Основы проектирования кибер- физических систем

Лекция 5

Высокий уровень разработки

Протоколы взаимодействия

Протоколы высокого уровня

Презентации к лекциям доступны по ссылке:

vk.cc/9XQ8Q9

Протоколы, основанные на сообщениях

Основная идея заключается в том, что связь между двумя устройствами происходит с использованием распределенных очередей сообщений. Очередь отправляет сообщения от одного приложения в пользовательском пространстве другому. Некоторые устройства производят данные для добавления в очередь, в то время как другие потребляют данные, находящиеся в очереди. Некоторые реализации требуют, чтобы центральным сервисом был брокер или посредник.

Протоколы, основанные на сообщениях

●должны быть простым в реализации;

●обеспечивать форму качества обслуживания;

●быть очень легкими и эффективными с точки зрения пропускной способности;

●быть платформенно-независимым;

●постоянное отслеживание сеанса;

●должны предоставлять решение проблем безопасности.

Протокол MQTT

«MQTT – это MQ Telemetry Transport, который представляет собой простой и легкий протокол обмена сообщениями, предназначенный для граничных устройств и сетей с низкой пропускной способностью, с высокой задержкой или низкой надежностью. Разработан на принципах минимизации пропускной способности сети и требований к ресурсам устройств, пытаясь в то же время обеспечить надежность и некоторую степень уверенности в доставке. Эти принципы также делают этот протокол идеальным для появления мира подключенных устройств типа «машина-машина» (M2M) или «интернет вещей», а также для мобильных приложений, где крайне важны пропускная способность и заряд батареи»

Протокол MQTT

●В отличие от традиционной модели клиент-сервер, клиенты не осведомлены о каких-либо физических идентификаторах, наподобие IP- адреса или порта. MQTT – это архитектура pub/sub, но не очередь сообщений.

●Очереди сообщений по природе своей хранят сообщения, а MQTT – нет. В MQTT, если никто не подписывается (или не слушает) на тему, она просто игнорируется и теряется.

●Очереди сообщений также поддерживают топологию клиент-сервер, где один потребитель соединен с одним производителем.

●Тем не менее, название менять никто не стал… потому что реализовать хранение можно, но это не цель протокола.

Протокол MQTT

●фильтрация по темам – по задумке, клиенты подписываются на темы и определенные ветви тем и не получают данных больше, чем хотят. Каждое опубликованное сообщение должно содержать тему, и брокер несет ответственность за повторную передачу этого сообщения подписчикам или игнорирование его;

●фильтрация по содержимому – брокеры имеют возможность проверять и фильтровать опубликованные данные. Таким образом, любые данные, которые не зашифрованы, могут управляться брокером до того, как сохранить их или передать другим клиентам;

●фильтрация по типу – клиент, прослушивающий поток данных, на которые он подписан, может также применять свои собственные фильтры. Входящие данные могут анализироваться, и в зависимости от этого поток данных обрабатывается далее или игнорируется.