MQTTブローカーとは？

MQTTは、インターネット・オブ・シングス(IoT)の領域を支える軽量で効率的なプロトコルです。この記事では、通信を仲介する中央ハブ、つまりMQTTブローカーの機能を深掘りし、その実装の比較、使用例、特性、そしてベストプラクティスを詳細にレビューします。

MQTTブローカーとは、MQTTクライアント間で通信を可能にするための中間エンティティです。具体的には、MQTTブローカーは、クライアントから送信されたメッセージを受け取り、トピックごとにメッセージをフィルタリングし、サブスクライバーに配信します。

MQTTブローカーの活用により、パブリッシュ/サブスクライブ(pub/sub)通信モデルを効果的に実現することができます。これにより、MQTTは非常に効率的でスケーラブルなプロトコルとして機能します。

なぜMQTTブローカーが重要ですか？

MQTTブローカーは、MQTTクライアント（パブリッシャーとサブスクライバー）間の通信を促進し、MQTTアーキテクチャの中心的な役割を果たします。MQTTブローカーの重要性は以下の要素に由来します：

メッセージのルーティング：MQTTブローカーはパブリッシャーからメッセージを受け取り、それをトピックのサブスクリプションに基づいて適切なサブスクライバーにルーティングします。これにより、クライアント間の直接の接続が不要となり、メッセージの配信が効率的かつ正確に行われます。
スケーラビリティ：MQTTブローカーは、大量の同時接続を処理する能力を持ちます。これは、IoTやM2M通信シナリオで数千から数百万のデバイスが存在する可能性がある状況で必要となる能力です。この接続とメッセージの管理能力により、MQTTプロトコルは効果的にスケールアップできます。
セキュリティ：MQTTブローカーは認証や暗号化などのセキュリティ機能を提供し、IoTデバイスとアプリケーション間でデータの安全性を確保します。詳細はこちら：「MQTTセキュリティについて知っておくべき7つの重要事項 2023」。
統合：MQTTブローカーは、他の通信プロトコルやクラウドプラットフォームと統合し、全体的なIoTソリューションを提供します。たとえば、MQTTブローカーは、AWS IoT、Google Cloud IoT、またはMicrosoft Azure IoT Hubと統合し、シームレスなIoTエコシステムを構築します。
セッション管理：MQTTブローカーは、クライアントのサブスクリプション情報の維持や、クライアントがオンラインになったときに配信するために保存されるメッセージの管理など、クライアントのセッション管理を担当します。このセッション管理機能により、クライアントが接続を切断して後にブローカーに再接続しても、メッセージが失われることはありません。詳細はこちら：「MQTT Persistent SessionとClean Sessionの説明」。

MQTTブローカーアーキテクチャの概要

MQTTブローカーアーキテクチャは、メッセージプロデューサー（パブリッシャー）とメッセージコンシューマー（サブスクライバー）を分離するパブリッシュ/サブスクライブメッセージングパターンに基づいています。このアーキテクチャは、クライアント、トピック、ブローカーの3つの主要コンポーネントから成り立ちます。

MQTTブローカー・サーバー

MQTT ブローカーは、パブリッシャーからメッセージを受信し、トピックのサブスクリプションに基づいてサブスクライバーに配信するサーバーである。クライアント接続を管理し、サブスクリプションとアンサブスクリプションを処理し、指定された QoS (Quality of Service) レベルに従ってメッセージ配信を保証する。
MQTTクライアント

MQTT クライアントは、パブリッシャー、サブスクライバー、またはその両方になることができる。パブリッシャは MQTT ブローカにメッセージを送信し、サブスクライバはブローカからメッセージを受信する。クライアントは、IoT デバイス、モバイルアプリケーション、その他のサーバーなど、MQTT プロトコルを使用して MQTT ブローカーへの接続を確立できるデバイスまたはアプリケーションであれば何でもよい。
トピックス

トピックはメッセージのサブジェクトやカテゴリを定義する階層的な文字列です。パブリッシャーがブローカーにメッセージを送信する際、特定のトピックに関連付ける。サブスクライバは、1 つまたは複数の MQTT トピックをサブスクライブすることで、メッセージの受信に関心を示す。ブローカーは、トピックのサブスクリプションに基づいて、適切なサブスクライバーにメッセージをルーティングします。

MQTT ブローカー・アーキテクチャには、集中型と分散型がある。集中型アーキテクチャでは、単一のブローカーがクライアント間のすべての通信を処理する。分散アーキテクチャでは、複数のブローカーが連携してスケーラブルでフォールトトレラントなメッセージングインフラストラクチャを提供します。分散アーキテクチャの各ブローカーは、他のブローカーと協調してメッセージルーティングを管理し、メッセージが意図した受信者に確実に配信されるようにすることができます。

全体として、MQTTブローカー・アーキテクチャは、柔軟で効率的なメッセージング・インフラストラクチャを提供し、デバイスとアプリケーションのセキュアで効率的なスケールの通信を可能にします。

MQTTブローカーを選ぶ方法と、評価プロセスをサポートするリソースについて説明します。

MQTTブローカーを選ぶ際のポイントや評価プロセスを支援するリソースについて、以下の記事が役立ちます。組織のニーズに合った最適なMQTTブローカーを選ぶために、ぜひ参考にしてください。

評価基準

MQTTブローカー2023を選ぶ際に考慮すべき7つの要素

2023年に完璧なMQTTブローカーをお探しですか？選択する前に、以下の7つの重要な要素を考慮してください。詳しくはガイドをお読みください。

MQTTブローカーの比較

2023年におけるオープンソースMQTTブローカーの包括的比較

この記事では、2023年におけるオープンソースのトップMQTTブローカーを探り、顧客のニーズに最適なものを選ぶのに役立つよう、それらを徹底的に比較する。
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2023年に人気のオープンソースMQTTブローカーとしてEMQXとMosquittoの違いをご覧ください。
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2023年のEMQXとNanoMQ MQTTブローカーを比較して、IoTプロジェクトに最適なものを選びましょう。拡張性、セキュリティ、信頼性については、ガイドをご覧ください。
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MosquittoとNanoMQの比較｜2023 MQTTブローカーの比較

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MQTTブローカーのベンチマークテスト

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オープンMQTTベンチマーク比較：EMQX vs NanoMQ

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オープンMQTTベンチマーク比較：EMQXとMosquittoの比較

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EMQX 5.0による100M MQTT接続の実現

MQTTブローカーEMQXのスケーラビリティをストレステストするために、23台のEMQXノードのクラスタに100万のMQTT接続を確立し、EMQXのパフォーマンスを述べる記事です。

MQTTブローカーをスタートすることに役立つリソース

EMQX Cloudを始めよう：MQTTサービスを始める最も簡単な方法

このページでは、フルマネージドMQTTサービスであるEMQX Cloudのアカウント作成から、EMQX Cloudの機能や特徴について、ステップ・バイ・ステップでご紹介します。
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EMQX MQTTブローカーは複数のセキュリティ認証をサポートしています。この記事では、EMQXでMQTTのSSL/TLSを有効にする方法を紹介します。

MQTTブローカーの統合

PrometheusとGrafanaでMQTTブローカーを監視する

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IoTデータ収集には大量の機器とデータが含まれるため、EMQX + ClickHouseはIoTデータへのアクセス、保存、分析、処理が完全に可能です。
ThingsBoardでMQTTデータにアクセスする方法

ここでは、ThingsBoard CloudとEMQX Cloudを組み合わせて使用し、サードパーティのMQTTブローカーをThingsBoardに統合してMQTTデータにアクセスする方法を説明します。
Node-REDでMQTTデータを処理する

今回は、Node-REDを使ってMQTTブローカーにアクセスし、MQTTデータを加工してからブローカーに送信するまでの操作手順を紹介した。

EMQX: 世界で最もスケーラブルなMQTTブローカー

EMQX は1.15万のスターを獲得している人気のMQTTブローカーの一つで、GitHub上にあるEMQXプロジェクトは2012年に立ち上げられ、Apache version 2.0のライセンス下にある。EMQXは大規模にスケーラブルなソフトリアルタイムシステムを構築するためのErlang/OTPプログラミング言語で書かれている。

EMQXはMQTT 5.0、MQTT-SN、MQTT over QUICのような高度な機能をサポートする世界で最もスケーラブルなMQTTブローカーです。ハイアベイラビリティと水平方向スケーラビリティのためにマスタレスクラスタリングをサポートしています。最新版のEMQX 5.0は、23ノードのシングルクラスタで100万の同時MQTT接続を確立することができます

EMQXは豊富なエンタープライズ機能、データインテグレーション、クラウドホスティングサービス、EMQ Technologies Inc.からの商用サポートを提供しています。年間を通じて高いパフォーマンス、信頼性、スケーラビリティのためにエンタープライズ、スタートアップ、個人の間で評判を得ています。特に、インダストリアルIoT、コネクテッドカー、製造業、通信業などの各種ビジネスクリティカルなアプリケーションで広く活用されています。

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なぜMQTTブローカーが重要ですか？

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