高性能物聯網MQTT Broker - EMQX

EMQX介面導覽與簡易MQTT通訊實作

Rick 收錄於 System

2023-11-27 約 1628 字預計閱讀 4 分鐘

前言

提到MQTT協定，大多數人第一個想到的場景應該是在物聯網的通訊之中，其中原因在於MQTT相比網頁上使用的HTTP協定來的更簡便，傳輸的封包訊息也更小。非常適用於在有限頻寬和計算資源的狀況下收發資料。

至於MQTT具體協議是在做甚麼就讓我們看下方的圖來說明

協定說明

從圖中我們可以看到正中間有一個類似MQTT大腦的地方，一般稱之為MQTT Broker，這裡會將左邊的訊息發布(Publish) 轉送到右邊的訂閱者(Subscribe)手上。這樣就完成了一次消息的傳遞。

問題: 那麼我們怎麼確認發布與通訊可以正確傳遞，但又不會拿到其他的雜訊?

從圖中可以看到各個項目連接的地方有一些類似路徑的東西，這個是所謂的主題(Topic)，發布與訂閱在同一個主題才能接收到訊息。

如果想取得多個主題可以在路徑中設置 # 來進行多主題讀取，但需要注意/代表分層且第一層開頭沒有/

與相似產品Mosquito的差異

老牌的Mosquito對於有研究IoT的愛好者來說，想必不陌生，其簡單的安裝方式。讓使用者可以快速體驗MQTT協議的各個組件如何設置。

但相較之下有以下幾個理由令我覺得使用EMQX也不失為一個好選擇。

短時間可以處理更多的消息傳遞
直接有GUI畫面可以進行瀏覽和額外設置
內部可以將數據倒出Prometheus(時序性資料庫)進行存儲
如果需要使用在微務架構上，也有提供相應的安裝方式

EMQX vs Mosquitto 官網詳細說明

開始之前

在正式進入我們今日主題之前，會需要使用以下兩項工具來演示

Docker
MQTTX

信息

如果缺少Docker環境可以看這篇私有環境網站監控系統建置 - Uptime-kuma中的安裝前置需求!!

Docker啟動EMQX

安裝好Docker之後輸入以下指令

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docker run -d --name emqx \
  -p 1883:1883 -p 8083:8083 \
  -p 8084:8084 -p 8883:8883 \
  -p 18083:18083 \
  -v $PWD/data:/opt/emqx/data \
  -v $PWD/log:/opt/emqx/log \
  emqx/emqx:5.3.1

參數說明

-d : 背景運行
-p : 端口mapping(前者是電腦本的port 後者是容器內部的port)
-v : 目錄掛載進行永久化存儲($PWD = 電腦當前目錄)
1883 : MQTT標準通信Port
8083 : WebSocket
8084 : 具有SSL 的 WebSocket
8883 : 具有SSL 的 MQTT
18083 : Web UI

本地環境如果沒有EMQX的image，Docker run 會自動到Docker Hub 上去下載，看到如右側的指令跑完，在瀏覽器上輸入 http://lcoalhost:18083即可進入Login Page

默認登入資訊

Username : admin
Password : public

第一次登系統會提示修改密碼

功能探索

系統資訊概覽

進入首頁後預設簡體中文，可以透過右上角齒輪選擇語言和黑/白模式紅框中的內容可以看到系統的資訊概覽，例如:系統資源、MQTT訂閱數量、目前有多少Topic

建立一個User

建立用戶資料庫

可以看到用戶資料庫已經建立，點選User 進入裡面新增之後要用的Username

新的user沒有帳號複雜度限制

至此已經建立了連線的必備資訊，我們可以開始透過連線來使用EMQX了

MQTT連線測試

點選新連線輸入以下資訊

HOST : MQTT + 連線IP(本機用localhost)
Port : 1883
Username : 上一小節設定的帳號
Password : 上一小節設定的密碼

設定好連線後需要先設定訂閱主題後續才能收到發布

訂閱主題 -> topic/#
發佈主題 -> topic/123、topic/456

圖片中的紅線代表著分別是哪一方產生的回應(訂閱、發佈)

圖片中發佈訊息框上面有一個寫者 topic/456 的欄位更改這裡可以發佈不同主題

WebSocket 連線設定

接下來我們可以透過同一個頁面的下方發佈和訂閱消息，但如果消息訂閱主題錯誤，會產生有送出但沒收到的狀況

圖表檢視

回到首頁可以看見剛才進行連線的資訊已經整理成時序性圖表呈現

Incoming Messages 指的是發佈傳入MQTT Broker的數量
Outgoing Messages 指的是傳入訂閱的數量

結語

相信上述的操作能讓讀者對EMQX有更進一步的認識，對於現在的環境來說，具有足夠好的擴展能力對於將MQTT協議帶入現實能力式不可少的。而這部分在此工具都有相應的滿足需求。且操作下來只要有了解MQTT組件間的傳遞就很容易上手。

當然這些只是入門，後續還會有更進階的操作可以發掘，比如使用中間件進行數據轉換，與資料庫整合、設置黑名單等等功能就留給各位去探索了