IoT Data İletişim Protokolleri
- Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
- HyperText Transfer Protocol (HTTP)
- Constrained Application Protocol (CoAP)
- Data Distribution Service (DDS)
- WebSocket
- Advanced Message Queue Protocol (AMQP)
- Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP)
- OPC Unified Architecture (OPC UA)
Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
Çok düşük bant genişliğine sahip ağlarda çalışabilmesi için hafif olacak şekilde tasarlanan MQTT, hem güvenilir hem de güvenilmez ağlardaki düğümler arasında iletişime izin verir. MQTT bir yayınla/abone ol mimarisini takip eder, yani bilgiyi kullanıma sunan düğümler (aracılar) varken diğerleri (istemciler) ilgili URL’ye erişerek abone olduktan sonra mevcut bilgileri okuyabilir.
MQTT’nin bir kullanım örneği, üretim tesisiyle birlikte sıcaklık sensörlerinin kurulu olduğu akıllı bir fabrikadadır. Kurulan sensörler MQTT aracısına bağlanacak ve verileri sensör konuları içinde aşağıdaki gibi yayınlayacaktır:
HyperText Transfer Protocol (HTTP)
Bu protokol, World Wide Web (WWW) için veri iletişiminin kaynağı olmuştur, bu nedenle mantıksal olarak IoT dünyasında kullanılmaktadır. Ancak, aşağıdakilerden dolayı bunun için optimize edilmemiştir:
- HTTP, aynı anda birbiriyle iletişim kuran iki sistem için yapılır, daha fazla değil, bu nedenle bilgi almak için birkaç sensörü bağlamak zaman ve enerji tüketir.
- HTTP tek yönlüdür, bir sistemin (istemci) diğerine (sunucu) bir mesaj göndermesi için yapılmıştır. Bu, bir IoT çözümünü yükseltmeyi oldukça zorlaştırıyor.
- HTTP, çok fazla bilgi işlem kaynağı gerektiren İletim Kontrol Protokolüne (TCP) dayanır, bu nedenle pille çalışan uygulamalar için uygun değildir.
Constrained Application Protocol (CoAP)
CoAP, düşük bant genişliği ve düşük kullanılabilirlik ile sınırlı ağlarla kullanılacak bir web aktarım protokolüdür. Bir istemci/sunucu mimarisini izler ve HTTP’ye benzer şekilde oluşturulur, REST modelini destekler: sunucular kaynakları bir URL ile kullanılabilir hale getirir ve istemciler GET, POST, PUT ve DELETE türlerinde istekte bulunabilir. CoAP iletişim bağlantıları 1:1 ve UDP tabanlıdır, dolayısıyla teslimat garanti edilmez. CoAP, düğümlerin çok fazla zekaya sahip olmadığı ve her zaman çalışmadığı oldukça sıkışık ağlarda çalışacak şekilde yapılmıştır.
Data Distribution Service (DDS)
MQTT’ye benzer şekilde, DDS bir yayınla-abone ol metodolojisini takip eder, ana fark komisyoncu olmamasıdır. Bu, tüm yayıncıların (yani sıcaklık sensörleri) ve abonelerin (yani cep telefonlarının) hepsinin aynı ağa bağlı olduğu anlamına gelir. Bu ağ, Küresel Veri Alanı (GDS) olarak bilinir ve darboğazlardan kaçınmak için her bir düğümü diğerleriyle birbirine bağlar.
WebSocket
HTTP protokolüne bağlı WebSocket teknolojisi, bir tarayıcı ve bir sunucu arasında bir TCP bağlantısı kurar ve ardından bağlantı kapanana kadar her ikisi de bilgi alışverişinde bulunur.
Bu protokol, HTTP bağlantısının bir gelişimi olarak görülebilse de, WebSocket, IoT uygulamaları için hala çok aşırı yüklü ve ağırdır.
Advanced Message Queue Protocol (AMQP)
Başlangıçta AMQP, IoT uygulamaları için değil, bankacılık ortamları için oluşturuldu. AMQP, yayınlama/abone olma mimarilerinin yanı sıra istek/yanıt türlerini de kabul eder. TCP tabanlıdır, bu nedenle teslim garantilidir, ayrıca bu protokolü güvenilir kılan, bunun sonucunda genel mesaj güvenilirliği ile güvenilirdir.
- MQTT ile karşılaştırıldığında, AMQP iki Hizmet Kalitesi düzeyi sunar:
- En fazla bir kere: gönderen, bir mesajı silmek için alıcıdan bir onay alana kadar beklemez.
- En az bir kez: Her mesaj için gönderen, mesajı silmeden önce alıcıdan bir onay alacaktır. Alındı bilgisinin kaybolması durumunda mesaj tekrar gönderilir.
- Tam olarak bir kez: mesajlar yalnızca bir kez gönderilir. Gönderici ve alıcı arasında özel bir koordinasyon gerektirir.
Extensible Messaging and Presence Protocol (XMPP)
Extensible Markup Language (XML)’e dayanmaktadır ve geçmişte Jabber olarak bilinir. XML mesajlarını değiş tokuş etmek için açık kaynaklı, merkezi olmayan, güvenli bir protokoldür. XMPP’nin karakteristik bir faktörü, adresleme yöntemi ve düğümlerin nasıl tanımlandığıdır. JabberID@domain.com biçiminde bir Jabber kimliği kullanır ve bu, iki düğümün aralarındaki mesafeye bakılmaksızın bilgi alışverişinde bulunmasına olanak tanır.
OPC Unified Architecture (OPC UA)
Üreticiler, işletim sistemleri ve programlama dilleri arasında birlikte çalışabilirliği garanti etmeye yönelik, endüstriyel iletişim için yapılmış bir standarttır. OPC kuruluşu, birçok endüstriyel satıcının şu anda (2022 itibariyle) OPC UA’yı açık standart olarak benimsediğini bildirmişlerdir. Sonuç olarak, OPC UA, aktarımdan bağımsız bir protokoldür, bu nedenle önceden kullanılan her iki mimariyi de destekler: istek/yanıt (WebSocket veya HTTP gibi) ve yayınlama/abone olma (MQTT gibi).
