Definition

Was ist MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)?

| Autor / Redakteur: Stefan Luber / Andreas Donner

Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt.
Die wichtigsten IT-Fachbegriffe verständlich erklärt. (Bild: © aga7ta - stock.adobe.com)

Message Queuing Telemetry Transport ist ein Protokollstandard für die Machine-to-Machine-Kommunikation. Er basiert auf einer Publish-Subscribe-Architektur mit einem Message-Broker, der als MQTT-Server agiert. Das Protokoll lässt sich einsetzen, um beispielsweise Telemetriedaten von Sensoren an Aktoren zu übertragen.

Die Abkürzung für Message Queuing Telemetry Transport lautet MQTT. Zum Teil veraltete und nicht mehr gebräuchliche Bezeichnungen für Message Queuing Telemetry Transport sind WebSphere MQTT (WMQTT), SCADA oder MQ Integrator SCADA Device Protocol (MQIsdp).

Es handelt sich um einen Protokollstandard, der für die Kommunikation und den Austausch von Nachrichten zwischen Maschinen und das Internet der Dinge (IoT) vorgesehen ist. Es lassen sich beispielsweise die von Sensoren erfassten Telemetriedaten an Aktoren übertragen.

Das Protokoll basiert auf einer so genannten Publish-Subscribe-Architektur. Eine zentrale Rolle in dieser Architektur nimmt der Message-Broker ein. Er fungiert als MQTT-Server und entkoppelt die Kommunikationspartner voneinander. Der Broker kann Nachrichten zwischenspeichern und reduziert den technischen Aufwand in den Endgeräten. Message Queuing Telemetry Transport ist einfach aufgebaut und lässt sich auch in Netzwerken mit großen Latenzzeiten und niedriger Bandbreite zuverlässig betreiben. Die Kommunikationspartner sind nicht wie bei HTTP Ende-zu-Ende miteinander verbunden, sondern nutzen den Broker als Zwischenstation. Die Nachrichten selbst werden per TCP/IP versendet. Die IANA (Internet Assigned Numbers Authority) hat die Ports 1883 und 8883 für Message Queuing Telemetry Transport reserviert. MQTT unterstützt die Verschlüsselung von Nachrichten und die Authentifizierung der Clients.

Das ursprünglich von IBM und Cirrus Link Solutions entwickelte Protokoll wird seit 2013 von der OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) betreut. Im Jahr 2018 erschien der Standard MQTT5 mit zahlreichen Verbesserungen und Erweiterungen im Vergleich zur Vorgängerversion 3.1.1.

Die MQTT-Architektur

Es handelt sich bei der MQTT-Architektur um eine Publish-Subscribe-Architektur, die auch als Ereignis-gesteuerte Client-Sever-Architektur bezeichnet wird. Im Gegensatz zu anderen Kommunikationsprotokollen wie dem Hypertext Transfer Protocol (HTTP) sind Quelle und Ziel der Nachrichten nicht Ende-zu-Ende miteinander verbunden, sondern kommunizieren über einen zentralen Message-Broker. Er steuert die Kommunikation und nimmt Nachrichten von der Datenquelle (Publisher) entgegen. Die Datensenken abonnieren Nachrichten bestimmter Publisher beim Broker, der diese dann an sie weiterleitet. Datenquelle und Datensenke sind durch den Broker voneinander entkoppelt und kommen mit weniger Endgeräteintelligenz aus. Der Broker speichert Nachrichten beispielsweise bei Verbindungsproblemen zwischen und stellt sie zu einem späteren Zeitpunkt zu.

Das Format der MQTT-Nachrichten

Das Format der Nachrichten ist sehr einfach. Die Nachrichten bestehen aus einem Header, einem Topic und der eigentlichen Nachricht. Mithilfe des Topics sind die Nachrichten hierarchisch klassifiziert. Ein Topic besitzt beispielsweise folgenden Aufbau:

/Erdgeschoss/Küche/Gefrierschrank/Gefrierfach1/Temperatur

Die eigentliche Information wie in diesem Fall die Temperatur des Gefrierfachs 1 ist im Nachrichtenteil enthalten. Für MQTT-Nachrichten existieren drei verschiedene QoS-Stufen (Quality of Service Stufen), die im Header festgelegt ist. Je nach QoS-Stufe werden Nachrichten höchstens einmal gesendet und können bei Verbindungsproblemen verloren gehen, mehrfach gesendet bis eine Bestätigung eintrifft oder über ein mehrstufiges Quittierungsverfahren dem Empfänger genau einmal zugestellt.

Im Nachrichtenheader ist ein Retain-Flag enthalten, das den Server zur Zwischenspeicherung von Nachrichten auffordert. Definierte Nachrichtentypen sind unter anderem SUBSCRIBE, SUBACK, UNSUBSCRIBE, UNSUBACK, CONNECT, CONNACK, PUBLISH oder PUBACK

Das Zusammenspiel von Message-Broker, Publisher und Subscriber

Der Broker verwaltet eine Vielzahl Subscriber und nimmt Nachrichten von Publishern entgegen. Publisher sind Clients wie Sensoren, die Messdaten per Broker an Subscriber weiterleiten. Bei Subscribern handelt es sich um Geräte wie Aktoren, die die Informationen bestimmter Publisher beim Broker abonnieren. Der Broker filtert die Nachrichten der Publisher, speichert sie und leitet sie an die entsprechenden Subscriber weiter. In der Regel müssen sich die Clients gegenüber öffentlichen, über das Internet erreichbaren Brokern authentifizieren. Eine zuverlässige Kommunikation erfordert hochverfügbare und skalierbare Broker. Message-Broker in großen Installationen verwalten nicht selten viele tausend Clients.

Kommentare werden geladen....

Kommentar zu diesem Artikel

Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

Avatar
Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
  1. Avatar
    Avatar
    Bearbeitet von am
    Bearbeitet von am
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am

Kommentare werden geladen....

Kommentar melden

Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

Kommentar Freigeben

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Freigabe entfernen

Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

Aktuelle Beiträge zu diesem Thema

Modularer Fernwartungsrouter mit Datendiensten

Schneller Start ins IIoT

Modularer Fernwartungsrouter mit Datendiensten

Das eWON Flexy 205-Starterkit der Wachendorff Prozesstechnik ermöglicht den raschen und einfachen Einstieg ins IIoT. Dabei handelt es sich um einen modularen Fernwartungsrouter mit Datendiensten. Er arbeitet per LAN, WLAN und optional über Mobilfunk. lesen

Echtzeit-Messaging im IoT

Cloud-Kommunikation mit vernetzten Geräten

Echtzeit-Messaging im IoT

Akamai hat mit Edge Cloud eine Lösungsreihe für das IoT-Messaging zwischen vernetzten Geräten und das In-Application Messaging entwickelt. Für zuverlässiges Echtzeit-Messaging auf Millionen IoT- und Anwendungsendgeräten soll IoT Edge Connect, das neueste Produkt der Reihe, sorgen. lesen

LPWAN-Technologien im Effizienz-Vergleich

Niedrigenergie-IoT mit Low Power Wide Area Network

LPWAN-Technologien im Effizienz-Vergleich

LPWAN ist die Abkürzung für Low Power Wide Area Network. Gemeinsames Merkmal der LPWA-Techniken ist ihr geringer Energieverbrauch. Der Beitrag vergleicht die bekanntesten Systeme: NB-IoT, LoRaWAN und SIGFOX. lesen

HTTP, XMPP, CoAPP & MQTT im Überblick

IoT-Protokolle für die Kommunikation

HTTP, XMPP, CoAPP & MQTT im Überblick

Zwar ist auch zwischen IoT-Geräten eine Echtzeitübertragung der Daten wünschenswert, allerdings selten dauerhaft effektiv. Mit IoT-Protokollen können Daten auch zeitverzögert übertragen werden. Dadurch kann der Datenverkehr besser gesteuert werden. Wir geben einen Überblick. lesen

2G bleibt bei IoT noch 5G-Alternative

Abwägungsfrage um Versorgung, Effizienz und Kosten

2G bleibt bei IoT noch 5G-Alternative

5G wird wohl nicht auf der Stelle alle Herausforderungen der IoT-Welt lösen. Darauf weist Thingstream jetzt erneut – und wohl auch nicht ganz uneigennützig – hin. lesen

Weitere Funktionen für TeamViewer IoT

Remote Screen Grabbing und Echtzeitaktionen per Rule Engine

Weitere Funktionen für TeamViewer IoT

Mit einer jetzt präsentierten Version von TeamViewer IoT können Nutzer auf Anzeigen entfernter Maschinen, Steuerungen und Gateways zugreifen. Zudem hat der Anbieter die Cloud Rule Engine erweitert und verspricht Echtzeitaktionen auf Edge-Geräten. lesen

VR- und Datenbrillen als Herausforderung für die IT

Wearable Computing im Unternehmen

VR- und Datenbrillen als Herausforderung für die IT

Angesichts des wachsenden Einsatzes von VR- und Datenbrillen in Unternehmen unterschiedlichster Größe, stellt sich den Unternehmen immer häufiger die Frage, welche Herausforderungen der Einsatz der Geräteklasse „Wearables“ an die IT-Abteilung und die IT-Infrastruktur stellt und wie diesen begegnet werden kann. lesen

Technologien für das Internet der Dinge

IoT-Prognosen von Thingstream

Technologien für das Internet der Dinge

Das Internet of Things (IoT) bietet enormes Potenzial für industrielle Anwendungen und wird auch in diesem Jahr weiter Top-Thema sein. Thingstream erwartet, dass sich der Nebel im Konnektivitäts-Dschungel jetzt zügig lichten wird und sich praxistaugliche, einsatzbereite Lösungen durchsetzen werden. lesen

Schlanke Alternative für weltweite IoT-Konnektivität

Vorhandenen GSM-Infrastrukturen sinnvoll nutzen

Schlanke Alternative für weltweite IoT-Konnektivität

Das Internet der Dinge wächst, das Potenzial ist riesig, doch alles steht und fällt mit der Konnektivität. Derzeit gibt es verschiedene Ansätze von LPWA-Netzwerken (Low Power Wide Area) für das Internet der Dinge. Eine sinnvolle Nutzung der vorhandenen GSM-Infrastruktur liefert dabei IoT-Konnektivität ohne mobiles Internet und 5G. lesen

copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 46156734 / Definitionen)