MQTT - Grundlagen

1. Was ist MQTT?

MQTT (Message Queue Telemetry Transport) ist ein leichtgewichtiges Messaging-Protokoll, das speziell für das Internet of Things (IoT) entwickelt wurde. Es eignet sich ideal für Umgebungen mit geringer Bandbreite und eingeschränkten Ressourcen.

Merksatz: MQTT ist ein Binärprotokoll, das schnelle und ressourcenschonende Kommunikation ermöglicht.

2. Publisher/Subscriber-Prinzip

MQTT verwendet das Publish/Subscribe-Muster. Ein Publisher sendet Nachrichten an einen Broker, der diese an abonnierte Clients (Subscriber) verteilt.

Der Broker entkoppelt Sender und Empfänger.
Empfänger können Topics abonnieren, um nur relevante Nachrichten zu erhalten.

Merksatz: Beim Publish/Subscribe-Prinzip kommunizieren Sender und Empfänger nie direkt.

3. Begriffe des MQTT-Protokolls

MQTT-Broker: Vermittelt Nachrichten zwischen Publisher und Subscriber.
MQTT-Client: Kann sowohl Nachrichten senden (Publisher) als auch empfangen (Subscriber).
MQTT-Topic: Filtert Nachrichten nach Themen; wird vom Broker genutzt.

4. Quality of Service (QoS)

MQTT definiert drei Stufen für die Zuverlässigkeit der Nachrichtenübermittlung:

QoS 0: "At most once" – Nachrichten werden höchstens einmal zugestellt (Fire and Forget).
QoS 1: "At least once" – Nachrichten werden mindestens einmal zugestellt (kann zu Duplikaten führen).
QoS 2: "Exactly once" – Nachrichten werden genau einmal zugestellt (höchste Zuverlässigkeit).

Merksatz: QoS 2 ist die zuverlässigste, aber auch ressourcenintensivste Stufe.

5. Eigenschaften von MQTT

Performance: Effizient bei kleinen Nachrichten und geringem Ressourcenverbrauch.
Skalierbarkeit: Kann tausende Geräte mit einem einzigen Server verbinden.
Sicherheit: Unterstützt SSL/TLS für verschlüsselte Verbindungen.

Merksatz: MQTT ist ideal für IoT-Umgebungen mit vielen kleinen Geräten.

6. Übungsaufgaben

Testen Sie Ihr Wissen über MQTT:

Beschreiben Sie das Publish/Subscribe-Prinzip in eigenen Worten.
Diskutieren Sie die verschiedenen QoS-Level und ihre Einsatzfelder.