> 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). # Principes fondamentaux de MQTT Protocole publication/abonnement qui alimente la communication légère des appareils IoT. Couvre la configuration du broker MQTT, les formats de message, les niveaux de QoS et les cas d'utilisation en télématique. Le protocole Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) est utilisé depuis de nombreuses années, mais il est aujourd'hui particulièrement pertinent en raison de la croissance explosive de l'IoT : les appareils grand public et industriels mettent en œuvre des réseaux distribués et l'informatique en périphérie, et les appareils à transmission de données continue font désormais partie du quotidien. Une croissance aussi intensive 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 était utilisé pour surveiller des oléoducs dans le cadre SCADA. L'objectif était d'avoir un protocole économe en bande passante, léger et consommant peu d'énergie, car les appareils étaient connectés via un lien satellite qui, à l'époque, était extrêmement coûteux. À l'heure actuelle, la plupart des appareils utilisent la version 5.0. Le protocole 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 les connexions avec des sites distants où une « faible empreinte de code » est requise ou lorsque la bande passante du réseau est limitée. Le protocole est une norme ouverte OASIS et une recommandation 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 de batterie limitée. Aujourd'hui, cela inclut les smartphones, ainsi qu'un nombre toujours croissant de capteurs et d'appareils connectés. Ainsi, MQTT est devenu un protocole de flux de données entre des appareils à puissance CPU limitée et/ou à autonomie de batterie limitée, ainsi que pour des réseaux dont la bande passante est coûteuse ou faible, dont la stabilité est imprévisible ou dont la latence est élevée. C'est pourquoi MQTT est connu comme le protocole idéal pour l'IoT. Il repose sur le protocole TCP/IP, mais il existe une branche MQTT-SN pour fonctionner sur Bluetooth, UDP, ZigBee et sur d'autres réseaux IoT autres que TCP/IP. ## Comment cela fonctionne ### Le modèle de publication et d'abonnement Il existe 2 définitions principales dans MQTT : le broker MQTT et le client MQTT. Un broker MQTT est un serveur qui reçoit tous les messages des clients, puis les achemine vers les clients destinataires appropriés. En termes simples, le broker joue le rôle d'un bureau de poste ; MQTT n'utilise pas l'adresse du destinataire prévu mais utilise la ligne d'objet appelée « Topic », et toute personne qui souhaite une copie de ce message s'abonnera à ce topic. Plusieurs clients peuvent recevoir le message d'un seul broker (capacité un-à-plusieurs). De même, plusieurs éditeurs peuvent publier des topics vers un seul abonné (plusieurs-à-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 du 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 transmet ensuite le message à tous les clients qui sont abonnés à ce sujet. Puisque les messages MQTT sont organisés par sujets, le développeur de l’application a la flexibilité de spécifier que certains clients ne peuvent interagir qu’avec certains messages. Par exemple, les capteurs publieront leurs relevés sous le sujet « sensor\_data » et s’abonneront au sujet « config\_change ». Les applications de traitement des données qui enregistrent les Données du capteur dans une base de données backend s’abonneront au sujet « sensor\_data ». Une application de console d’administration pourrait recevoir les Commandes de l’administrateur système afin d’ajuster les configurations des capteurs, telles que la sensibilité et la fréquence d’échantillonnage, et publier ces modifications sous le sujet « config\_change ». ### Types de messages MQTT Une session MQTT est divisée 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 si une identité client réutilisée lui est fournie. 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’établissement de liaison SSL/TLS, le client valide le certificat du serveur et authentifie le serveur. Le client peut également fournir un certificat client au broker pendant l’établissement de liaison. 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 situations, 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, accepteront des clients anonymes. Dans ce cas, le nom d’utilisateur et le mot de passe sont simplement laissés vides. ### Format de message MQTT MQTT est considéré comme un protocole léger, car tous ses messages ont une empreinte de code réduite. 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, alors que les deux autres, l'en-tête variable et la charge utile, ne sont pas toujours présents. ![Format de message MQTT](https://938069364-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-6ea9b1f21c9f81792c5f2c59d36794c86f4881ab%2Fimagen-20231019-231143.png?alt=media) 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 de type de commande. Ce type détermine l'action qui sera effectuée : le client souhaite s'abonner au sujet, un nouveau message est publié pour les abonnés, etc. Les 4 bits suivants sont les bits d'indicateur de contrôle et ils sont utilisés par la commande PUBLISH ; pour les autres 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 ou des indicateurs supplémentaires, et ils varient en fonction du 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. La charge utile est elle aussi 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'identifiant du 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 Le QoS désigne un accord entre l'émetteur d'un message et son destinataire. Il constitue une fonctionnalité clé de MQTT, en donnant au client la possibilité de choisir entre trois niveaux de service. Les trois niveaux de QoS différents déterminent la manière dont le contenu est géré par le protocole MQTT. Bien que les niveaux de QoS plus élevés soient plus fiables, ils impliquent davantage de latence et d'exigences 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 MQTT une seule fois, et le broker MQTT 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 MQTT n'enregistre pas le message. Ce niveau de QoS peut aussi être appelé au plus une fois, QoS0 ou envoi sans attendre de confirmation. * Le deuxième niveau de QoS est le service avec accusé de réception. Ce niveau de QoS utilise une séquence de paquets PUBLISH/PUBACK entre l’éditeur et son broker MQTT, ainsi qu’entre le broker MQTT et les abonnés. Un paquet d’accusé de réception vérifie que le contenu a été reçu, et un mécanisme de nouvelle tentative enverra à nouveau le contenu d’origine si un accusé de réception n’est pas reçu en temps voulu. 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 le service garanti. Ce niveau de QoS livre 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 tentatives, le message ne sera livré qu’une seule fois. Ce niveau de QoS peut également être appelé exactement une fois ou QoS2. ![QoS MQTT](https://938069364-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-9ab221645f4cb2fd3ec068c2cbd9aa27a4196e83%2Fchrome_q1ak4noiok-600x466.png?alt=media) ## Avantages et inconvénients ### Avantages : * MQTT est agnostique aux paquets. La charge utile du protocole MQTT peut transporter n’importe quel 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 batterie plus faible. * C’est un protocole fiable, car il utilise des options de QoS pour assurer une livraison garantie. * Grâce à son modèle 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 informer les parties d'une déconnexion anormale du client. * S'appuie sur TCP/IP pour les missions de communication de base. * Conçu pour transmettre des messages selon les modèles « au maximum une fois », « au minimum 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 (Transport Layer Security/Secure Sockets Layer) pour le chiffrement de la Sécurité. * Un broker centralisé peut être un point de défaillance, car les connexions des clients avec les brokers sont ouvertes en permanence. * Il ne prend pas en charge les fonctionnalités avancées telles que le contrôle de flux. ## Où MQTT peut être utilisé Comme les applications IoT sont désormais déployées à grande échelle, MQTT s’est imposé comme une solution ouverte, simple et évolutive pour 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. Des organisations utilisent MQTT pour créer des systèmes de gestion de flotte plus intelligents qui améliorent l’optimisation de la flotte, la sécurité du conducteur 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 aux systèmes d’ordonnancement et de routage en arrière-plan offre la visibilité nécessaire pour améliorer le fonctionnement global de la flotte. * Données du capteur concernant l’environnement. MQTT prend en charge le modèle de transmission des messages « au plus une fois ». Dans les réseaux à couverture territoriale partielle 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, cela ne pose pas de 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 sur l’état 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 transmission 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 transmission des messages « au moins une fois » garantit que les indicateurs appropriés seront repérés en temps utile par les spécialistes concernés, même s’ils arrivent en double. C’est important pour la communication de machine à machine, avec une priorité plus élevée. * Systèmes de facturation : Il existe même des messages encore plus prioritaires et plus précis qui doivent être gérés correctement. Dans les situations commerciales 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 le contrat. * Applications de messagerie textuelle pour la communication en temps réel qui tirent parti de 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 préserve l’autonomie de la batterie lors des échanges de messages entre téléphones mobiles, mais aussi parce qu’il permet de transmettre les messages efficacement en quelques millisecondes, malgré des connexions Internet irrégulières dans le monde entier. ## 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 des appareils MQTT pour qu’ils fonctionnent avec Navixy ### Configuration des appareils MQTT Xirgo et BCE Pour configurer l’appareil Xirgo et BCE afin qu’il fonctionne 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 US, port 1883. * Et ajoutez l’utilisateur par défaut dans **Sécurité MQTT** -> **Autorisation**\ ![MQTT device configuration](https://938069364-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2FIgDb43gtyXcm1Av4h1np%2Fuploads%2Fgit-blob-197f3834a584ce60ef3ef825d645d2e490e2b1b7%2Fimagen-20231019-231034.png?alt=media) ### Configuration de l’appareil MQTT Globalmatix Pour configurer l’appareil Globalmatix afin qu’il fonctionne 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 afin qu’il fonctionne 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. GitBook is the documentation platform designed so that both humans and AI agents can read, navigate, and reason over technical content effectively. Learn more at gitbook.com. ## Querying This Documentation If you need additional information that is not directly available in this page, you can query the documentation dynamically by asking a question. Perform an HTTP GET request on the current page URL with the `ask` query parameter, and the optional `goal` query parameter: ``` GET https://navixy.com/docs/expert-center/fr/vehicle-telematics-technology/connectivity/mqtt-fundamentals.md?ask=&goal= ``` `ask` is the immediate question: it should be specific, self-contained, and written in natural language. `goal` is optional and describes the broader end goal you are ultimately trying to accomplish on behalf of the user. GitBook uses it to tailor the answer towards what is most useful for that goal. 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