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Das Standardprotokoll im IoT?

03. Dezember 2020, 09:15 Uhr   |  Meinrad Happacher

Das Standardprotokoll im IoT?
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Im Internet of Things (IoT) hat sich das schlanke Kommunikationsprotokoll MQTT als wichtiges Standardprotokoll etabliert. Die Anwendungsfälle für MQTT reichen von industriellen Anwendungen über vernetzte Fahrzeuge bis hin zu Logistik und Home Automation.

Heute kann so gut wie alles mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden und im Internet der Dinge vernetzt werden. Alltagsgegenstände wie Autos, Fernseher, Armbanduhren, Heizungen, Kaffeemaschinen oder sogar Regenschirme können nun eine Internetverbindung nutzen, die früher Laptops und Smartphones vorbehalten war. Im Jahr 2020 werden rund 20 Milliarden vernetzte Geräte im IoT im Einsatz sein.

Bei dieser Größenordnung stoßen konventionelle Client-Server-Software-Architekturen und Kommunikationsprotokolle auf Server-Seite oft an ihre Grenzen. Auf der Client-Seite hingegen ist oft mit schlechter Verbindungsqualität zu rechnen, insbesondere wenn Daten über Mobilfunk übertragen werden. 

Bereits im Jahr 1999 wurde das MQTT Protokoll von IBM und Arcom Control Systems im Rahmen eines gemeinsamen Projektes zur Überwachung von Ölpipelines entwickelt. Ziel war es, ein bandbreiteneffizientes und batterieschonendes Protokoll zu schaffen. Im Jahr 2010 veröffentlichte IBM die lizenzfreie MQTT-3.1-Spezifikation, aus der viele proprietäre und freie Softwareprodukte sowohl auf der Server- als auch auf der Clientseite hervorgingen.

Ein formaler Standardisierungsprozess begann 2013, was MQTT 3.1.1. zu einem offenen und frei verfügbaren ISO- (ISO/IEC 20922: 2016) und OASIS-Standard machte. Ende 2015 begannen die Arbeiten an einer umfassenden Aktualisierung des MQTT-Standards – MQTT Version 5. MQTT 5 erweitert das Protokoll auf Basis des Feedbacks der Nutzer um wichtige Funktionen, die moderne, cloudbasierte IoT-Anwendungen ermöglichen, und wurde im März 2019 ebenso zum OASIS-Standard, der durch kommerzielle und Open-Source-Implementierungen unterstützt wird.

Inzwischen hat sich MQTT zu einem der beliebtesten IoT-Standardprotokolle entwickelt, um Geräte im Internet of Things zu vernetzen. Aufgrund seiner Schlankheit und Einfachheit lässt es sich in vielen Projekten einsetzen, in denen andere Protokolle wie OPC UA zu schwergewichtig oder zu komplex sind. Vor allem aber gibt MQTT Antworten auf Themen wie Skalierung, verlässliche Datenübertragung über unzuverlässige Netzwerke und standardgemäße Sicherheitsmaßnahmen. 

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1. Das Standardprotokoll im IoT?
2. Publish/Subscribe-Architektur
3. Warum MQTT für IoT?

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