[IoT] 경량 프로토콜 MQTT / CoAP

사물인터넷을 위한 경량화된 통신 프로토콜 중 대표적인 두 가지를 정리해보고자 한다.
MQTT와 CoAP 은 저전력 통신이나 대역폭이 작은 네트워크에서 동작할 수 있도록 설계한 경량 통신 프로토콜이다.

Publish-Subscribe 모델
- Publisher가 Topic을 발행하면 Topic을 구독하는 모든 클라이언트에게 message를 전송한다. (이 때, Topic을 발행하는 Publisher와 Topic을 구독하는 Subscriber는 모두 Broker에 대한 클라이언트)
MQTT Broker : 각종 장치에서 보내주는 메시지를 수집하고 수집한 메시지를 다시 필요한 장치들에게 전송해주는 역할 (중간에서 서버 역할을 함)
- 대표적인 MQTT Broker 프로그램 : ‘Mosuitto’, ‘RabbitMQ’ 등
TCP 기반
세 단계의 QOS(Quality of Service)를 제공

장치들의 처리 능력, 네트워크 대역폭, 메시지 오버헤드 등 주변상황에 맞게 시스템이 동작하기 위함
- QOS = 0 : 메시지가 최대 한 번 전송 or 전혀 전송되지 않음 메시지 손실 위험이 늘어나지만 가장 빨리 전송
- QOS = 1 : 메시지가 적어도 한 번 전송 수신자가 수신할 때까지 다시 송신
  → 수신자가 메시지를 중복으로 수신하고 처리할 가능성이 있음
- QOS = 2 : 메시지는 항상 한 번 전송 메시지의 핸드셰이크 과정을 추적 → 중복 처리 가능성 X 안전하고 높은 품질을 보장하지만 가장 느린 전송
암호화가 포함되어 있지 않음 - ‘openSSL’ 활용 → 통신에 오버헤드를 더함

Request-Response 모델 (HTTP와 동일)
REST 구조 기반
→ GET, PUT, POST, DELETE 등의 메소드, 응답 코드 등을 사용
확인형(Confirmable), 비확인형(Non-confirmable), 승인(Acknowledge), 리셋(Reset) 네 가지 메시지 형 정의
- 신뢰성 있는 메시지를 전송할 경우 확인형 메시지를 전송
- 수신자가 자료나 요청을 전달 받았을 경우에는 승인 메시지를 전송
- 수신자가 수신한 자료나 요청을 처리할 수 없을 경우에는 승인 메시지 대신 리셋 메시지를 전송
- 비확인형 메시지는 주기적으로 센서 자료 값을 얻어오는 경우처럼 모니터링 방식의 경우 확인이나 응답도 요구되지 않는 메시지에 사용
UDP 기반