Vad är MQTT? Protokollet bakom IoT — förklarat

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) är ett lättviktigt meddelandeprotokoll byggt för enheter med begränsad bandbredd och opålitliga nätverksanslutningar. Det är en OASIS-standard och den vanligaste kommunikationsformen inom IoT, från sensornätverk till smarta hem.

Publish/subscribe istället för request/response

De flesta är vana vid HTTP: klienten skickar en förfrågan, servern svarar, klart. MQTT fungerar annorlunda. Istället för att prata direkt med varandra publicerar klienter meddelanden till namngivna "topics", och andra klienter prenumererar på de topics de är intresserade av. En central server — brokern — tar emot alla publicerade meddelanden och distribuerar dem vidare till rätt prenumeranter.

En temperatursensor publicerar till exempel till topicen hus/vardagsrum/temperatur utan att veta eller bry sig om vem som lyssnar. En app som visar temperaturen prenumererar på samma topic och får meddelandet automatiskt, så fort det publiceras. Sensorn och appen känner aldrig till varandra direkt — bara till brokern.

[Sensor] --publish--> [Broker] --distribuerar--> [App, Dashboard, Logger, ...]

Det gör det enkelt att lägga till fler lyssnare senare — en ny dashboard eller ett larmsystem kan prenumerera på samma topic utan att sensorn eller något annat i kedjan behöver ändras.

Varför MQTT passar IoT

Tre egenskaper gör MQTT särskilt lämpat för enheter med begränsade resurser:

Litet protokolloverhead. Ett MQTT-meddelande kan vara så litet som ett par byte utöver själva datan — viktigt för enheter som skickar över mobilnät eller LoRaWAN där varje byte kostar batteri och bandbredd.

Ständigt öppen anslutning. Klienten håller en enda TCP-anslutning öppen mot brokern istället för att öppna en ny anslutning per meddelande, vilket sparar både tid och energi jämfört med upprepade HTTP-anrop.

Inbyggd leveransgaranti. MQTT har tre nivåer av Quality of Service (QoS):

• QoS 0 — skickas som mest en gång, inget kvitto. Snabbast, men meddelanden kan tappas bort.
• QoS 1 — levereras minst en gång. Mottagaren kan i sällsynta fall få samma meddelande dubbelt.
• QoS 2 — levereras exakt en gång. Säkrast, men med mest overhead.

Den nivån väljs per meddelande beroende på hur kritiskt det är — en enkel temperaturuppdatering klarar sig ofta på QoS 0, medan ett kommando som "lås dörren" oftare skickas med QoS 1 eller 2.

Ett enkelt exempel med mosquitto

Mosquitto är en av de vanligaste öppna MQTT-brokrarna, och kommandoradsverktygen som följer med den är ett snabbt sätt att se protokollet i praktiken:

# Publicera ett meddelande till en topic
mosquitto_pub -h broker.example.se -t "hus/vardagsrum/temperatur" -m "21.4"

# Prenumerera på samma topic i ett annat terminalfönster
mosquitto_sub -h broker.example.se -t "hus/vardagsrum/temperatur"

Så fort mosquitto_pub körs dyker meddelandet upp i terminalen som kör mosquitto_sub — brokern har distribuerat det direkt.

MQTT och LoRaWAN

MQTT och LoRaWAN löser olika problem och används ofta tillsammans. LoRaWAN är radioprotokollet som får sensordata från fältet till en gateway och vidare till en nätverksserver, över långa avstånd med minimal strömförbrukning. Nätverksservrar som The Things Network eller Chirpstack exponerar sedan den mottagna datan vidare via MQTT, så att applikationer kan prenumerera på uppdateringar utan att själva behöva prata LoRaWAN-protokollet.

MQTT-anslutningar är, precis som webbsidor och webhook-endpoints, något som kan sluta fungera tyst — en broker som blir otillgänglig, en klient som tappar sin anslutning utan att någon märker det. QRE8 Watchdog övervakar gateway- och nätverksserver-status för LoRaWAN-installationer, så driftstopp upptäcks innan de blir dyra.