lan protokol sing saiki digunakake ing omah/kantor lan Internet, lan bakal nawakake luwih akeh.

Tujuan saka pandhuan iki yaiku menehi ringkesan ringkes babagan jaringan lan protokol aplikasi kanggo IoT.

Cathetan. Sampeyan kudu duwe kawruh dhasar teknologi jaringan.

jaringan IoT

IoT bakal mbukak ing jaringan TCP/IP sing wis ana.

TCP/IP nggunakake model papat lapisan kanthi protokol tartamtu ing saben lapisan. Cm. ngerti model lapisan TCP / IP 4 (kita ngerti model papat lapisan TCP / IP).

Diagram ing ngisor iki nuduhake perbandingan protokol sing saiki digunakake lan sing paling umum digunakake kanggo IoT.

Cathetan bagan:

1. Ukuran font nuduhake popularitas protokol kasebut. Contone, ing sisih kiwa, IPv4 luwih gedhe, amarga luwih populer ing Internet modern. Nanging, luwih cilik ing sisih tengen amarga IPv6 samesthine bakal luwih populer ing IoT.

2. Ora kabeh protokol ditampilake.

3. Umume owah-owahan ana ing saluran (level 1 lan 2) lan level aplikasi (level 4).

4. Lapisan jaringan lan transportasi cenderung tetep ora owah.

Protokol lapisan link

Ing level link data (Data Link), sampeyan kudu nyambungake piranti siji liyane. Bisa uga cedhak, contone, ing jaringan lokal (jaringan lokal) lan ing jarak sing adoh saka saben liyane: ing kutha (jaringan area metropolitan) lan jaringan global (jaringan area luas).

Saiki, ing tingkat iki, jaringan omah lan kantor (LAN) nggunakake Ethernet lan Wi-Fi, lan seluler (WAN) nggunakake 3G / 4G. Nanging, akeh piranti IoT sing kurang daya, kayata sensor, lan mung didhukung dening baterei. Ing kasus iki, Ethernet ora cocok, nanging Wi-Fi kurang daya lan Bluetooth daya kurang bisa digunakake.

Nalika teknologi nirkabel sing wis ana (Wi-Fi, Bluetooth, 3G/4G) bakal terus digunakake kanggo nyambungake piranti kasebut, uga kudu dideleng ing teknologi anyar sing dirancang khusus kanggo aplikasi IoT sing bakal dadi populer.

Antarane wong-wong mau:

• BLE - Bluetooth Low Energy

• LoRaWAN - Long Range WAN

• SigFox

• LTE-M

Padha diterangake luwih rinci ing artikel. Ringkesan teknologi nirkabel IOT (ringkesan teknologi IoT nirkabel).

lapisan jaringan

Ing lapisan jaringan (Jaringan), protokol bakal dominasi ing jangka panjang IPv6. Ora mungkin IPv4 bakal digunakake, nanging bisa uga ana peran ing tahap awal. Umume piranti IoT ngarep, kayata bolam lampu cerdas, saiki nggunakake IPv4.

lapisan transportasi 

Ing lapisan transportasi (Transportasi), Internet lan web didominasi dening TCP. Iki digunakake ing HTTP lan akeh protokol Internet populer liyane (SMTP, POP3, IMAP4, lsp.).

MQTT, sing aku ngarepake dadi salah sawijining protokol lapisan aplikasi utama kanggo olahpesen, saiki nggunakake TCP.

Nanging, ing mangsa ngarep, amarga overhead sing luwih murah, aku ngarepake UDP dadi luwih populer kanggo IoT. Mbokmenawa luwih nyebar MQTT-SN, mlaku liwat UDP. Waca artikel perbandingan TCP vs UDP .

Lapisan aplikasi lan protokol olahpesen

Karakteristik penting kanggo protokol IoT:

• Kacepetan - jumlah data sing ditransfer saben detik.

• Latency yaiku wektu sing dibutuhake kanggo ngirim pesen.

• konsumsi daya.

• Keamanan.

• Kasedhiyan piranti lunak.

Saiki, rong protokol utama aktif digunakake ing tingkat iki: HTTP lan MQTT.

HTTP mbokmenawa minangka protokol paling kondhang ing tingkat iki sing ndasari web (WWW). Bakal terus dadi penting kanggo IoT, amarga digunakake kanggo REST API - mekanisme utama kanggo interaksi antarane aplikasi lan layanan web. Nanging, amarga overhead sing dhuwur, HTTP ora mungkin dadi protokol IoT utama, sanajan isih akeh digunakake ing Internet.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) wis dadi protokol olahpesen utama ing IoT amarga entheng lan gampang digunakake. Waca artikel Pambuka kanggo MQTT kanggo pamula (Pambuka MQTT kanggo pamula).

Perbandingan HTTP lan MQTT kanggo IoT

MQTT kanthi cepet dadi standar de facto kanggo aplikasi IoT. Iki amarga entheng lan kacepetan dibandhingake karo HTTP lan kasunyatane minangka protokol siji-kanggo-akeh tinimbang siji-kanggo-siji (HTTP).

Akeh aplikasi web modern bakal seneng nggunakake MQTT tinimbang HTTP yen kasedhiya ing wektu pangembangane.

Conto sing apik yaiku ngirim informasi menyang akeh klien, kayata kedatangan lan keberangkatan sepur/bus/pesawat. Ing skenario iki, protokol siji-kanggo-siji kaya HTTP duwe akeh overhead lan nyedhiyakake akeh beban ing server web. Scaling server web iki bisa dadi angel. Kanthi MQTT, klien nyambung menyang broker, sing bisa ditambahake kanthi gampang kanggo imbangan beban. Nonton video tutorial babagan iki Terbitake maneh Data HTML liwat MQTT (Contoh Kedatangan Penerbangan) lan artikel MQTT vs HTTP kanggo IOT.

Protokol olahpesen liyane

HTTP ora dirancang kanggo aplikasi IoT, nanging kaya sing kasebut, bakal digunakake sacara wiyar kanggo sawetara wektu amarga panggunaan sing nyebar ing API.

Meh kabeh platform IoT ndhukung HTTP lan MQTT.

Nanging, ana protokol liyane sing kudu dipikirake.

Protokol

• MQTT - (Pesen Antrian Telemetri Transport). Nggunakake TCP/IP. Model nerbitake-langganan mbutuhake makelar pesen.

• AMQP - (Advanced Message Queuing Protocol). Nggunakake TCP/IP. Model Publisher-Subscriber lan Point-to-Point.

• COAP - (Protokol Aplikasi Watesan). Migunakake UDP. Dirancang khusus kanggo IoT, nggunakake model request-respon kaya ing HTTP. RFC 7252.

• DDS - (Layanan Distribusi Data) 

Ning kene artikel protokol utama lan aplikasi sing dianggep. Kesimpulan saka artikel iki yaiku IoT bakal nggunakake sakumpulan protokol, gumantung saka panggunaan sing dituju.

Nanging, ing retrospect, ing taun-taun awal Internet, protokol HTTP sing bakal dadi dominan mung salah siji saka akeh protokol.

Sanajan HTTP asline ora dirancang kanggo transfer file lan email, saiki digunakake kanggo loro-lorone.

Aku ngarepake kedadeyan sing padha karo protokol olahpesen ing IoT: umume layanan bakal nggunakake siji protokol utama.

Ing ngisor iki ana grafik Google Trends sing nuduhake kepiye popularitas MQTT, COAP lan AMQP wis owah sajrone sawetara taun kepungkur.

Ringkesan Google Trends 

Dhukungan protokol dening platform

• Microsoft Azure - MQTT, AMQP, HTTP lan HTTPS

• AWS - MQTT, HTTPS, MQTT liwat websockets

• IBM Bluemix - MQTT,HTTPS,MQTT

• Thingworx - MQTT, HTTPS, MQTT, AMQP

Ringkesan

Umume owah-owahan ana ing saluran (level 1 lan 2) lan level aplikasi (level 4).

Lapisan jaringan lan transportasi cenderung tetep ora owah.

Ing lapisan aplikasi, komponen IoT bakal nggunakake protokol olahpesen. Nalika kita isih ana ing tahap awal pangembangan IoT, kemungkinan siji utawa bisa uga loro protokol olahpesen bakal katon.

Swara sawetara taun kepungkur, MQTT wis dadi paling populer, lan iku saiki aku fokus ing situs iki.

HTTP uga bakal terus digunakake amarga wis dibangun ing platform IoT sing wis ana.

Mekaten. Sampeyan ngajak sampeyan mlebu kanggo pelajaran demo gratis babagan topik kasebut "Chatbot kanggo printah cepet menyang piranti".

Waca liyane:

• Napa sistem IoT konsumen sing ora aman saiki dadi masalah bisnis gedhe

Source: www.habr.com