# MQTTまとめ
## 概要
MQTT(Message Queueing Telemetry Transport)とは、1999年にIBM社、Eurotech社により考案された、TCP/IPネットワークで利用できる通信プロトコルである。シンプル、軽量、省電力であるため、IoT分野で広く使われている。

## 基本的な仕組み


- Pub/Subは、同一デバイスで兼任できる
- Broker間で通信ブリッジができる
- 通信環境が不安定な場合は、レベルに応じた通信を行う
- 非同期であるため、相手が受信できるときに受け取る
- クライアント障害時などに遺言を残すことが可能

## VS HTTP

|| MQTT | HTTP |
|:-----------:|:------------:|:------------:|
|同期/非同期 通信|非同期|同期|
|通信方向|双方向|単方向|
|通信対象|多対多|1対1|
|最小ヘッダサイズ|2byte|50byte|

## 機能詳細
### Durable Subscription
クライアントとブローカー間が、何かの理由で通信できないときに、通信データをブローカー内で保持する機能
これにより、再度通信可能になったときに、自動でトピックの送受信が再開される。
ただし、MQTTでは各トピックの通信毎にDurable Subscriptionを設定できない。一つのクライアントとブローカーとのコネクションごとにDurable Subscriptionを設定する。

### Retain
トピック毎の最新のメッセージをサーバに保存する機能。
これにより、クライアントが通信を開始したときに、そのトピックの最新のデータを受信することができる。

### QoS
メッセージの伝送保障（QoS）を設定することができる。
なお、Lv.が高くなるほど、通信のオーバーヘッドは高くなる。

| Lv. | 伝送保障 | 確認応答 | 再送 | 重複 | 主な用途 |
|:-----------:|:------------:|:------------:|:------------:|:------------:|:------------:|
|0|最大1回|×|×|×|センサーデータなど、データが失われても次のデータを受信できるもの|
|1|最小1回|〇|〇|〇| ある機能のON-OFF情報など、重複しても問題ないが、必ず必要なデータ|
|2|必ず1回|〇|〇|〇|　 課金システムなど、必ず一回送信されるべきもの　|

### Will（遺言）
クライアントとブローカー間の接続が意図しない理由で切れた際に、他のクライアントに登録したメッセージを送信できる。
このWillには、任意のトピック名やQoLを設定できる

## MQTTを使う上での注意
- 一度に送れる最大サイズは268MBまで
- トピック名の長さは65kB
- データの構造化はアプリ側で実装する必要がある
- トピック検索機構が無い
- 常にTCPのコネクションをKeepし続ける必要がある
→Sleepなどを行えない
- 通信の暗号化やセキュリティに関して特に規定がないため、別途対策が必要。

## 導入実例及びツール
- FacebookのMessenger
- 油田パイプラインの監視のための、衛星との通信
- ロボットの遠隔操作
- 自動車同士(V2V)、自動車とスマホアプリの通信
- 医療機器の通信

『日本IBM、大量の端末を業務につなぐM2M向けメッセージ中継ゲートウエイ装置を発表』
http://itpro.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20130613/484847/

Mosquitto
-オープンソースの「MQTT」フレームワーク
https://kfep.jp/solution/iot-mqtt/mosquitto

## 参考資料
> [かもめエンジニアリング　MQTTとは](https://kfep.jp/solution/iot-mqtt/mqtt)
> [IBM Developer MQTT基礎](https://www.ibm.com/developerworks/jp/iot/library/iot-mqtt-why-good-for-iot/index.html)
> [ロボットエンジニアのためのMQTT](https://myenigma.hatenablog.com/entry/2019/10/27/194549)