> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://navixy.com/docs/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://navixy.com/docs/expert-center/fr/vehicle-telematics-technology/connectivity/mqtt-fundamentals.md). # Fondamentaux de MQTT Le protocole Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) est utilisé depuis de nombreuses années, mais il est désormais particulièrement pertinent en raison de la croissance explosive de l'IoT : les appareils grand public comme industriels mettent en œuvre des réseaux distribués et l'edge computing, et les appareils à transmission de données continue font désormais partie du quotidien. Une croissance aussi forte pousse à chercher des moyens de transférer les données efficacement. ## Qu'est-ce que MQTT Andy Stanford-Clark (IBM) et Arlen Nipper (alors chez Eurotech, Inc.) ont rédigé la première version du protocole en 1999. Il servait à surveiller des oléoducs dans le cadre SCADA. L'objectif était de disposer d'un protocole économe en bande passante, léger et peu gourmand en batterie, car les appareils étaient connectés via un lien satellite, ce qui, à l'époque, était extrêmement coûteux. À l'heure actuelle, la plupart des appareils utilisent la version 5.0. Le Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) est un protocole réseau léger de publication/abonnement qui transporte des messages entre des appareils. Le protocole fonctionne généralement sur TCP/IP ; toutefois, tout protocole réseau qui fournit des connexions bidirectionnelles, ordonnées et sans perte peut prendre en charge MQTT. Il est conçu pour des connexions avec des sites distants où une « faible empreinte logicielle » est requise ou lorsque la bande passante du réseau est limitée. Le protocole est une norme ouverte OASIS et une recommandation de l'ISO (ISO/IEC 20922). Compte tenu des conditions de fonctionnement, le protocole est compact et léger. Il est idéal pour les appareils à faible consommation d'énergie et à autonomie limitée. Désormais, cela inclut les smartphones, ainsi qu'un nombre toujours croissant de capteurs et d'appareils connectés. Ainsi, MQTT est devenu un protocole de diffusion de données entre des appareils disposant d'une puissance de calcul et/ou d'une autonomie de batterie limitée, ainsi que pour les réseaux à bande passante coûteuse ou faible, à stabilité imprévisible ou à latence élevée. C'est pourquoi MQTT est connu comme le protocole idéal pour l'IoT. Il est basé sur le protocole TCP/IP, mais il existe une branche MQTT-SN pour fonctionner au-dessus de Bluetooth, UDP, ZigBee et d'autres réseaux IoT autres que TCP/IP. ## Comment cela fonctionne ### Le modèle publication/abonnement Il existe 2 définitions principales pour MQTT : le broker MQTT et le client MQTT. Un broker MQTT est un serveur qui reçoit tous les messages des clients puis achemine les messages vers les clients de destination appropriés. En termes simples, le broker agit comme un bureau de poste : MQTT n'utilise pas l'adresse du destinataire prévu, mais la ligne d'objet appelée « sujet », et quiconque souhaite recevoir une copie de ce message s'abonnera à ce sujet. Plusieurs clients peuvent recevoir le message d'un seul broker (fonctionnement un vers plusieurs). De même, plusieurs éditeurs peuvent publier des sujets à un seul abonné (plusieurs vers un). Un client MQTT est tout appareil (d’un microcontrôleur à un serveur à part entière) qui exécute une bibliothèque MQTT et se connecte à un broker MQTT via un réseau. * Le client se connecte au broker. Il peut s’abonner à n’importe quel « sujet » de message dans le broker. Cette connexion peut être une simple connexion TCP/IP ou une connexion TLS chiffrée pour les messages sensibles. * Le client publie des messages sous un sujet en envoyant le message et le sujet au broker. * Le broker transfère ensuite le message à tous les clients abonnés à ce sujet. Comme les messages MQTT sont organisés par sujets, le développeur de l’application peut spécifier que certains clients ne peuvent interagir qu’avec certains messages. Par exemple, les capteurs publient leurs relevés sous le sujet « sensor\_data » et s’abonnent au sujet « config\_change ». Les applications de traitement des données qui enregistrent les Données du capteur dans une base de données backend s’abonnent au sujet « sensor\_data ». Une application de console d’administration peut recevoir les Commandes de l’administrateur système pour ajuster les configurations des capteurs, telles que la sensibilité et la fréquence d’échantillonnage, puis publier ces modifications sous le sujet « config\_change ». ### Types de messages MQTT Une session MQTT se divise en quatre étapes : connexion, authentification, communication et terminaison. Un client commence par créer une connexion Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) au broker en utilisant soit un port standard, soit un port personnalisé défini par les opérateurs du broker. Lors de la création de la connexion, il est important de reconnaître que le serveur peut poursuivre une ancienne session s’il reçoit une identité de client réutilisée. Les ports standard sont 1883 pour les communications non chiffrées et 8883 pour les communications chiffrées -- utilisant Secure Sockets Layer (SSL)/Transport Layer Sécurité (TLS). Pendant l’échange SSL/TLS, le client valide le certificat du serveur et authentifie le serveur. Le client peut également fournir un certificat client au broker lors de l’échange. Le broker peut l’utiliser pour authentifier le client. Bien que cela ne fasse pas spécifiquement partie de la Spécification MQTT, il est devenu habituel que les brokers prennent en charge l’authentification des clients avec des certificats SSL/TLS côté client. Comme le protocole MQTT vise à être un protocole destiné aux appareils aux ressources limitées et aux appareils IoT, SSL/TLS n’est pas toujours une option et, dans certains cas, peut ne pas être souhaité. Dans ces cas, l’authentification se présente sous la forme d’un nom d’utilisateur et d’un mot de passe en clair, envoyés par le client au serveur dans le cadre de la séquence de paquets CONNECT/CONNACK. En outre, certains brokers, en particulier les brokers ouverts publiés sur Internet, acceptent les clients anonymes. Dans ce cas, le nom d’utilisateur et le mot de passe sont simplement laissés vides. ### Format des messages MQTT MQTT est considéré comme un protocole léger, car tous ses messages ont une petite empreinte en code. Le paquet se compose d'un en-tête fixe de 2 octets + un en-tête variable et une charge utile. Dans ces 2 premiers octets, l'en-tête fixe sera toujours présent dans tous les paquets, tandis que les deux autres, l'en-tête variable et la charge utile, ne sont pas toujours présents. ![Format des messages MQTT](/files/afd69b6d8a10b3e986a5b9179cd454d50b7b1a6c) Dans l'en-tête fixe de deux octets, le premier octet est le champ de contrôle. Ce champ de contrôle de 8 bits est divisé en deux champs de 4 bits. Les 4 premiers bits de poids fort sont le champ du type de commande. Ce type détermine l'action qui sera exécutée : le client veut s'abonner au sujet, un nouveau message est publié pour les abonnés et d'autres. Les 4 bits suivants sont les bits de drapeau de contrôle et ils sont utilisés par la commande de publication ; pour le reste des commandes, ils sont réservés et la valeur sera 0. Le deuxième octet de l'en-tête fixe contient la longueur restante, c'est-à-dire la longueur de l'en-tête variable + la longueur de la charge utile. Un en-tête variable n'est pas présent dans tous les paquets MQTT. Certaines commandes ou messages MQTT utilisent ce champ pour fournir des informations supplémentaires ou des indicateurs, et ils varient selon le type de paquet. Un identifiant de paquet est commun dans la plupart des types de paquets. À la fin, le paquet peut contenir une charge utile. Même la charge utile est facultative et varie selon le type de paquet. Ce champ contient généralement les données qui sont envoyées. Par exemple, pour les paquets CONNECT, la charge utile est l'ID client et le « nom d'utilisateur et mot de passe » s'ils sont présents. Et pour le paquet PUBLISH, il s'agit du message à publier. ### Qualité de service QoS désigne un accord entre l'expéditeur d'un message et le destinataire du message. Il constitue une fonctionnalité clé dans MQTT, en donnant au client la possibilité de choisir entre trois niveaux de service. Les trois différents niveaux de QoS déterminent la manière dont le contenu est géré par le protocole MQTT. Bien que les niveaux de QoS supérieurs soient plus fiables, ils impliquent davantage de latence et de besoins en bande passante, de sorte que les clients abonnés peuvent spécifier le niveau de QoS le plus élevé qu'ils souhaitent recevoir. * Le niveau de QoS le plus simple est un service sans accusé de réception. Ce niveau de QoS utilise une séquence de paquets PUBLISH ; l'éditeur envoie un message au broker une seule fois, et le broker transmet le message aux abonnés une seule fois. Il n'existe aucun mécanisme en place pour s'assurer que le message a été reçu correctement, et le broker n'enregistre pas le message. Ce niveau de QoS peut également être appelé au plus une fois, QoS0 ou envoi et oubli. * Le deuxième niveau de QoS est un service acquitté. Ce niveau de QoS utilise une séquence de paquets PUBLISH/PUBACK entre le publisher et son broker, ainsi qu'entre le broker et les abonnés. Un paquet d'acquittement vérifie que le contenu a été reçu, et un mécanisme de réessai renverra le contenu d'origine si un acquittement n'est pas reçu dans un délai approprié. Cela peut entraîner la réception par l'abonné de plusieurs copies du même message. Ce niveau de QoS peut également être appelé « au moins une fois » ou QoS1. * Le troisième niveau de QoS est un service assuré. Ce niveau de QoS délivre le message avec deux paires de paquets. La première paire s'appelle PUBLISH/PUBREC, et la deuxième paire s'appelle PUBREL/PUBCOMP. Les deux paires garantissent que, quel que soit le nombre de réessais, le message ne sera livré qu'une seule fois. Ce niveau de QoS peut également être appelé « exactement une fois » ou QoS2. ![QoS MQTT](/files/562b2264864dd5c7e2707d1779214e2b278ce961) ## Avantages et inconvénients ### Avantages : * MQTT est indépendant du type de paquet. La charge utile du protocole MQTT peut transporter tout type de données, comme des données binaires, du texte ASCII, etc. Le récepteur doit l'interpréter et le décoder selon le format utilisé par l'émetteur. * Il utilise un paquet de petite taille et peut être utilisé pour des applications à faible bande passante. * Il offre une consommation d'énergie de la batterie plus faible. * C'est un protocole fiable, car il utilise les options QoS pour garantir la livraison. * En raison de son modèle de publication/abonnement, il est évolutif. * Il offre une conception découplée, car il est facile de découpler l'appareil et le serveur. Idéal pour les communications distribuées un-à-plusieurs et les applications séparées. * Un appareil de publication peut envoyer des données au serveur à tout moment, quel que soit son état. * Équipé de la fonction LWT (Last Will and Testament) pour notifier les parties d’une déconnexion anormale du client. * S’appuie sur TCP/IP pour les tâches de communication de base. * Conçu pour envoyer des messages selon les modèles « au maximum une fois », « au moins une fois » et « exactement une fois ». ### Inconvénients : * MQTT ne peut pas prendre en charge le streaming vidéo. * Problèmes de latence. * La Sécurité n’est pas intégrée. MQTT n’est pas chiffré. À la place, il utilise TLS/SSL (Sécurité de la couche transport/Couche de sockets sécurisée) pour le chiffrement de sécurité. * Un broker centralisé peut être un point unique de défaillance, car les connexions clientes avec les brokers restent ouvertes en permanence. * Il ne prend pas en charge des fonctionnalités avancées comme le contrôle de flux. ## Où MQTT peut être utilisé Alors que les applications IoT sont désormais déployées à grande échelle, MQTT s’est imposé comme un moyen ouvert, simple et évolutif de déployer l’informatique distribuée et les fonctionnalités IoT auprès d’une base d’utilisateurs plus large, tant sur les marchés grand public qu’industriels. * Gestion de Flotte. Les organisations utilisent MQTT pour créer des systèmes de gestion de flotte plus intelligents qui améliorent l’optimisation de la flotte, la sécurité des conducteurs et réduisent les coûts de carburant. De nouveaux modes de transport utilisant des drones changent également la façon dont nous acheminons les marchandises. La connectivité entre un appareil mobile utilisé par l’opérateur, les informations de télémétrie directement issues du véhicule et l’intégration dans des systèmes d’ordonnancement et de routage en back-end fournit la visibilité nécessaire pour améliorer l’exploitation globale de la flotte. * Données de capteurs environnementaux. MQTT prend en charge le modèle de remise des messages « pas plus d’une fois ». Dans les réseaux à couverture partielle du territoire ou à latence élevée, cela signifie que les informations peuvent être perdues ou dupliquées. Dans les zones où des capteurs distants enregistrent et transmettent des données à des intervalles définis, ce n’est pas un problème, car de nouvelles mesures sont reçues régulièrement. Les capteurs dans des environnements distants sont généralement des appareils à faible consommation, ce qui fait de MQTT une solution idéale pour les capteurs IoT dont la priorité de transfert des données est relativement faible. * Données de santé des machines : pour réagir rapidement aux problèmes émergents et éviter les temps d’arrêt. Par exemple, pour une centrale éolienne, vous avez besoin d’une livraison garantie des indicateurs de performance actuels aux équipes locales avant même que ces informations n’atteignent le centre de traitement des données. Dans de telles situations, la livraison des messages « au moins une fois » garantit que les indicateurs appropriés seront repérés en temps utile par les spécialistes nécessaires, même s’ils arrivent en double. C’est important pour la communication machine à machine avec une priorité plus élevée. * Systèmes de facturation : il existe même des messages encore plus prioritaires et précis qui doivent être traités correctement. Dans les situations professionnelles où la duplication des enregistrements est inacceptable, y compris dans les systèmes de facturation, l’indicateur QoS de transmission « exactement une fois » est utile. Cela élimine la duplication ou la perte de paquets dans les systèmes de facturation, réduit le nombre d’anomalies et de contradictions inutiles dans l’accord. * Applications de messagerie textuelle pour la communication en temps réel qui capitalisent sur la faible consommation de données et d’énergie de MQTT. Par exemple, Facebook utilise MQTT pour son application Messenger, non seulement parce que le protocole économise la batterie lors des messages de téléphone mobile à téléphone mobile, mais aussi parce qu’il permet de livrer les messages efficacement en quelques millisecondes, malgré des connexions Internet inconstantes à travers le monde. ## Appareils MQTT pris en charge par Navixy * Xirgo Global FMS500 Light MQTT (IOTM) * Xirgo Global FMS500 Light+ MQTT (IOTM) * Xirgo Global FMS500 StCAN MQTT (IOTM) * BCE FMS500 Light MQTT (IOTM) * BCE FMS500 Light+ MQTT (IOTM) * BCE FMS500 StCAN MQTT (IOTM) * GlobalmatiX xTCU ## Comment configurer les appareils MQTT pour fonctionner avec Navixy ### Configuration des appareils MQTT Xirgo et BCE Pour configurer l’appareil Xirgo et BCE pour fonctionner avec MQTT : * Dans FMSET : choisissez **Connectivité** → **Serveur de télémétrie** → **Paramètres de l’adresse du broker MQTT** et spécifiez l’hôte : [mqtt.eu.navixy.com](http://mqtt.eu.navixy.com/) pour le serveur UE et [mqtt.us.navixy.com](http://mqtt.us.navixy.com/) pour le serveur des États-Unis, port 1883. * Et ajoutez l’utilisateur par défaut dans **Sécurité MQTT** -> **Autorisation**\ ![MQTT device configuration](/files/5a4100349ca2201e7a70681486e48db4ead5adc2) ### Configuration de l’appareil MQTT Globalmatix Pour configurer l’appareil Globalmatix pour fonctionner avec MQTT : * Spécifiez le serveur port 1883 pour l’UE et port 1883 pour les États-Unis * **Utilisateur/mot de passe**: globalmatix/secretword * **Sujet**: globalmatix/in Pour configurer l’appareil Globalmatix pour fonctionner avec MQTTS : * Spécifiez **le serveur** port 8883 pour l’UE et port 8883 pour les États-Unis * **Utilisateur/mot de passe**: globalmatix/secretword * **Sujet**: globalmatix/in --- # Agent Instructions This documentation is published with GitBook. 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