(一)MQTT over QUIC
MQTT over QUIC 展现出巨大的潜力,有望成为下一代 MQTT 协议标准。QUIC 作为一种运行于 UDP 之上的传输协议,具有多路复用的特性,能够有效减少连接开销与消息延迟。根据相关数据统计,目前互联网至少 40%的流量是基于 QUIC 的,前 1000 万个网站中的 25%已经支持 HTTP/3 协议,这充分说明了 QUIC 的广泛应用前景。
与传统的 MQTT over TLS/SSL 相比,MQTT over QUIC 在初次建立连接时仅需 1 RTT,并可以利用 0 RTT 连接恢复的特性来加速重连,极大地降低了延迟,提高了数据传输速率。在诸如移动网络下的车联网以及要求极低时延的工业物联网场景下,MQTT over QUIC 能够发挥重要作用,有效提升用户体验。例如,在车联网用户面对的山区、矿场、隧道等信号死角或被动切换基站的场景中,QUIC 低连接开销和多路径支持的特性能够有效解决连接中断和恢复困难的问题。
目前,开源 MQTT 消息服务器 EMQX 在其最新的 5.0 版本中引入了 MQTT over QUIC 支持,并且正以 OASIS MQTT 技术委员会成员身份积极推进 MQTT over QUIC 的标准化落地。可以预见,在不久的将来,MQTT 也将和 HTTP/3 一样使用 QUIC 作为其主要传输层。
(二)MQTT Serverless
MQTT Serverless 模式为开发者带来了诸多优势。在这种模式下,开发者无需管理基础设施,能够更加专注于应用的业务逻辑,从而提高了敏捷性、可扩展性和成本效益。
传统的物联网应用在云上或企业私有环境中部署 MQTT 消息服务往往需要数分钟甚至数小时,而 Serverless MQTT 只需点击几下就能快速完成部署。例如,2023 年 3 月,EMQX Cloud 推出了全球首个 Serverless MQTT 服务,为用户提供了 5 秒极速部署和更灵活的计费方式。这种按量计费的定价模式,对于因业务变动带来的设备连接变化、流量不稳定等场景非常友好,能够帮助用户大幅节约开支。
Serverless MQTT 有望推动 MQTT 更广泛的应用,激发不同行业的创新协作。我们甚至可能看到每个物联网和工业物联网开发者都能拥有一个免费的 Serverless MQTT 消息服务器。
(三)MQTT 多租户架构
MQTT 多租户架构在物联网应用中具有重要意义。不同用户或租户的物联网设备可以连接到同一个大规模的 MQTT 集群,同时保持其数据和业务逻辑与其他租户隔离。
在实现方式上,通常有租户隔离和数据库隔离两种方式。在 MQTT Broker 的多租户架构中,每个设备和租户都有一个单独的、隔离的命名空间,包括独特的主题前缀和访问控制列表(ACL),确保用户只能发布或订阅自己有权访问的主题。
多租户 MQTT 消息服务器能够减少管理开销,灵活支持复杂场景或大规模物联网应用场景。例如,一个大型组织中的部门和应用可以作为不同的租户使用同一个 MQTT 集群,提高资源利用率和管理效率。
(四)MQTT Sparkplug 3.0
MQTT Sparkplug 3.0 定义了工业设备的统一数据接入规范,具有诸多关键的新功能和改进。
它增加了对 MQTT 5.0 的支持,包括共享订阅、消息过期和流量控制等新功能。优化的数据传输使用更紧凑的数据编码和压缩算法,提高了数据传输效率。扩展的数据模型允许更详细的设备信息通信,还支持配置数据和设备元数据等其他信息的传输。
在安全性方面,包括对安全性的若干改进,如支持双向 TLS 认证、优化的访问控制机制等,为工业设备的数据通信提供了更可靠的安全保障。简化的设备管理功能,如自动设备注册和发现,简化设备配置,以及改进诊断等,使得工业设备的连接和通信更加便捷高效。
随着新版本的发布,MQTT Sparkplug 3.0 将会在工业物联网领域得到更广泛的应用,为工业数据采集、处理和分析提供更强大的支持。