Protocole MQTT : Définition et produits compatibles

MQTT, pour “Message Queuing Telemetry Transport“, est un protocole open source de messagerie conçu pour la télémétrie M2M (machine to machine) dans des environnements à faible bande passante.

Son header très léger ne pèse que 2 bytes, il dispose de capacités bidirectionnelles, et repose sur un modèle publication/abonnement permettant de collecter plus de données que les protocoles de type “polling” (méthode Maître/Esclave type RS-232) tout en consommant moins de bande passante.

Ce sont toutes ces qualités qui lui permettent de répondre aux exigences de systèmes de contrôle industriels.

MQTT permet aussi de réduire les taux de mise à jour (à quelques secondes seulement) ainsi que les temps de développement. Il s’adapte enfin parfaitement à la télédétection et au contrôle à distance.

Devenu une norme ISO en 2016, MQTT connecte des millions d’appareils dans le monde, dans toutes sortes d’applications et d’industries : Automobile, logistique, Transports, industrie et bâtiment intelligent, manufacture, etc.

Les géants du web parmi lesquels AWS ou Microsoft utilisent MQTT pour remonter les données sur leur plateforme Cloud.

Comment fonctionne ce protocole ?

Reposant sur TCP/IP, il est utilisé pour transporter des données d’objets connectés sur le Cloud. Néanmoins, il reste lourd pour les réseaux LPWA et ne permet d’adresser que la remontée de données sans prendre en compte les services de Device Management.

Son processus se divise en quatre étapes distinctes : connexion, authentification, communication, terminaison.

MQTT permet la gestion des déconnexions et des reconnexions d’appareils de manière simplifiée. La taille maximale d’un message envoyé avec MQTT est de 256 Mo.

Broker MQTT ?

Pour communiquer avec MQTT, les objets connectés utilisent un programme en charge de la réception des informations publiées afin de les transmettre aux clients abonnés : le broker. Il a un rôle de relais.

Il existe plusieurs types de brokers : ActiveMQ, JoramMQ, Mosquitto ou encore RabbitMQ.

La Qualité de Service (QoS) est ainsi une caractéristique clé du protocole MQTT. Il s’agit d’un accord qui définit la garantie de livraison d’un message spécifique et le type d’authentification utilisé.

Il y a trois niveaux de QoS dans MQTT : plus une fois, au moins une fois et exactement une fois.

Les deux côtés d’un message envoyé sont à prendre en compte : la remise du message du client au broker et le message du broker au client abonné.

Le client qui publie le message sur le broker définit le niveau de QoS du message lorsqu’il envoie le message au broker.

Le courtier transmet ce message aux clients abonnés, tout en utilisant le niveau de QoS que chaque client abonné définit au cours du processus d’abonnement.

Cela signifie que si le client abonné définit une qualité de service “inférieure” à celle du client, le broker transmet le message avec un QoS inférieur.

La QoS donne ainsi au client le pouvoir de choisir un niveau de service correspondant à la fiabilité de son réseau ainsi qu’à sa logique d’application.

Pourquoi utiliser MQTT ?

La principale caractéristique de MQTT est sa légèreté, le protocole ne requiert que des ressources minimales et peut donc être utilisé sur de petits microcontrôleurs.

MQTT se démarque par sa souplesse et sa simplicité de mise en œuvre, en plus d’assurer une transmission de données bidirectionnelle. Le protocole prend ainsi de l’importance dans les technologies opérationnelles de l’industrie.

MQTT et la sécurité

MQTT facilite le chiffrement des messages à l’aide de la couche de sécurité TLS et l’authentification des clients à l’aide de protocoles d’authentification modernes, tels que OAuth.

Les entreprises qui utilisent MQTT doivent être attentives à ce que cela soit bien le cas car si un tiers accède à l’environnement, il peut s’abonner à tous les messages qui circulent.

Pourquoi MQTT est-il important pour l’IoT

Ces dernières années, MQTT est devenu l’un des principaux protocoles pour les solutions IoT et cela est dû à plusieurs facteurs.

Tout d’abord, c’est l’un des protocoles les plus légers actuellement utilisés dans l’IoT. C’est un standard ouvert qui peut être implémenté sur n’importe quel matériel ou logiciel.

Les bibliothèques clientes sont disponibles pour tous les principaux langages de programmation, ce qui facilite la création d’applications IoT à l’aide de MQTT.

Grâce au modèle de publication et d’abonnement, la flexibilité offerte par MQTT permet de prendre en charge différents types de cas d’utilisation et d’architectures de projets IoT.

Le protocole permet la mise en œuvre de projets hautement évolutifs, connectant éventuellement des millions d’appareils IoT dans un système.

Enfin, MQTT prend en charge de nombreux mécanismes d’authentification et de sécurité des données tels que le cryptage TLS.