Россия
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.
MQTT, масштабируемость, межмашинное взаимодействие, протокол передачи данных, брокеры сообщений, модель публикация/подписка
1. MQTT Specification. URL: https://mqtt.org/mqtt-specification/ (дата обращения: 02.10.2024).
2. Banks A., Briggs E., Borgendale K., Gupta R. MQTT Version 5.0. OASIS Standard, 7 March 2019.
3. Stanford-Clark A., Truong H.L. MQTT For Sensor Networks (MQTT-SN) Protocol Specification Version 1.2. IBM, 14 November 2013.
4. Якупов Д.Р. Обзор и сравнение протоколов интернета вещей: MQTT и AMQP // International Journal of Open Information Technologies. 2022. № 9.
5. 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.
6. Костеннов Т.В. Об эффективности агрегации данных в сетях интернета вещей с использованием протокола MQTT // МСиМ. 2023. № 4 (68).
7. Костеннов Т.В. Сравнение протоколов связи для организации M2M-взаимодействий в SCADA-системах и системах промышленного интернета вещей // МСиМ. 2023. № 2 (66).
8. Курмаев Т.И. Сравнение протоколов передачи данных в интернете вещей // МНИЖ. 2022. № 1-1 (115).
9. 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:https://doi.org/10.3844/jcssp.2023.1398.1409.
10. 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:https://doi.org/10.1109/TNSM.2024.3401484.
11. 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 & Computer Technologies (InCACCT). IEEE, 2024. P. 122–125.
12. 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:https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2018.11.213.
13. 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.
