{"id":97698,"date":"2020-10-20T20:42:23","date_gmt":"2020-10-20T18:42:23","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/administrirovanie\/obzor-setevyh-protokolov-i-protokolov-obmena-soobshheniyami-dlya-iot"},"modified":"2020-10-20T20:42:23","modified_gmt":"2020-10-20T18:42:23","slug":"obzor-setevyh-protokolov-i-protokolov-obmena-soobshheniyami-dlya-iot","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/pt\/blog\/administrirovanie\/obzor-setevyh-protokolov-i-protokolov-obmena-soobshheniyami-dlya-iot","title":{"rendered":"Uma vis\u00e3o geral dos protocolos de rede e de comunica\u00e7\u00e3o para IoT","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p><strong><em>Ol\u00e1, amigos do Habrahabr!&nbsp;<\/em><\/strong><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/otus.pw\/dnQ0\/\"><strong><em>O primeiro curso online de desenvolvimento IoT da R\u00fassia<\/em><\/strong><\/a><\/noindex><strong><em>&nbsp;come\u00e7a no OTUS j\u00e1 em outubro. Neste momento, as inscri\u00e7\u00f5es para o curso est\u00e3o abertas, e continuamos a compartilhar com voc\u00ea materiais \u00fateis.<\/em><\/strong><\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uma vis\u00e3o geral dos protocolos de rede e de comunica\u00e7\u00e3o para IoT\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/10\/eae09a35084d8a75a89c22845b0d1c1f.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>A Internet das Coisas (IoT, Internet of Things) ser\u00e1 constru\u00edda sobre a infraestrutura de rede existente, tecnologias e protocolos atualmente usados em casas\/escrit\u00f3rios e na Internet, e oferecer\u00e1 muito mais.<\/p>\n<p>O objetivo deste guia \u00e9 fornecer um resumo dos protocolos de rede e de aplica\u00e7\u00e3o para IoT.<\/p>\n<p>Nota. Voc\u00ea deve ter conhecimento <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/networking\/\"><u>dos fundamentos das tecnologias de rede<\/u><\/a><\/noindex>.<\/p>\n<h4>redes IoT<\/h4>\n<p>A IoT operar\u00e1 em redes TCP\/IP existentes.<\/p>\n<p>O TCP\/IP utiliza um modelo de quatro camadas com protocolos espec\u00edficos em cada camada. Veja <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/internet-protocol-suite-explained\/\"><u>understanding the TCP\/IP 4 layer model<\/u><\/a><\/noindex> (entendendo o modelo de quatro camadas TCP\/IP).<\/p>\n<p>No diagrama abaixo, \u00e9 mostrado um comparativo dos protocolos atualmente usados e aqueles que provavelmente ser\u00e3o utilizados para IoT.<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uma vis\u00e3o geral dos protocolos de rede e de comunica\u00e7\u00e3o para IoT\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/10\/d8ab9d850cbff804a444ebad7f969547.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Notas sobre o diagrama:<\/p>\n<ol>\n<li>\n<p>O tamanho da fonte reflete o grau de popularidade do protocolo. Por exemplo, \u00e0 esquerda, o IPv4 \u00e9 maior, pois \u00e9 muito mais popular na Internet moderna. No entanto, \u00e0 direita ele \u00e9 menor, pois se espera que o IPv6 seja mais popular na IoT.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>Nem todos os protocolos est\u00e3o mostrados.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>Mudan\u00e7as significativas ocorrer\u00e3o nas camadas de enlace (n\u00edveis 1 e 2) e aplica\u00e7\u00e3o (n\u00edvel 4).<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>As camadas de rede e transporte provavelmente permanecer\u00e3o inalteradas.<\/p>\n<\/li>\n<\/ol>\n<h4>Protocolos da camada de enlace<\/h4>\n<p>Na camada de enlace (Data Link), voc\u00ea precisa conectar dispositivos uns aos outros. Eles podem estar pr\u00f3ximos, como em redes locais, ou muito distantes, em redes metropolitanas e globais.<\/p>\n<p>Atualmente, neste n\u00edvel, as redes dom\u00e9sticas e de escrit\u00f3rio (LAN) usam Ethernet e Wi-Fi, enquanto nas redes m\u00f3veis (WAN) utilizam 3G\/4G. No entanto, muitos dispositivos IoT s\u00e3o de baixa pot\u00eancia, como sensores, que funcionam apenas com baterias. Nesses casos, Ethernet n\u00e3o \u00e9 adequado, mas pode-se usar Wi-Fi de baixa pot\u00eancia e Bluetooth de baixa pot\u00eancia.<\/p>\n<p>Embora as tecnologias sem fio existentes (Wi-Fi, Bluetooth, 3G\/4G) ainda sejam utilizadas para conectar esses dispositivos, tamb\u00e9m vale a pena prestar aten\u00e7\u00e3o a novas tecnologias especificamente desenvolvidas para aplica\u00e7\u00f5es IoT, cuja popularidade provavelmente crescer\u00e1.<\/p>\n<p>Entre elas:<\/p>\n<ul>\n<li>\n<p>BLE \u2013 Bluetooth Low Energy<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>LoRaWAN \u2013 Long Range WAN<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>SigFox<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>LTE-M<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>Mais detalhes s\u00e3o descritos no artigo <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/iot-wireless-technologies\/\"><u>Uma vis\u00e3o geral das tecnologias sem fio de IoT<\/u><\/a><\/noindex> (overview das tecnologias sem fio de IoT).<\/p>\n<h4>Camada de rede<\/h4>\n<p>Na camada de rede (Networking), a longo prazo, o protocolo dominante ser\u00e1 <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/ipv6-guide\/\"><u>IPv6<\/u><\/a><\/noindex>. \u00c9 improv\u00e1vel que o IPv4 seja utilizado, mas ele pode desempenhar um papel inicial. A maioria dos dispositivos IoT para casas, como l\u00e2mpadas inteligentes, atualmente utiliza IPv4.<\/p>\n<h4>Camada de transporte&nbsp;<\/h4>\n<p>Na camada de transporte (Transport), o TCP domina a Internet e a web. \u00c9 usado tanto no HTTP quanto em muitos outros protocolos populares da Internet (SMTP, POP3, IMAP4, etc.).<\/p>\n<p>O MQTT, que espero que se torne um dos principais protocolos de aplica\u00e7\u00e3o para troca de mensagens, atualmente utiliza TCP.<\/p>\n<p>No entanto, no futuro, devido a menores sobrecargas, eu espero que o UDP se torne mais popular para IoT. \u00c9 prov\u00e1vel que tenha uma maior difus\u00e3o <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/mqtt-sn\/\"><u>MQTT-SN<\/u><\/a><\/noindex>, que opera sobre UDP. Veja o artigo sobre a compara\u00e7\u00e3o <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/tcp-vs-udp\/\"><u>TCP vs UDP<\/u><\/a><\/noindex> .<\/p>\n<h4>Camada de aplica\u00e7\u00e3o e protocolos de troca de mensagens<\/h4>\n<p>Caracter\u00edsticas importantes para os protocolos de IoT:<\/p>\n<ul>\n<li>\n<p>Velocidade \u2014 quantidade de dados transmitidos por segundo.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>Lat\u00eancia \u2014 o tempo necess\u00e1rio para enviar uma mensagem.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>Consumo de energia.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>Seguran\u00e7a.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>Disponibilidade de ferramentas de software.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>Atualmente, nessa camada, dois protocolos principais est\u00e3o sendo amplamente utilizados: HTTP e MQTT.<\/p>\n<p>O HTTP \u00e9 provavelmente o protocolo mais conhecido dessa camada, que fundamenta a web (WWW). Ele ainda ser\u00e1 muito relevante para IoT, pois \u00e9 usado para REST API \u2014 o principal mecanismo de intera\u00e7\u00e3o entre aplica\u00e7\u00f5es e servi\u00e7os web. No entanto, devido \u00e0 alta sobrecarga, \u00e9 improv\u00e1vel que o HTTP se torne o protocolo principal de IoT, embora ainda seja amplamente utilizado na Internet.<\/p>\n<p>O MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) se tornou o principal protocolo de troca de mensagens em IoT, gra\u00e7as \u00e0 sua leveza e simplicidade de uso. Veja o artigo <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/mqtt\/\"><u>Introdu\u00e7\u00e3o ao MQTT para iniciantes<\/u><\/a><\/noindex> (Introduction to MQTT for beginners).<\/p>\n<p>Compara\u00e7\u00e3o entre HTTP e MQTT para IoT<\/p>\n<p>MQTT est\u00e1 rapidamente se tornando o padr\u00e3o de fato para aplica\u00e7\u00f5es IoT. Isso se deve \u00e0 sua leveza e velocidade em compara\u00e7\u00e3o com o HTTP e ao fato de ser um protocolo 'um para muitos', em vez de 'um para um' (HTTP).<\/p>\n<p>Muitos aplicativos web modernos teriam o prazer de usar MQTT em vez de HTTP se ele estivesse dispon\u00edvel no momento de seu desenvolvimento.<\/p>\n<p>Um bom exemplo \u00e9 o envio de informa\u00e7\u00f5es para v\u00e1rios clientes, como a chegada e partida de trens \/ \u00f4nibus \/ avi\u00f5es. Nesse cen\u00e1rio, um protocolo 'um para um', como o HTTP, tem grandes sobrecargas e cria uma carga maior nos servidores web. Escalar esses servidores pode ser dif\u00edcil. Com o MQTT, os clientes se conectam a um broker, que pode ser facilmente adicionado para balancear a carga. Veja este tutorial com v\u00eddeo. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/republish-html-data-over-mqtt-flight-arrivals\/\"><u>Republique dados HTML via MQTT (Exemplo de Chegada de Voos)<\/u><\/a><\/noindex> e um artigo <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/medium.com\/mqtt-buddy\/mqtt-vs-http-which-one-is-the-best-for-iot-c868169b3105\"><u>MQTT vs HTTP para IoT<\/u><\/a><\/noindex>.<\/p>\n<h4>Outros protocolos de troca de mensagens<\/h4>\n<p>O HTTP n\u00e3o foi projetado para aplica\u00e7\u00f5es IoT, mas, como j\u00e1 mencionado, ser\u00e1 amplamente utilizado por algum tempo devido ao seu uso generalizado em <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/www.steves-internet-guide.com\/iot-apis\/\"><u>API<\/u><\/a><\/noindex>.<\/p>\n<p>Quase todas as plataformas IoT suportam tanto HTTP quanto MQTT.<\/p>\n<p>No entanto, existem outros protocolos que vale a pena considerar.<\/p>\n<p>Protocolos<\/p>\n<ul>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/MQTT\"><u>MQTT<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 (Message Queuing Telemetry Transport). Usa TCP\/IP. Para o modelo 'publicador-assinante' \u00e9 necess\u00e1rio um broker de mensagens.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Advanced_Message_Queuing_Protocol\"><u>AMQP<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 (Advanced Message Queuing Protocol). Usa TCP\/IP. Modelos 'publicador-assinante' e 'ponto a ponto'.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Constrained_Application_Protocol\"><u>COAP<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 (Constrained Application Protocol). Utiliza UDP. Projetado especificamente para IoT, usa o modelo de requisi\u00e7\u00e3o-resposta como no HTTP. <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/tools.ietf.org\/html\/rfc7252\"><u>RFC 7252<\/u><\/a><\/noindex>.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/en.wikipedia.org\/wiki\/Data_Distribution_Service\"><u>DDS<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 (Data Distribution Service)&nbsp;<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>Nesta <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"http:\/\/electronicdesign.com\/iot\/understanding-protocols-behind-internet-things\"><u>artigo<\/u><\/a><\/noindex> s\u00e3o considerados os principais protocolos e suas aplica\u00e7\u00f5es. A conclus\u00e3o deste artigo \u00e9 que o IoT usar\u00e1 um conjunto de protocolos, dependendo de suas aplica\u00e7\u00f5es pretendidas.<\/p>\n<p>No entanto, ao olhar para tr\u00e1s, nos primeiros anos da exist\u00eancia da Internet, o protocolo HTTP, que mais tarde se tornaria o dominante, era apenas um dos muitos protocolos.<\/p>\n<p>Embora o HTTP n\u00e3o tenha sido originalmente concebido para a transfer\u00eancia de arquivos e emails, hoje \u00e9 utilizado tanto para um quanto para outro.<\/p>\n<p>Espero que, no IoT, ocorra o mesmo com os protocolos de troca de mensagens: a maioria dos servi\u00e7os usar\u00e1 um protocolo predominante.<\/p>\n<p>Abaixo est\u00e3o gr\u00e1ficos do Google Trends mostrando como a popularidade do MQTT, COAP e AMQP mudou nos \u00faltimos anos.<\/p>\n<h4>Vis\u00e3o geral do Google Trends&nbsp;<\/h4>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Uma vis\u00e3o geral dos protocolos de rede e de comunica\u00e7\u00e3o para IoT\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2020\/10\/9770888f448395448ac30b407b648e18.png\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><\/p>\n<p>Suporte a protocolos por plataformas<\/p>\n<ul>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/docs.microsoft.com\/en-us\/azure\/iot-hub\/iot-hub-protocol-gateway\"><u>Microsoft Azure<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 MQTT, AMQP, HTTP e HTTPS<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/docs.aws.amazon.com\/iot\/latest\/developerguide\/protocols.html\"><u>AWS<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 MQTT, HTTPS, MQTT sobre websockets<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p>IBM Bluemix \u2013 MQTT, HTTPS, MQTT<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/www.ni.com\/en-us\/innovations\/white-papers\/17\/a-practical-guide-for-connecting-labview-to-the-industrial-iot.html#section--269124710\"><u>Thingworx<\/u><\/a><\/noindex> \u2014 MQTT, HTTPS, MQTT, AMQP<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<h4>Resumo<\/h4>\n<p>Mudan\u00e7as significativas ocorrer\u00e3o nas camadas de enlace (n\u00edveis 1 e 2) e aplica\u00e7\u00e3o (n\u00edvel 4).<\/p>\n<p>As camadas de rede e transporte provavelmente permanecer\u00e3o inalteradas.<\/p>\n<p>No n\u00edvel aplicativo, os componentes IoT utilizar\u00e3o protocolos de troca de mensagens. Embora ainda estejamos nas fases iniciais de desenvolvimento do IoT, \u00e9 bastante prov\u00e1vel que um ou talvez dois protocolos de troca de mensagens se destaquem.<\/p>\n<p>Nos \u00faltimos anos, o MQTT se tornou o mais popular, e \u00e9 nesse protocolo que estou me concentrando neste site.<\/p>\n<p>O HTTP ainda ser\u00e1 utilizado, pois j\u00e1 est\u00e1 bem integrado nas plataformas IoT existentes.<\/p>\n<blockquote>\n<p>Isso \u00e9 tudo. Convidamos voc\u00ea a se inscrever em uma aula demonstrativa gratuita sobre <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/otus.pw\/dnQ0\/\">\u2018Chatbot para comandos r\u00e1pidos do dispositivo\u2019<\/a><\/noindex>.<\/p>\n<\/blockquote>\n<h4>Leia mais:<\/h4>\n<ul>\n<li>\n<p><noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/otus\/blog\/521788\/\">Por que os sistemas de Internet das Coisas n\u00e3o protegidos agora representam um s\u00e9rio problema para os neg\u00f3cios<\/a><\/noindex><\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<h2><\/h2>\n<\/p>\n<p>Fonte: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/company\/otus\/blog\/524140\/\">habr.com<\/a> <\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041f\u0440\u0438\u0432\u0435\u0442, \u0445\u0430\u0431\u0440\u043e\u0432\u0447\u0430\u043d\u0435!&nbsp;\u041f\u0435\u0440\u0432\u044b\u0439 \u0432 \u0420\u043e\u0441\u0441\u0438\u0438 \u043e\u043d\u043b\u0430\u0439\u043d-\u043a\u0443\u0440\u0441 IoT-\u0440\u0430\u0437\u0440\u0430\u0431\u043e\u0442\u0447\u0438\u043a&nbsp;\u0441\u0442\u0430\u0440\u0442\u0443\u0435\u0442 \u0432 OTUS \u0443\u0436\u0435 \u0432 \u043e\u043a\u0442\u044f\u0431\u0440\u0435. \u041f\u0440\u044f\u043c\u043e \u0441\u0435\u0439\u0447\u0430\u0441 \u043e\u0442\u043a\u0440\u044b\u0442 \u043d\u0430\u0431\u043e\u0440 \u043d\u0430 \u043a\u0443\u0440\u0441, \u0432 \u0441\u0432\u044f\u0437\u0438 \u0441 \u0447\u0435\u043c \u043c\u044b \u043f\u0440\u043e\u0434\u043e\u043b\u0436\u0430\u0435\u043c \u0434\u0435\u043b\u0438\u0442\u044c\u0441\u044f \u0441 \u0432\u0430\u043c\u0438 \u043f\u043e\u043b\u0435\u0437\u043d\u044b\u043c\u0438 \u043c\u0430\u0442\u0435\u0440\u0438\u0430\u043b\u0430\u043c\u0438. \u0418\u043d\u0442\u0435\u0440\u043d\u0435\u0442 \u0432\u0435\u0449\u0435\u0439 (IoT, Internet of Things) \u0431\u0443\u0434\u0435\u0442 \u043f\u043e\u0441\u0442\u0440\u043e\u0435\u043d \u043d\u0430 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