Giao thức MQTT là gì? Ưu điểm của MQTT

Thời đại công nghệ càng ngày càng phát triển khiến cho nhu cầu kết nối càng cao. Người dùng không chỉ có nhu cầu tương tác trực tiếp giữa người và máy mà còn mong muốn mọi thứ đều trở nên dễ dàng.Internet of Things (IoT) đã và đang lan tỏa trong cộng đồng với thông điệp mọi thứ đều có thể kết nối. Đó là lý do MQTT ra đời với mục đích hỗ trợ liên lạc hiệu quả.

Giáo thức MQTT là một trong những giáo thức được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng IoT và điều khiển thiết bị. Nếu bạn muốn tìm hiểu về nó, hãy đọc bài viết này để biết thêm chi tiết!Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu kỹ hơn về MQTT là gì và các thuật ngữ liên quan tới nó trong bài viết này.

MQTT là gì?

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) là một giáo thức truyền tin được sử dụng trong các môi trường mạng IoT (Internet of Things) và điều khiển thiết bị. Nó được thiết kế để cung cấp một cách tiên tiến và hiệu quả cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị với nhau.

Giao thức MQTT được phát triển bởi IBM và đầu tiên được sử dụng trong các mô hình SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) vào những năm 1990. Tuy nhiên, nó chỉ trở nên phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng IoT sau khi xuất hiện các thiết bị điện tử giá rẻ và dễ sử dụng.

Tính Năng Của Giáo Thức MQTT

• MQTT cung cấp một cách đơn giản và nhẹ nhàng cho việc truyền dữ liệu giữa các thiết bị.
• Nó sử dụng một kết nối mạng đơn giản và thấp tốc độ, cho phép các thiết bị hoạt động mượt mà và hiệu quả mà không cần quá nhiều băng thông.
• MQTT hỗ trợ tính toán cục bộ, cho phép các thiết bị hoạt động độc lập mà không cần phải kết nối với máy chủ trung tâm.
• Nó cung cấp một cơ chế bảo mật mạnh mẽ với việc sử dụng SSL/TLS để mã hoá dữ liệu truyền.

Cách Hoạt Động Của Giáo Thức MQTT

Giao thức MQTT hoạt động theo mô hình pub/sub, trong đó có một máy chủ MQTT (broker) và nhiều thiết bị đăng ký với nó (subscriber). Khi một thiết bị muốn gửi dữ liệu, nó sẽ gửi đến broker và broker sẽ phân phối dữ liệu đến tất cả các thiết bị đăng ký nhận.

Các thiết bị cũng có thể đăng ký nhận dữ liệu theo chủ đề (topic) cụ thể. Ví dụ, một thiết bị có thể đăng ký nhận dữ liệu về nhiệt độ và độ ẩm, trong khi một thiết bị khác có thể đăng ký nhận dữ liệu về ánh sáng. Khi broker nhận được dữ liệu về nhiệt độ và độ ẩm từ một thiết bị, nó sẽ chỉ gửi dữ liệu đó đến các thiết bị đăng ký nhận dữ liệu về nhiệt độ và độ ẩm, tránh tải thêm cho các thiết bị không cần thiết.

Ngoài ra, giáo thức MQTT còn hỗ trợ tính năng QoS (Quality of Service), cho phép bạn đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của dữ liệu truyền. Có ba cấp độ QoS: QoS 0, QoS 1, và QoS 2, mỗi cấp độ cung cấp mức độ bảo mật và độ tin cậy khác nhau.

Các khái niệm cơ bản trong giao thức MQTT

Nếu bạn đang tìm hiểu về giao thức MQTT thì nên biết đến những thuật ngữ cơ bản sau:

Publish/Subscribe (Xuất bản – Đăng ký)

Hệ thống Xuất bản – Đăng ký có lẽ không xa lạ với người dùng MQTT. Nó được coi như cách thức hoạt động của giao thức. Một thiết bị có thể xuất bản một tin nhắn về chủ đề hoặc đăng ký về chủ đề nào đó để nhận tin nhắn. Quy trình cụ thể có thể thấy trong ví dụ sau:

• Thiết bị 1 xuất bản về một chủ đề X.
• Thiết bị 2 đăng ký về chủ đề X đó.
• Thiết bị 2 sẽ nhận được tin nhắn về chủ đề do thiết bị 1 xuất bản.

Messages – Thông điệp, tin nhắn

Messages hay tin nhắn có thể hiểu là lượng thông tin bạn muốn trao đổi giữa các thiết bị. Nó xuất hiện ở nhiều dạng ví dụ như: văn bản, lệnh, số đọc,…

Topics – Chủ đề trong MQTT

Topics ở đây chính là các chủ đề trong giao thức MQTT. Nó là cách người dùng đăng ký lượng tin nhắn đến hoặc nơi bạn muốn xuất bản thông điệp. Chủ đề sẽ thể hiện bằng những dấu gạch chéo “/” – cấp độ chủ đề. Ví dụ bạn tạo topics như sau: systems/home/mqtt

Các chủ đề cũng phân biệt theo chữ thường và chữ hoa để tạo sự khác biệt.

Broker – Nhà trung gian

Khái niệm cuối cùng liên quan tới MQTT chính là Broker. Bạn có thể hiểu nó là một nơi trung gian nhận về tất cả các thông điệp, tin nhắn. Sau đó Broker tiến hành lọc tin nhắn theo chủ đề, kiểm tra ai quan tâm chủ đề. Cuối cùng tiến hành xuất bản, đưa tin nhắn đến những người đã đăng ký tương ứng.

Hiện nay có rất nhiều trình trung gian phát triển nhằm hỗ trợ người dùng và các doanh nghiệp tốt hơn. Tùy vào nhu cầu và mục đích của tổ chức mà lựa chọn Broker phù hợp nhất cho mình.

Ưu điểm của MQTT

Từ lịch sử hình thành của nó, bạn có thể thấy giao thức MQTT thường dùng trong hệ thống SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition). Vậy nó mang tới những lợi ích nào cho các tổ chức, doanh nghiệp và hệ thống? Có thể kể tới một số ưu điểm sau của MQTT:

• Truyền thông điệp đơn giản, hiệu quả.
• Làm giảm lượng tiêu thụ băng thông mạng.
• Chi phí triển khai thấp.
• Cung cấp các giải pháp an toàn, bảo mật cho người dùng.
• Không tốn quá nhiều thời gian phát triển.
• Phù hợp cho các ngành như do thám, dầu khí, hệ thống công nghệ lớn nhiều người dùng,…
• Tối đa hóa lượng băng thông có sẵn của hệ thống.
• Thu thập nhiều dữ liệu và thông tin hơn trong khi không tiêu tốn quá nhiều tài nguyên.
• Có khả năng mở rộng trong tương lai.

Vậy nên MQTT thường đường dùng ở những nơi có giá mạng đắt đỏ hoặc hệ thống có lượng người dùng truy cập lớn. Nó là giải pháp được các doanh nghiệp lựa chọn vì chi phí phát triển thấp mà hiệu quả đạt được lại cao.

Tổng kết về giao thức MQTT