IIoT를 위한 선도적인 메시징 프로토콜 MQTT이란?

MQTT는 산업 사물인터넷 (IIoT)의 주요 메시징 프로토콜이 되는 M2M (Machine-to-Machine) 데이터 전송 프로토콜입니다.

MQTT : IIoT를 위한 선도적인 메시징 프로토콜

현재 경쟁하고 있는 다수의 IIoT 기술과 프로토콜이 있지만, 매우 가벼운 오버 헤드 (2 바이트 헤더), 게시/가입 모델 (Publish/Subscribe Model) 및 MQTT의 양방향 기능은 산업 제어 시스템의 요구 사항을 충족시키는데 적합합니다.

최신 버전인 MQTT 버전 3.1.1은 개방적이고 로열티가 없는 OASIS 표준입니다. OASIS는 정보 형식에 대한 제품 독립적 표준의 채택을 촉진하는 국제 컨소시엄인 체계적인 정보 표준화기구 (Organization for the Advancement of Structured Information Standards) 입니다.

MQTT의 장점

MQTT 프로토콜을 통해 SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition) 시스템은 IIoT데이터에 액세스할 수 있습니다. MQTT는 프로세스에 많은 장점을 제공합니다.

▲ 정보를 보다 효율적으로 배포

▲ 확장성 향상

▲ 네트워크 대역폭 소비를 획기적으로 줄임

▲ 업데이트 속도가 빠름

▲ 원격 감지 및 제어에 매우 적합

▲ 사용 가능한 대역폭 최대화

▲ 매우 가벼운 오버 헤드

▲ 권한 기반 보안으로 매우 안전

▲ 석유 및 가스 산업, Amazon, Facebook 및 기타 주요 비즈니스에서 사용

▲ 개발 시간 절약

▲ 게시/가입 (Publish/Subscribe) 프로토콜은 폴링 프로토콜에 비해 적은 대역폭으로 더 많은 데이터를 수집

MQTT를 개발한 이유

MQTT는 많은 장치에서 데이터를 수집하고 그 데이터를 IT 하부 구조로 전송한다는 목표로 작성되었습니다. 가볍고 원격 모니터링, 특히 작은 코드 공간이 필요하거나 네트워크 대역폭이 제한적인 M2M 연결에 이상적입니다.

MQTT는 Andy Stanford-Clark 박사와 Arlen Nipper가 1999년에 발명했습니다. 공동 발명가인 Arlen Nipper는 Cirrus Link Solutions의 사장으로 Cirrus Link MQTT 모듈을 개발했습니다.

MQTT 작동 방법

MQTT는 네트워크 경계 (edge-of-network) 장치가 브로커에 공개할 수 있게 하는 게시/가입(Publish/Subscribe) 프로토콜입니다. 클라이언트는이 브로커에 연결한 다음 두 장치간의 통신을 조정합니다. 각 장치는 특정 주제에 가입하거나 등록할 수 있습니다. 다른 클라이언트가 가입된 주제에 메시지를 게시하면 브로커는 가입한 모든 클라이언트에 메시지를 전달합니다.

MQTT는 양방향이며, 상태 저장 세션 인식을 유지 보수합니다. 네트워크 경계 (edge-of-network) 장치가 연결을 잃는 경우, 가입된 모든 클라이언트는 MQTT 서버의 "Last Will and Testament"기능으로 통지되어 시스템의 권한이 부여된 모든 클라이언트가 양방향 연결 유지하면서 네트워크 경계 (edge-of-network) 장치에 새로운 값을 게시할 수 있습니다.

MQTT의 경량 성과 효율성은 모니터링되거나 제어되는 데이터의 양을 현저하게 증가시킬 수 있게 합니다. MQTT가 발명되기 전에는 다양한 비즈니스 라인이 이 데이터를 사용하여 보다 현명한 의사 결정을 내릴 수 있었지만 약 80%의 데이터가 원격지에 남아 있었습니다.이제 MQTT를 사용하면 수집되는 데이터를 더 많이 수집, 전송 및 분석할 수 있습니다.

변경되지 않은 데이터로 불필요하게 데이터 연결을 포화시키는 많은 프로토콜의 일반적인 폴링/응답 모델과는 달리, MQTT의 게시/가입 모델 (Publish/Subscribe Model)은 사용 가능한 대역폭을 최대화합니다.

MQTT의 사용처

MQTT는 원래 석유 및 가스 산업에서 사용되는 저대역폭, 고대기 시간 데이터 링크용으로 개발되었습니다. 그러나 MQTT는 스마트 조명 시스템 제어에서 Facebook Messenger 애플리케이션에 이르기까지 석유 및 가스 이외의 많은 어플리케이션에 사용되고 있습니다. Amazon Web Services는 최근 IoT (Amazon Internet of Things)가 MQTT를 기반으로 한다고 발표했습니다. 전반적으로 MQTT는 산업 조직에서 사용하는 제어 시스템에 가장 적합한 프로토콜인 것으로 보이며, 빠른 속도로 채택이 증가할 것입니다.