Nel 1999 gli ingegneri Andy Stanford-Clark (IBM) e Arlen Nipper (Arcom, e oggi Cirrus Link) creano il protocollo MQTT Message Queuing Telemetry Transport e nello stesso anno viene rilasciata la prima versione. Oggi MQTT, disponibile nella versione 3.1.1, è diventato il protocollo più diffuso in ambito IoT, considerato uno standard di riferimento dal 2014 dalla organizzazione internazionale OASIS (Organization for the Advancement of Structured Information Standards), che promuove l’adozione di open standards e l’interoperabilità in contesti quali cloud computing, energia e Internet delle Cose. Il protocollo è open, disponibile con licenza royalty-free, dopo la donazione da parte di IBM dal 2011 al progetto Eclipse Paho.
MQTT è basato sul modello publish/subscribe, ovvero su un’architettura event-based, in cui i publishers pubblicano eventi strutturati (messaggi su un certo topic) su un event service (generalmente indicato come broker) e i subscribers manifestano il loro interesse per un evento particolare attraverso subscriptions, diventando destinatari della distribuzione da parte del broker, ogni volta che un nuovo messaggio viene pubblicato su quell’argomento. Questo paradigma, molto distante dal modello request/response che ha accompagnato la nascita di Internet, permette una facile distribuzione di messaggio one-to-many, cioè la trasmissione di messaggi da un publisher a molti subscribers, risultando quindi particolarmente adatto a supportare il pervasive computing.
La comunicazione più idonea all’"Internet delle Cose" risponde inoltre ad alcune necessità. Se Internet mette in comunicazione macchine complesse, con prestazioni crescenti in termini computazionali e di memoria, Internet of Things connette dispositivi meno sofisticati, spesso embedded, con richiesta di impiego minimo di risorse energetiche, minore flessibilità computazionale e quindi capacità più limitate, oltre che maggiore accessibilità economica. Il protocollo MQTT, leggero e semplice da implementare, è particolarmente indicato per questi vincoli e nei casi in cui la rete consenta larghezza di banda limitata, ovvero per dispositivi e ambienti constrained.
MQTT viaggia su protocollo di rete TCP/IP e ha bassi overhead di trasporto, dato anche un formato di messaggio con header fissato a 2 bytes, che è anche la dimensione minima di un pacchetto. MQTT fornisce tre tipi di Quality of Service. Immaginando un sensore che rilevi lo stato di una porta (aperto/chiuso), si intuisce l’importanza che la trasmissione di un messaggio di cambiamento di stato, ad esempio per funzioni di allarme, avvenga senza perdita di informazione. I tre livelli di servizio sono:
0. At most once (al più una volta): i messaggi vengono consegnati in base al miglior effort di rete, per cui possono avvenire perdite o repliche di informazione;
1. At least once (almeno una volta): si assicura l’arrivo del messaggio, ma possono avvenire repliche;
2. Exactly once (esattamente una volta): si assicura che i messaggi arrivino esattamente una volta.
I protocolli di comunicazione si evolvono attraverso cambiamenti di paradigma e in accordo alle diverse necessità dei sistemi. Per la comunicazione nell’Internet of Things le prospettive di sviluppo sono molto ampie, con sfide aperte come l’interoperabilità (MQTT è solo uno dei molti protocolli esistenti) e la sicurezza nello scambio di dati. Le interazioni tra oggetti e tra persone e oggetti raggiungono gradi sempre più elevati di complessità, e le piattaforme pervasive che gestiscono queste interazioni implementano gradi di socialità sempre più avanzati. In Italia il Distretto DOMUS, nato dal PON Miur Ricerca e Competitività 2007-2013, realizza la collaborazione tra ricerca e industria per lo sviluppo di questi sistemi nel contesto residenziale, e affronta in senso innovativo la social-awareness dei dispositivi.
