MQTT 프로토콜에 대하여, 그리고 mosquitto를 mqtt broker를 이용한 예시에 대해 공부한 것을 정리해보려고 합니다.
- MQTT 프로토콜은 무엇인가?
- MQTT 특징
- MQTT 구성 요소
- MQTT 통신 과정
- mosquitto를 이용한 MQTT 통신 예시
1. MQTT 프로토콜은 무엇인가?
MQTT(Message Queueing Telemetry Transport) Protocol의 약어로, 2016년 국제 표준화된 발행-구독(Publish-Subscribe) 기반의 메시지 송수신 프로토콜입니다.
Pub-Sub 모델 기반의 구조이며, TCP/IP 위에서 동작합니다.
또한 굉장히 가볍고 효율적입니다. 하지만, 서비스 품질(QoS)는 떨어질 수 있습니다.
2. MQTT 특징
- 연결지향적 (Connection Oriented)
- connectionless 한 HTTP 프로토콜과는 달리, MQTT에서 클라이언트는 연결 후 명시적으로 연결을 끊기 전까지 연결 상태를 유지합니다
- broker를 통한 통신
- 여기서는 broker가 서버 역할을 대신합니다
- 즉, 모든 Pub-Sub 패턴은 오직 broker를 통해서만 일어납니다
- Subscriber가 구독을 요청할 때에도 broker에 요청
- Publisher가 메시지를 발행할 때에도 broker에 발행
- Subscriber가 구독한 메시지를 받을 때에도 broker를 통해 전달받음
- QoS (Quality of Service)
- 0: 최대 1회 전송. Topic을 통해 메시지를 한 번만 전송하고, 보장은 하지 않는다. (보낸 다음 잊어버림)
- 1: 최소 1회 전송. (적어도 1번 전송) 해당 메시지는 받을 때까지 발신자에 의해 여러 번 다시 시도됨
- 2: 정확히 한 번. 구독하는 클라이언트가 요구된 메시지를 정확히 한 번 수신할 수 있도록 보장. 메시지의 2단계 handshaking 과정을 추적 (보장된 전달)
- 0에 가까울수록 메시지 처리에 대한 부하가 줄어들고, 메시지 손실의 위험이 높아진다 / 2에 가까울수록 메시지 손실 위험은 줄어들지만, 메시지 처리 부하가 급격히 늘어난다
- 주로 0~1 정도의 QoS를 사용하며, 메시지 손실의 위험은 상위 애플리케이션 차원에서 관리하는 방법을 채택
3. MQTT 구성 요소
- server
- broker: 서버 역할
- client
- subscriber: (메시지를 받기 위한) client
- publisher: (메시지를 보내기 위한) client
추가
- topic
- MQTT에서 topic은 메시지를 발행하거나 구독할 때 사용되는 주제를 나타냅니다. 토픽은 메시지의 대상이나 카테고리를 정의하는 데 사용됩니다. Publisher는 특정 토픽에 대해 메시지를 발행하고, 해당 토픽을 구독하는 Subscriber는 해당 토픽에서 발행된 메시지를 수신합니다
- 토픽은 일반적으로 슬래시("/")를 사용하여 계층 구조로 구성됩니다
4. MQTT 통신 과정
- subscriber client는 broker에 특정 topic을 구독합니다.
- 그리고 이 subscriber는 해당 메시지가 올 때까지 대기합니다. (연결이 종료되기 전까지)
- publisher client는 broker한테 특정 topic에 대한 메시지를 전송합니다.
- broker는 이 특정 topic을 구독했던 subscriber에게 해당 메시지를 전달합니다.
5. mosquitto를 이용한 MQTT 통신 예시
MQTT broker로 mosquitto라는 오픈소스 메시징 브로커를 이용해 이 통신에 대해 더 알아보았습니다.
먼저 homebrew 로 mosquitto를 설치합니다.
brew install mosquitto
그 다음 mosquitto config 파일을 수정해주어야합니다.
/opt/homebrew/etc/mosquitto 의 위치에 mosquitto.conf 파일이 위치해있는데 (혹시 다를 수 있으니 참고)
여기에 다음을 추가해야합니다.
#mqtt
listener 1883 127.0.0.1
protocol mqtt
allow_anonymous true
allow_zero_length_clientid true이를 설정하고 mosquitto를 재시작해야합니다!
다음은 제가 테스트 한 예시입니다.
토픽은 test1, test2가 있고
subscriber 1,2 는 test1 을 구독합니다.
subscriber 3은 test2 를 구독합니다.
publisher가 토픽 test1에 대한 메시지를 발행하면 subscriber1, 2가 해당 메시지를 받게 되고
publisher가 토픽 test2에 대한 메시지를 발행하면 subscriber3이 해당 메시지를 받게됩니다.
예시는 다음과 같습니다.
mqtt broker 서버를 키고,
subscriber1,2 가 test1 토픽을 구독하고, subscriber3이 test2 토픽을 구독합니다.
그러면 다음과 같이 서버 창에 New client connected from 127.0.0.1: .. 와 같이 subscriber가 연결이 된 것을 확인할 수 있습니다
publisher가 test1 토픽에 대해 메시지 1, 메시지 2, 메시지 3 을 발행하고
test2 토픽에 대해서는 메시지 4, 메시지 5를 발행합니다.
broker는 test1 토픽을 구독한 subscriber1,2 에게 해당 메시지 1,2,3 을 전달하고, test2 토픽을 구독한 subscribe3에게 메시지 4,5를 전달합니다.
간단하게 mosquitto broker만 통해서 MQTT 통신을 확인해보았는데,
다음 번에는 코드를 이용해서도 직접 확인해봐야겠습니다 ㅎㅎ
