ProHoster > blog > Amministrazzjoni > Ħarsa ġenerali tal-Protokolli ta' Netwerking u Messaġġi għall-IoT

Ħarsa ġenerali tal-Protokolli ta' Netwerking u Messaġġi għall-IoT

Hello, Khabrovites! L-ewwel żviluppatur tal-IoT tal-kors onlajn tar-Russja jibda fl-OTUS f'Ottubru. Ir-reġistrazzjoni għall-kors hija miftuħa bħalissa, u għalhekk inkomplu naqsmu materjal utli miegħek.

Ħarsa ġenerali tal-Protokolli ta' Netwerking u Messaġġi għall-IoT

L-Internet tal-Oġġetti (IoT) se jibni fuq infrastruttura tan-netwerk eżistenti, teknoloġiji u protokolli li bħalissa qed jintużaw fid-djar/uffiċċji u l-Internet, u se joffri ħafna aktar.

L-għan ta 'din il-gwida huwa li tipprovdi ħarsa ġenerali qasira ta' netwerking u protokolli ta 'applikazzjoni għall-IoT.

Nota. Irid ikollok għarfien bażiċi tat-teknoloġiji tan-netwerk.

Netwerks IoT

L-IoT se jaħdem fuq netwerks TCP/IP eżistenti.

TCP/IP juża mudell ta 'erba' saffi bi protokolli speċifiċi f'kull saff. Cm. fehim tal-mudell TCP/IP 4 saffi (aħna nifhmu l-mudell TCP/IP ta 'erba' saffi).

Id-dijagramma hawn taħt turi paragun tal-protokolli li qed jintużaw bħalissa u dawk l-aktar probabbli li jintużaw għall-IoT.

Ħarsa ġenerali tal-Protokolli ta' Netwerking u Messaġġi għall-IoT

Noti fuq iċ-ċart:

  1. Id-daqs tat-tipa jirrifletti l-popolarità tal-protokoll. Pereżempju, fuq ix-xellug hemm aktar IPv4, peress li huwa ħafna aktar popolari fuq l-Internet modern. Madankollu, huwa iżgħar fuq il-lemin peress li l-IPv6 huwa mistenni li jsir aktar popolari fl-IoT.

  2. Mhux il-protokolli kollha huma murija.

  3. L-aktar bidliet huma fil-kanal (livelli 1 u 2) u fil-livelli tal-applikazzjoni (livell 4).

  4. In-netwerk u s-saffi tat-trasport x'aktarx se jibqgħu l-istess.

Link Saff Protokolli

Fis-saff tal-Link tad-Data, għandek bżonn tikkonnettja l-apparati ma 'xulxin. Jistgħu jinsabu jew fil-qrib, pereżempju, f'netwerks lokali, jew f'distanza kbira minn xulxin: f'netwerks ta 'żona metropolitana u netwerks ta' żona wiesgħa.

Bħalissa, f'dan il-livell, in-netwerks tad-dar u tal-uffiċċju (LAN) jużaw Ethernet u Wi-Fi, u n-netwerks mobbli (WAN) jużaw 3G/4G. Madankollu, ħafna apparati IoT huma ta 'enerġija baxxa, bħal sensuri, u huma mħaddma biss minn batteriji. F'dawn il-każijiet, Ethernet mhix adattata, iżda jistgħu jintużaw Wi-Fi b'qawwa baxxa u Bluetooth b'qawwa baxxa.

Filwaqt li t-teknoloġiji bla fili eżistenti (Wi-Fi, Bluetooth, 3G/4G) xorta se jintużaw biex jgħaqqdu dawn l-apparati, ta 'min iħares ukoll lejn teknoloġiji ġodda ddisinjati speċifikament għal applikazzjonijiet IoT, li x'aktarx jikbru fil-popolarità.

Fost dawn:

  • BLE – Enerġija Baxxa Bluetooth

  • LoRaWAN – WAN fuq Distanza twila

  • SigFox

  • LTE-M

Huma deskritti f'aktar dettall fl-artikolu. Ħarsa ġenerali lejn it-teknoloġiji mingħajr fili tal-IOT (ħarsa ġenerali tat-teknoloġiji IoT mingħajr fili).

saff tan-netwerk

Fil-livell tan-netwerk (Networking) il-protokoll se jiddomina fit-tul IPv6. Huwa improbabbli li se jintuża l-IPv4, iżda jista' jkollu rwol fl-istadji inizjali. Ħafna mill-apparati IoT għad-dar, bħal bozoz tad-dawl intelliġenti, bħalissa jużaw IPv4.

saff tat-trasport 

TCP jiddomina s-saff tat-Trasport fuq l-Internet u l-web. Jintuża kemm f'HTTP kif ukoll f'ħafna protokolli oħra popolari tal-Internet (SMTP, POP3, IMAP4, eċċ.).

MQTT, li nistenna li jsir wieħed mill-protokolli tas-saff ta 'applikazzjoni prinċipali għall-messaġġi, bħalissa juża TCP.

Madankollu, fil-futur, minħabba overhead aktar baxx, nistenna li UDP ikun aktar popolari għall-IoT. Probabbilment se jsir aktar mifrux MQTT-SN, taħdem fuq UDP. Ara l-artikolu ta 'tqabbil TCP vs UDP .

Saff ta' applikazzjoni u protokolli ta' messaġġi

Karatteristiċi importanti għall-protokolli IoT:

  • Veloċità - l-ammont ta 'dejta trasferita kull sekonda.

  • Il-latenza hija l-ħin meħtieġ biex jittrasmetti messaġġ.

  • Konsum ta 'enerġija

  • Sigurtà.

  • Disponibbiltà ta' softwer.

Bħalissa, żewġ protokolli ewlenin huma użati b'mod attiv f'dan il-livell: HTTP u MQTT.

HTTP huwa probabbilment l-aktar protokoll magħruf f'dan il-livell, li huwa l-bażi tal-Web (WWW). Se jkompli jkun importanti għall-IoT minħabba li jintuża għall-API REST, il-mekkaniżmu ewlieni għal kif l-applikazzjonijiet u s-servizzi tal-web jinteraġixxu. Madankollu, minħabba l-overhead għoli tiegħu, HTTP mhux probabbli li jsir il-protokoll IoT primarju, għalkemm xorta se jintuża ħafna fuq l-Internet.

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) sar il-protokoll dominanti tal-messaġġi fl-IoT minħabba l-ħeffa u l-faċilità ta 'użu tiegħu. Ara l-artiklu Introduzzjoni għall-MQTT għal dawk li jibdew (Introduzzjoni għall-MQTT għall-Bidu).

Tqabbil ta 'HTTP u MQTT għall-IoT

MQTT malajr qed isir l-istandard de facto għall-applikazzjonijiet IoT. Dan huwa dovut għall-ħeffa u l-veloċità tiegħu meta mqabbel ma 'HTTP u l-fatt li huwa protokoll wieħed għal ħafna aktar milli protokoll wieħed għal wieħed (HTTP).

Ħafna applikazzjonijiet moderni tal-web kienu jkunu kuntenti li jużaw MQTT minflok HTTP li kieku kien disponibbli fiż-żmien tal-iżvilupp tagħhom.

Eżempju tajjeb huwa li tibgħat informazzjoni lil klijenti multipli, bħall-wasliet u t-tluq tal-ferrovija/xarabank/l-ajruplan. F'dan ix-xenarju, protokoll one-to-one bħal HTTP għandu overhead għoli u jpoġġi ħafna tagħbija fuq is-servers tal-web. L-iskala ta' dawn is-servers tal-web tista' tkun diffiċli. Bl-MQTT, il-klijenti jikkonnettjaw ma 'sensar, li jista' faċilment jiżdied għall-ibbilanċjar tat-tagħbija. Ara dan it-tutorja bil-vidjo Ippubblika mill-ġdid id-Dejta HTML fuq MQTT (Eżempju ta' Wasliet ta' Titjiriet) u l-artiklu MQTT vs HTTP għall-IOT.

Protokolli oħra ta' Messaġġi

HTTP ma kienx iddisinjat għal applikazzjonijiet IoT, iżda kif issemma, se jintuża ħafna għal xi żmien minħabba l-użu mifrux tiegħu f' API.

Kważi l-pjattaformi kollha tal-IoT jappoġġjaw kemm HTTP kif ukoll MQTT.

Madankollu, hemm protokolli oħra li ta’ min jikkunsidrahom.

Protokolli

  • MQTT — (Message Queuing Telemetry Transport). Juża TCP/IP. Il-mudell tal-pubblikatur-abbonat jeħtieġ sensar tal-messaġġi.

  • AMQP - (Protokoll Avvanzat ta' Kju ta' Messaġġi). Juża TCP/IP. Mudelli pubblikatur-abbonat u minn punt għal punt.

  • COAP - (Protokoll ta' Applikazzjoni Ristretta). Juża UDP. Iddisinjat speċifikament għall-IoT, juża mudell ta 'talba-rispons simili għal HTTP. RFC 7252.

  • DDS — (Servizz ta' Distribuzzjoni tad-Dejta) 

F'dan artikolu Il-protokolli ewlenin u l-applikazzjonijiet tagħhom huma diskussi. Il-konklużjoni ta 'dan l-artikolu hija li l-IoT se juża sett ta' protokolli skont l-applikazzjoni maħsuba tagħhom.

Madankollu, jekk tħares lura, fis-snin bikrija tal-Internet, HTTP, li aktar tard sar il-protokoll dominanti, kien biss wieħed minn ħafna protokolli.

Għalkemm HTTP ma kienx oriġinarjament iddisinjat għat-trasferiment tal-fajls jew l-email, illum jintuża għat-tnejn.

Nistenna li jiġri l-istess bil-protokolli tal-messaġġi fl-IoT: il-biċċa l-kbira tas-servizzi se jużaw protokoll dominanti wieħed.

Hawn taħt hemm grafiki ta 'Google Trends li juru kif il-popolarità ta' MQTT, COAP u AMQP inbidlet matul l-aħħar ftit snin.

Google Trends Reviżjoni 

Ħarsa ġenerali tal-Protokolli ta' Netwerking u Messaġġi għall-IoT

Appoġġ għall-Protokoll mill-pjattaforma

  • Microsoft Azure — MQTT, AMQP, HTTP u HTTPS

  • AWS — MQTT, HTTPS, MQTT fuq websockets

  • IBM Bluemix – MQTT,HTTPS,MQTT

  • Thingworx - MQTT,HTTPS,MQTT,AMQP

Sommarju

L-aktar bidliet huma fil-kanal (livelli 1 u 2) u fil-livelli tal-applikazzjoni (livell 4).

In-netwerk u s-saffi tat-trasport x'aktarx se jibqgħu l-istess.

Fis-saff tal-applikazzjoni, il-komponenti tal-IoT se jużaw protokolli tal-messaġġi. Għalkemm għadna fl-istadji bikrija tal-iżvilupp tal-IoT, huwa probabbli li jitfaċċaw protokoll tal-messaġġi wieħed jew forsi żewġ.

Matul dawn l-aħħar snin, l-MQTT sar l-aktar popolari u huwa dak li bħalissa qed niffoka fuq dan is-sit.

HTTP se jkompli jintuża wkoll peress li huwa diġà integrat sew fil-pjattaformi eżistenti tal-IoT.

Dak kollox. Nistednuk tiffirma għal lezzjoni demo b'xejn dwar is-suġġett "Chatbot għal kmandi ta' malajr lill-apparat".

Aqra iktar:

Sors: www.habr.com

Żid kumment