Устанка Mosquitto MQTT Broker на Ubuntu Server 20.04/22.04

Mosquitto — это брокер сообщений с открытым исходным кодом, который использует протокол телеметрии очереди сообщений (MQTT). MQTT работает на основе модели TCP/IP и является стандартной платформой обмена сообщениями для Интернета вещей (IoT).

Поскольку протокол MQQT чрезвычайно легкий, его небольшой объем кода позволяет создавать приложения для устройств с минимальными ресурсами, такими как короткое время автономной работы, ограниченная пропускная способность сети и ненадежное подключение к Интернету.

Приложение Mosquitto поддерживает топологию издатель/подписчик. В этой модели клиенты подключаются к серверу Mosquitto, который действует как брокер для распространения информации среди других клиентов, на которые они подписаны или отправляют сообщения в канал.

В этом руководстве вы установите и настроите приложение Mosquitto и узнаете, как управляемый событиями протокол MQQT работает с приложениями IoT.

Предварительные условия

Чтобы следовать этому руководству, вам необходимо:

Устанавливаем сервер Mosquitto

Вы получите mosquitto пакет из репозитория программного обеспечения Ubuntu, выполнив следующие шаги.

Подключитесь по SSH к вашему серверу и обновите индекс информации о пакете.

Сначала делаем:

sudo apt update

1. Устанавливаем mosquitto пакет

sudo apt install -y mosquitto

Теперь пакет mosquitto должен загрузиться на ваш сервер. Подтвердите статус услуги mosquitto.

$ sudo systemctl status mosquitto

Убедитесь, что пакет имеет loaded формат и active.

После запуска вы можете управлять mosquitto службами, выполнив следующие команды.

sudo systemctl stop mosquitto

sudo systemctl start mosquitto

sudo systemctl restart mosquitto

2. Устанавливаем клиент и тестируем Mosquitto

При использовании клиента MQTT вы подключаетесь к брокеру Mosquitto для отправки и получения сообщений на разные темы в зависимости от варианта использования приложения. Клиент может быть издателем, подписчиком или тем и другим.

Пакет Mosquitto поставляется с клиентом командной строки, который позволяет тестировать функции сервера. Установите клиент.

sudo apt install -y mosquitto-clients

Далее вы подписываетесь на тему. В протоколе MQQT тема — это строка, которую сервер/брокер использует для фильтрации сообщений для подключенных клиентов. Например, вот несколько примеров тем, которые вы можете использовать при использовании брокера Mosquitto в приложении домашней автоматизации.

Чтобы подписаться на тему, выполните mosquitto_sub -tкоманду, за которой следует название темы, на которую вы хотите подписаться. Например, чтобы подписаться на home/lights/sitting_roomтему, выполните.

mosquitto_sub -t "home/lights/sitting_room"

Обратите внимание, что приведенная выше команда имеет функцию блокировки и переводит ваш терминал оболочки в состояние прослушивания.

Откройте второе окно терминала и не закрывайте первое. На этот раз опубликуйте сообщение «ON» в теме темы home/lights/sitting_roomс помощью mosquitto_pub -mкоманды.

mosquitto_pub -m "ON" -t "home/lights/sitting_room"

Теперь вы должны получить ON полезную нагрузку в первом окне.

Затем опубликуйте OFFсообщение на ту же home/lights/sitting_roomтему на втором терминале.

mosquitto_pub -m "OFF" -t "home/lights/sitting_room"

Ваш брокер также должен отобразить новое сообщение.

В этом руководстве вы вручную подписываетесь и публикуете сообщения, используя клиенты Mosquitto в демонстрационных целях. В реальных приложениях вам следует программировать небольшие микрочипы, поддерживающие уровень TCP/IP, такие, как ESP8266, чтобы передавать сообщение брокеру для управления или даже мониторинга устройств. Вот несколько распространенных случаев использования пакета Mosquitto в реальной жизни.

Мониторинг сердцебиения пациентов и отправка их на центральный сервер для мониторинга врачами. Это позволяет избежать больших транспортных расходов, которые пациенты могут понести при поездке в больницу.

В газовой и нефтяной промышленности устройства MQQT отслеживают различные параметры и отправляют данные центральному брокеру. Обычно это связано с тысячами датчиков в удаленных местах, которые собирают и отправляют данные через спутниковые каналы связи, оплата за которые взимается за использование данных. К счастью, топология MQQT сводит передачу к минимуму и передает данные на сервер только при необходимости.

В транспортной отрасли устройства MQQT отслеживают местоположение поездов в режиме реального времени и отправляют данные в штаб-квартиры компаний, чтобы предоставить более полную информацию клиентам, которые хотят путешествовать без каких-либо задержек.

Кроме того, брокер Mosquitto можно использовать в качестве промежуточного уровня в приложении чата для обновления онлайн-статуса пользователей и передачи сообщений между конечными пользователями.

Другой распространенный сценарий, в котором сервер Mosquitto может хорошо подойти, — это разделенные системы. Клиенты могут отправлять данные брокеру, который затем отправляет данные в базу данных для постоянного хранения.

В дополнение к вышеперечисленным вариантам использования существуют десятки библиотек, которые вы можете использовать для подключения к серверу Mosquitto, используя ваш любимый язык программирования, включая PHP, Python, Golang и другие.

3. Защита сервера Mosquitto

По умолчанию сервер Mosquitto не защищен. Однако вы можете выполнить некоторые настройки конфигурации, чтобы защитить его с помощью имен пользователей и паролей.

Mosquitto считывает информацию о конфигурации из следующего места.

Создайте default.conf в каталоге.

sudo nano /etc/mosquitto/conf.d/default.conf

Вставьте информацию ниже, чтобы отключить anonymous соединения и позволить Mosquitto читать действительные учетные данные из /etc/mosquitto/passwd файла.

Сохраните и закройте файл.

Откройте /etc/mosquitto/passwdфайл с расширением nano.

sudo nano /etc/mosquitto/passwd

Затем заполните файл данными учетной записи пользователей, которых вы хотите подключить к серверу Mosquitto. Замените EXAMPLE_PASSWORDи EXAMPLE_PASSWORD_2сильными значениями.

Сохраните и закройте файл.

Далее воспользуйтесь mosquitto_passwdутилитой для шифрования паролей.

sudo mosquitto_passwd -U /etc/mosquitto/passwd

Ваши пароли теперь зашифрованы в формате, который может расшифровать только сервер Mosquitto. Используйте команду Linux catдля подтверждения процесса шифрования.

sudo cat /etc/mosquitto/passwd

Выход.

Перезапустите mosquittoслужбу, чтобы загрузить новые изменения.

sudo systemctl restart mosquitto

С этого момента вам следует выполнять любую команду pub/sub, используя приведенный ниже синтаксис. Не забудьте заменить john_doeи EXAMPLE_PASSWORDучетными данными, которые вы определили в файле паролей.

Не аутентифицированные команды или соединения с неправильными учетными данными теперь должны завершаться неудачно.

Выход.

Заключение

В этом руководстве вы установили и настроили сервер Mosquitto на своем сервере Ubuntu 20.04. Вы также использовали интерфейс командной строки для подписки и публикации сообщений в примерной теме. Рассмотрите возможность использования сервера Mosquitto в следующий раз при развертывании приложения Интернета вещей.