IoT時代を支えるプロトコル「MQTT」（前編）

システム環境の明後日を支える新技術（4）

IoT時代を支えるプロトコルMQTT

　MQTTは「MQTT is a machine-to-machine (M2M)/"Internet of Things" connectivity protocol. It was designed as an extremely lightweight publish/subscribe messaging transport」（http://mqtt.org/より引用）と定義されており、IoTやM2M（Machine-to-Machine）向けに開発された軽量プロトコルです。センサデバイスから少量のデータを定期的に送受信もしくは配信を行うために最適化された、私たちがなじみ深いHTTP（Hyper Text Transfer Protocol）とは異なるプロトコルです。Client-Serverにあたるソフトウェア実装はC, Java, JavaScript, Python, Lua, C++, .NET, Perl, PHP, Rubyなどで書かれており、センサデバイスの環境により最適なライブラリやソフトウェア実装を選ぶことができます（図3）。

図3 MQTT Servers/Brokers実装一覧

　今回はまず「MQTTはどこまで軽量で安全化？」を確認するため、インターネットを経由したMQTTによるデモを見ていきましょう。

MQTTでつなぐ

　インターネット経由でMQTTのデモする場合、「http://test.mosquitto.org/」を利用するのがリーズナブルです。http://test.mosquitto.org/上ではBroker/Server側の設定はすべて済んでいますので、Client/Subscriber側を用意するだけでよいのです。今回はWindows環境でMQTTのPythonライブラリであるpaho-mqttを使って接続してみましょう。まずは図4に従いMQTT環境と整えていきましょう。

図4. MQTT Pythonライブラリをインストールする

C:\> python-3.4.1.amd64.msi    ※https://www.python.org/downloads/ からダウンロードする
C:\> cd Python34\Scripts
C:\Python34\Scripts> pip install paho-mqtt
Downloading/unpacking paho-mqtt
  Running setup.py (path:C:\Users … \paho-mqtt\setup.py) egg_info for package paho-mqtt
Installing collected packages: paho-mqtt
  Running setup.py install for paho-mqtt

Successfully installed paho-mqtt
Cleaning up...

　つづいてMQTT PythonライブラリをつかってClient側を設定を行います（図5）。

図5．MQTT Pythonライブラリを使ったClient/Subscriber接続のプログラム例

C:\test> notepad unencrypted-mqtt.py    ※Windowsのメモ帳を使ってプログラム作成
# coding=utf8
import paho.mqtt.client as mqtt

def on_connect(client, userdata, flags, rc):
    print("Connected with result code "+str(rc))

    client.subscribe("test")

def on_message(client, userdata, msg):
    print(msg.topic+" "+str(msg.payload))

client = mqtt.Client()
client.on_connect = on_connect
client.on_message = on_message

client.connect("test.mosquitto.org", 1883)
client.loop_forever()

　今回は接続先をデモ環境であるtest.mosquitto.orgの1833番ポートに「SSLなし」で接続しています。

　準備が整ったら。すぐに接続してみましょう（図6）。

図6. MQTT Pythonライブラリを使ったClient/Subscriber接続の実行例

C:\test> py unencrypted-mqtt.py
Connected with result code 0
test b'Hello World'

　これで接続完了です。ですが、これでは皆様も釈然としないかと思いますので、プロトコル詳解をネットワークアナライザであるWiresharkを使って見てみましょう。