IoT को लागी नेटवर्किंग र सन्देश प्रोटोकल को सिंहावलोकन

नमस्ते, Khabrovites! रूसको पहिलो अनलाइन पाठ्यक्रम IoT विकासकर्ता अक्टोबरमा OTUS मा सुरु हुन्छ। पाठ्यक्रमको लागि नामांकन अहिले खुला छ, जसको सम्बन्धमा हामी तपाईसँग उपयोगी सामग्रीहरू साझेदारी गर्न जारी राख्छौं।

इन्टरनेट अफ थिंग्स (IoT, इन्टरनेट अफ थिंग्स) हालको घर/कार्यालय र इन्टरनेटमा प्रयोग हुने नेटवर्क पूर्वाधार, प्रविधि र प्रोटोकलहरूको शीर्षमा बनाइनेछ र यसले धेरै कुराहरू प्रदान गर्नेछ।

यस गाइडको उद्देश्य IoT को लागि नेटवर्किङ र अनुप्रयोग प्रोटोकलहरूको संक्षिप्त सिंहावलोकन प्रदान गर्नु हो।

नोट। ज्ञान हुनुपर्छ नेटवर्क टेक्नोलोजीहरूको आधारभूत कुराहरू.

IoT नेटवर्कहरू

IoT अवस्थित TCP/IP नेटवर्कहरूमा चल्नेछ।

TCP/IP ले प्रत्येक तहमा विशिष्ट प्रोटोकलहरूको साथ चार-तह मोडेल प्रयोग गर्दछ। सेमी। TCP/IP 4 तह मोडेल बुझ्दै (हामी TCP / IP को चार-तह मोडेल बुझ्छौं)।

तलको रेखाचित्रले हाल प्रयोगमा रहेका प्रोटोकलहरू र IoT का लागि प्रयोग हुने सम्भावना देखाउँछ।

चार्ट नोट:

1. फन्ट साइजले प्रोटोकलको लोकप्रियतालाई संकेत गर्छ। उदाहरणका लागि, बायाँमा, IPv4 ठूलो छ, किनकि यो आधुनिक इन्टरनेटमा धेरै लोकप्रिय छ। यद्यपि, यो दायाँमा सानो छ किनकि IPv6 IoT मा अधिक लोकप्रिय हुने अपेक्षा गरिएको छ।

2. सबै प्रोटोकल देखाइएको छैन।

3. अधिकांश परिवर्तनहरू च्यानल (स्तर 1 र 2) र अनुप्रयोग स्तरहरू (स्तर 4) मा छन्।

4. नेटवर्क र यातायात तहहरू अपरिवर्तित रहने सम्भावना छ।

लिङ्क तह प्रोटोकलहरू

डाटा लिङ्क स्तर (डेटा लिङ्क) मा, तपाईंले एक अर्कामा उपकरणहरू जडान गर्न आवश्यक छ। तिनीहरू दुबै नजिक हुन सक्छन्, उदाहरणका लागि, स्थानीय नेटवर्कहरू (स्थानीय नेटवर्कहरू) र एक अर्काबाट ठूलो दूरीमा: शहरी (महानगरीय क्षेत्र नेटवर्कहरू) र विश्वव्यापी नेटवर्कहरू (फराकिलो क्षेत्र नेटवर्कहरू)।

हाल, यस स्तरमा, घर र कार्यालय नेटवर्कहरू (LANs) इथरनेट र Wi-Fi प्रयोग गर्छन्, र मोबाइल (WANs) ले 3G / 4G प्रयोग गर्दछ। यद्यपि, धेरै IoT यन्त्रहरू कम पावरका हुन्छन्, जस्तै सेन्सरहरू, र ब्याट्रीहरूद्वारा मात्र संचालित हुन्छन्। यी अवस्थामा, इथरनेट उपयुक्त छैन, तर कम पावर Wi-Fi र कम शक्ति ब्लुटुथ प्रयोग गर्न सकिन्छ।

जबकि अवस्थित वायरलेस प्रविधिहरू (Wi-Fi, ब्लुटुथ, 3G/4G) यी उपकरणहरू जडान गर्न प्रयोग गर्न जारी रहनेछ, यो विशेष गरी IoT अनुप्रयोगहरूको लागि डिजाइन गरिएको नयाँ प्रविधिहरू हेर्न लायक छ जुन लोकप्रियतामा बढ्न सक्छ।

तिनीहरूमध्ये निम्न हुन्:

• BLE - ब्लुटुथ कम ऊर्जा

• LoRaWAN - लामो दायरा WAN

• सिगफक्स

• LTE- एम

तिनीहरू लेखमा थप विवरणमा वर्णन गरिएको छ। IOT ताररहित प्रविधिहरूको एक सिंहावलोकन (वायरलेस IoT प्रविधिहरूको सिंहावलोकन)।

नेटवर्क तह

नेटवर्क तह (नेटवर्किङ) मा, प्रोटोकल लामो समय मा हावी हुनेछ IPv6। यो सम्भव छैन कि IPv4 प्रयोग हुनेछ, तर यसले प्रारम्भिक चरणहरूमा भूमिका खेल्न सक्छ। अधिकांश घरेलु IoT यन्त्रहरू, जस्तै स्मार्ट लाइट बल्बहरू, हाल IPv4 प्रयोग गर्छन्।

यातायात तह 

यातायात तह (ट्रान्सपोर्ट) मा, इन्टरनेट र वेब TCP द्वारा हावी छन्। यो दुबै HTTP र अन्य धेरै लोकप्रिय इन्टरनेट प्रोटोकलहरू (SMTP, POP3, IMAP4, आदि) मा प्रयोग गरिन्छ।

MQTT, जसलाई म सन्देश पठाउने मुख्य एप्लिकेसन लेयर प्रोटोकल मध्ये एक बन्ने आशा गर्छु, हाल TCP प्रयोग गर्दछ।

जे होस्, भविष्यमा, कम ओभरहेडको कारण, म UDP IoT को लागी अधिक लोकप्रिय हुने आशा गर्दछु। सायद अधिक व्यापक MQTT-SN, UDP मा चलिरहेको छ। तुलना लेख हेर्नुहोस् TCP बनाम UDP .

अनुप्रयोग तह र सन्देश प्रोटोकलहरू

IoT प्रोटोकलका लागि महत्त्वपूर्ण विशेषताहरू:

• गति - प्रति सेकेन्ड स्थानान्तरण डाटा को मात्रा।

• विलम्बता भनेको सन्देश पठाउन लाग्ने समय हो।

• शक्ति खपत।

• सुरक्षा।

• सफ्टवेयरको उपलब्धता।

हाल, दुई मुख्य प्रोटोकलहरू सक्रिय रूपमा यस स्तरमा प्रयोग गरिन्छ: HTTP र MQTT।

HTTP सायद यो स्तर अन्तर्निहित वेब (WWW) को सबैभन्दा प्रसिद्ध प्रोटोकल हो। यो IoT को लागि महत्त्वपूर्ण हुन जारी रहनेछ, किनकि यो REST API को लागि प्रयोग गरिन्छ - वेब अनुप्रयोगहरू र सेवाहरू बीचको अन्तरक्रियाको लागि मुख्य संयन्त्र। यद्यपि, उच्च ओभरहेडको कारण, HTTP मुख्य IoT प्रोटोकल बन्ने सम्भावना छैन, यद्यपि यो अझै पनि इन्टरनेटमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुनेछ।

MQTT (मेसेज क्युइङ टेलिमेट्री ट्रान्सपोर्ट) यसको हल्कापन र प्रयोगमा सहजताको कारणले IoT मा मुख्य सन्देश प्रोटोकल भएको छ। लेख हेर्नुहोस् शुरुआतीहरूको लागि MQTT को परिचय (शुरुआतीहरूको लागि MQTT को परिचय)।

IoT को लागि HTTP र MQTT को तुलना

MQTT द्रुत रूपमा IoT अनुप्रयोगहरूको लागि वास्तविक मानक बनिरहेको छ। यो HTTP को तुलनामा यसको हल्कापन र गतिको कारण हो र यो एक-टु-वन (HTTP) को सट्टा एक-देखि-धेरै प्रोटोकल हो।

धेरै आधुनिक वेब अनुप्रयोगहरूले खुसीसाथ HTTP को सट्टा MQTT प्रयोग गर्नेछ यदि यो तिनीहरूको विकासको समयमा उपलब्ध थियो।

एउटा राम्रो उदाहरण भनेको धेरै ग्राहकहरूलाई जानकारी पठाउनु हो, जस्तै रेल/बस/विमानहरूको आगमन र प्रस्थान। यस परिदृश्यमा, HTTP जस्तै एक-देखि-एक प्रोटोकलमा धेरै ओभरहेड हुन्छ र वेब सर्भरहरूमा धेरै भार राख्छ। यी वेब सर्भरहरू मापन गर्न गाह्रो हुन सक्छ। MQTT को साथ, क्लाइन्टहरू एक ब्रोकरमा जडान हुन्छन्, जुन लोड सन्तुलनको लागि सजिलै थप्न सकिन्छ। यसको बारेमा भिडियो ट्यूटोरियल हेर्नुहोस् MQTT मा HTML डाटा पुन: प्रकाशित गर्नुहोस् (उडान आगमन उदाहरण) र लेख IOT को लागि MQTT बनाम HTTP.

अन्य सन्देश प्रोटोकलहरू

HTTP IoT अनुप्रयोगहरूको लागि डिजाइन गरिएको थिएन, तर उल्लेख गरिए अनुसार, यसको व्यापक प्रयोगको कारण केही समयको लागि यो व्यापक रूपमा प्रयोग हुनेछ। एपीआई.

लगभग सबै IoT प्लेटफर्महरूले HTTP र MQTT दुवै समर्थन गर्दछ।

यद्यपि, त्यहाँ अन्य प्रोटोकलहरू विचार गर्न लायक छन्।

प्रोटोकोलहरू

• MQTT - (सन्देश कतारमा टेलिमेट्री यातायात)। TCP/IP प्रयोग गर्दछ। प्रकाशन-सदस्यता मोडेललाई सन्देश ब्रोकर चाहिन्छ।

• AMQP - (उन्नत सन्देश लाइन प्रोटोकल)। TCP/IP प्रयोग गर्दछ। प्रकाशक-सदस्य र प्वाइन्ट-टू-पोइन्ट मोडेलहरू।

• COAP - (प्रतिबन्धित अनुप्रयोग प्रोटोकल)। UDP प्रयोग गर्दछ। IoT को लागि विशेष रूपमा डिजाइन गरिएको, HTTP मा जस्तै अनुरोध-प्रतिक्रिया मोडेल प्रयोग गर्दछ। RFC 7252.

• डीडीएस - (डेटा वितरण सेवा) 

यस मा लेख मुख्य प्रोटोकल र तिनीहरूका अनुप्रयोगहरू विचार गरिन्छ। यस लेखको निष्कर्ष यो हो कि IoT ले प्रोटोकलहरूको सेट प्रयोग गर्नेछ, तिनीहरूको अभिप्रेत प्रयोगको आधारमा।

यद्यपि, पछाडि फर्केर हेर्दा, इन्टरनेटको प्रारम्भिक वर्षहरूमा, HTTP प्रोटोकल जुन प्रबल हुने थियो धेरै प्रोटोकलहरू मध्ये एक मात्र थियो।

यद्यपि HTTP मूल रूपमा फाइल र इमेल स्थानान्तरणको लागि कल्पना गरिएको थिएन, आज यो दुवैको लागि प्रयोग गरिन्छ।

म IoT मा मेसेजिंग प्रोटोकलहरूसँग समान चीज हुने आशा गर्दछु: धेरै सेवाहरूले एक प्रमुख प्रोटोकल प्रयोग गर्नेछ।

तल केही वर्षहरूमा MQTT, COAP र AMQP को लोकप्रियता कसरी परिवर्तन भएको छ भनेर देखाउने Google Trends चार्टहरू छन्।

Google Trends को अवलोकन 

प्लेटफर्म द्वारा प्रोटोकल समर्थन

• माइक्रोसफ्ट ट्याबनेतृत्व - MQTT, AMQP, HTTP र HTTPS

• AWS - MQTT, HTTPS, MQTT वेबसकेटहरूमा

• IBM Bluemix - MQTT, HTTPS, MQTT

• Thingworx - MQTT, HTTPS, MQTT, AMQP

सारांश

अधिकांश परिवर्तनहरू च्यानल (स्तर 1 र 2) र अनुप्रयोग स्तरहरू (स्तर 4) मा छन्।

नेटवर्क र यातायात तहहरू अपरिवर्तित रहने सम्भावना छ।

अनुप्रयोग तहमा, IoT कम्पोनेन्टहरूले सन्देश प्रोटोकलहरू प्रयोग गर्नेछन्। जब हामी अझै पनि IoT विकासको प्रारम्भिक चरणमा छौं, यो सम्भव छ कि एक वा दुईवटा सन्देश प्रोटोकलहरू अलग हुनेछन्।

विगत केही वर्षहरूमा, MQTT सबैभन्दा लोकप्रिय भएको छ, र म अहिले यो साइटमा ध्यान केन्द्रित गर्दैछु।

HTTP पनि प्रयोग गर्न जारी रहनेछ किनकि यो पहिले नै अवस्थित IoT प्लेटफर्महरूमा राम्रोसँग निर्मित छ।

यति नै। हामी तपाईंलाई यस विषयमा नि: शुल्क डेमो पाठको लागि साइन अप गर्न आमन्त्रित गर्दछौं "यन्त्रमा द्रुत आदेशहरूको लागि च्याटबोट".

थप पढ्नुहोस्:

• किन असुरक्षित उपभोक्ता IoT प्रणालीहरू अब एक ठूलो व्यापार समस्या हो

स्रोत: www.habr.com