<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="EDITORIAL" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia»</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Scientific and analytical journal «Vestnik Saint-Petersburg university of State fire service of EMERCOM of Russia»</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Научно-аналитический журнал &quot;Вестник Санкт-Петербургского университета ГПС МЧС России&quot;</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2218-130X</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">94631</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.61260/2218-130X-2025-2024-4-141-150</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>INFORMATICS, COMPUTER ENGINEERING AND CONTROL</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">APPROACHES TO SCALING THE MQTT PROTOCOL IN MACHINE-TO-MACHINE INTERACTION SYSTEMS</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Подходы к масштабированию протокола MQTT в системах межмашинного взаимодействия</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0003-0433-3999</contrib-id>
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Котилевец</surname>
       <given-names>Игорь Денисович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kotilevec</surname>
       <given-names>Igor' D.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>ikotilevets@gmail.com</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>аспирант технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>graduate student of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">МИРЭА - Российский технологический университет</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">MIREA – Russian technological university</institution>
     <city>Moscow</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-02-04T17:09:47+03:00">
    <day>04</day>
    <month>02</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-02-04T17:09:47+03:00">
    <day>04</day>
    <month>02</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>2024</volume>
   <issue>4</issue>
   <fpage>141</fpage>
   <lpage>150</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-10-20T00:00:00+03:00">
     <day>20</day>
     <month>10</month>
     <year>2024</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2024-11-17T00:00:00+03:00">
     <day>17</day>
     <month>11</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://journals.igps.ru/en/nauka/article/94631/view">https://journals.igps.ru/en/nauka/article/94631/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Анализируются подходы к масштабированию протокола MQTT и его модификации MQTT-SN в системах межмашинного взаимодействия. Описываются архитектура протокола, модель публикации/подписки, уровни качества обслуживания, структура пакетов, проблемы, связанные с увеличением числа устройств и объема информации. Рассматриваются проблемы узких мест, такие как перегрузка брокеров и неравномерное распределение нагрузки. Проводится анализ возможностей масштабирования протокола и предложены архитектурные решения для повышения его производительности. Экспериментальная часть включает оценку производительности протокола через тесты на ширину канала, потери пакетов и задержки при различных нагрузках. Результаты показывают, что увеличение числа устройств приводит к росту задержек и потерь пакетов, что подчеркивает необходимость оптимизации. В заключение предлагаются рекомендации для улучшения масштабируемости.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>This article analyzes approaches to scaling the MQTT protocol and its modification, MQTT-SN, in machine-to-machine interaction systems. The architecture of the protocol, the publish/subscribe model, quality of service levels, packet structure, and issues related to the increasing number of devices and data volume are described. Problems such as broker overload and uneven load distribution are discussed. The analysis of scaling possibilities for the protocol is conducted, and architectural solutions are proposed to enhance its performance. The experimental part includes performance evaluation of the protocol through tests on bandwidth, packet loss, and latency under various loads. The results show that an increase in the number of devices leads to higher latencies and packet losses, highlighting the need for optimization. Recommendations for improving scalability are provided in conclusion.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>MQTT</kwd>
    <kwd>масштабируемость</kwd>
    <kwd>межмашинное взаимодействие</kwd>
    <kwd>протокол передачи данных</kwd>
    <kwd>брокеры сообщений</kwd>
    <kwd>модель публикация/подписка</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>MQTT</kwd>
    <kwd>scalability</kwd>
    <kwd>machine-to-machine interaction</kwd>
    <kwd>data transmission protocol</kwd>
    <kwd>message brokers</kwd>
    <kwd>publish/subscribe model</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">MQTT Specification. URL: https://mqtt.org/mqtt-specification/ (дата обращения: 02.10.2024).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">MQTT Specification. URL: https://mqtt.org/mqtt-specification/ (data obrashcheniya: 02.10.2024).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Banks A., Briggs E., Borgendale K., Gupta R. MQTT Version 5.0. OASIS Standard, 7 March 2019.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Banks A., Briggs E., Borgendale K., Gupta R. MQTT Version 5.0. OASIS Standard, 7 March 2019.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Stanford-Clark A., Truong H.L. MQTT For Sensor Networks (MQTT-SN) Protocol Specification Version 1.2. IBM, 14 November 2013.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Stanford-Clark A., Truong H.L. MQTT For Sensor Networks (MQTT-SN) Protocol Specification Version 1.2. IBM, 14 November 2013.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Якупов Д.Р. Обзор и сравнение протоколов интернета вещей: MQTT и AMQP // International Journal of Open Information Technologies. 2022. № 9.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Yakupov D.R. Obzor i sravnenie protokolov interneta veshchej: MQTT i AMQP // International Journal of Open Information Technologies. 2022. № 9.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дикий Д.И., Артемьева В.Д. Протокол передачи данных MQTT в модели удаленного управления правами доступа для сетей Интернета // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2019. № 1.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dikij D.I., Artem'eva V.D. Protokol peredachi dannyh MQTT v modeli udalennogo upravleniya pravami dostupa dlya setej Interneta // Nauchno-tekhnicheskij vestnik informacionnyh tekhnologij, mekhaniki i optiki. 2019. № 1.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Костеннов Т.В. Об эффективности агрегации данных в сетях интернета вещей с использованием протокола MQTT // МСиМ. 2023. № 4 (68).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kostennov T.V. Ob effektivnosti agregacii dannyh v setyah interneta veshchej s ispol'zovaniem protokola MQTT // MSiM. 2023. № 4 (68).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Костеннов Т.В. Сравнение протоколов связи для организации M2M-взаимодействий в SCADA-системах и системах промышленного интернета вещей // МСиМ. 2023. № 2 (66).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kostennov T.V. Sravnenie protokolov svyazi dlya organizacii M2M-vzaimodejstvij v SCADA-sistemah i sistemah promyshlennogo interneta veshchej // MSiM. 2023. № 2 (66).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Курмаев Т.И. Сравнение протоколов передачи данных в интернете вещей // МНИЖ. 2022. № 1-1 (115).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kurmaev T.I. Sravnenie protokolov peredachi dannyh v internete veshchej // MNIZH. 2022. № 1-1 (115).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Bevilaqua B., Spohn M. Self-Managed Federation of MQTT Brokers with Dynamic Topology Control // Journal of Computer Science. 2023. Vol. 19. P. 1398–1409. DOI: 10.3844/jcssp.2023.1398.1409.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bevilaqua B., Spohn M. Self-Managed Federation of MQTT Brokers with Dynamic Topology Control // Journal of Computer Science. 2023. Vol. 19. P. 1398–1409. DOI: 10.3844/jcssp.2023.1398.1409.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Sharma S., Peddoju S.K. Efficient Multi-Broker Load Balancing in Event Driven Pub-Sub Networks // IEEE Transactions on Network and Service Management. 2024. Vol. 21. № 4. P. 3861–3873. DOI: 10.1109/TNSM.2024.3401484.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sharma S., Peddoju S.K. Efficient Multi-Broker Load Balancing in Event Driven Pub-Sub Networks // IEEE Transactions on Network and Service Management. 2024. Vol. 21. № 4. P. 3861–3873. DOI: 10.1109/TNSM.2024.3401484.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Sharma A., Babbar H. Towards Resilient IoT Security: An Analysis and Classification of Attacks in MQTT-based Networks // 2024 2nd International Conference on Advancement in Computation &amp; Computer Technologies (InCACCT). IEEE, 2024. P. 122–125.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sharma A., Babbar H. Towards Resilient IoT Security: An Analysis and Classification of Attacks in MQTT-based Networks // 2024 2nd International Conference on Advancement in Computation &amp; Computer Technologies (InCACCT). IEEE, 2024. P. 122–125.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Kotilevets I.D., Ivanova I.A., Romanov I.O. Implementation of directed acyclic graph in blockchain network to improve security and speed of transactions // IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. Iss. 30. P. 693–696. DOI: 10.1016/j.ifacol.2018.11.213.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kotilevets I.D., Ivanova I.A., Romanov I.O. Implementation of directed acyclic graph in blockchain network to improve security and speed of transactions // IFAC-PapersOnLine. 2018. Vol. 51. Iss. 30. P. 693–696. DOI: 10.1016/j.ifacol.2018.11.213.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Котилевец И.Д., Иванова И.А. Применение направленного ациклического графа в блокчейн сети для повышения безопасности и скорости транзакций в промышленности // Промышленные АСУ и контроллеры. 2019. № 1. P. 53–59.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kotilevec I.D., Ivanova I.A. Primenenie napravlennogo aciklicheskogo grafa v blokchejn seti dlya povysheniya bezopasnosti i skorosti tranzakcij v promyshlennosti // Promyshlennye ASU i kontrollery. 2019. № 1. P. 53–59.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
