MQTT 是物联网音讯传输规范协议，其选用极其轻量级的发布订阅音讯模型，以可扩展、牢靠且高效的办法衔接物联网设备。
自 1999 年 IBM 发布 MQTT 以来现已过去了二十多年，而自 2012 年 EMQ 在 GitHub 上发布开源 MQTT 音讯服务器 EMQX，也现已过去了十年。现在，我们来到了各类新式技能飞速前进的 2023 年，跟着 MQTT 在物联网中的运用规模不断增加，场景更加多样化，我们能够预见在 MQTT 技能范畴中将会出现以下 7 个发展趋势。
MQTT over QUIC
QUIC（Quick UDP Internet Connections）是由 Google 开发的一种新的传输协议，运行于 UDP 之上，旨在减少建立新衔接所带来的推迟，提高数据传输速率，并处理 TCP 的一些限制。
下一代互联网协议 HTTP/3 运用了 QUIC 作为底层传输协议，为网络运用带来了比 HTTP/2 更低的时延和更好的加载体会。
MQTT over QUIC 是自 2017 年 MQTT 5.0 规范发布以来 MQTT 协议中最具立异性的发展。凭仗多路复用、更快的衔接建立和搬迁等优势特性，其具有成为下一代 MQTT 协议规范的潜力。
MQTT 5.0 界说了三种传输类型：TCP、TLS 和 WebSocket。在物联网安全最佳实践中，MQTT over TLS/SSL 广泛用于出产环境以维护客户端和 Broker 之间的通讯。然而它速度慢、推迟高，需求 3.5 个 RTT，即 TCP 3 次握手以及 TLS 4 次握手才能建立新的 MQTT 衔接。
与 MQTT over TLS/SSL 相比，MQTT over QUIC 更快且推迟更低，在初度建立衔接时仅需 1 RTT，并能够运用 0 RTT 衔接恢复的特性来加速重连。QUIC 协议栈能够针对各种用例进行定制，例如在不稳定网络环境下，或是客户端到服务器更低推迟通讯的场景。它能够在诸如移动网络下的车联网（IoV）以及要求极低时延的工业物联网（IIoT）场景下发挥重要作用，并有效提升其运用体会。
开源 MQTT 音讯服务器 EMQX 在其最新的 5.0 版本中引入了 MQTT over QUIC 支撑，是全球首个支撑 MQTT over QUIC 的 MQTT 音讯服务器。目前 EMQ 正以 OASIS MQTT 技能委员会成员身份活跃推动 MQTT over QUIC 的规范化落地，能够预见在不久的将来，MQTT 也将和 HTTP/3 相同运用 QUIC 作为其主要传输层。
MQTT Serverless
云计算中 Serverless 形式的鼓起标志着运用的设计、开发、布置和运行办法发生了突破性的范式改变。这种形式下开发者将能够专心于运用的事务逻辑，无需办理基础设施，然后提高敏捷性、可扩展性和本钱效益。
Serverless 形式的 MQTT 音讯服务器将是 2023 年的一种前沿架构立异。传统的物联网运用需求数分钟甚至数小时才能在云上或在企业私有环境中布置 MQTT 音讯服务，相比之下，Serverless MQTT 只需点击几下就能快速完成 MQTT 服务的布置。
除了极快的布置速度，Serverless MQTT 更大的价值在于其无与伦比的灵敏性：根据用户需求对资源进行无缝扩展，以及与这种弹性架构相匹配的按量计费定价形式。Serverless MQTT 有望推动 MQTT 更广泛的运用，降低运营本钱，激发不同行业的立异协作。我们甚至或许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 音讯服务器。
2023 年 3 月，EMQX Cloud 推出了全球首个 Serverless MQTT 服务，为用户供给了 5 秒极速布置和更灵敏的计费办法，协助用户以更低的本钱高效开发物联网运用。
MQTT 多租户架构
多租户架构是完成 Serverless MQTT 服务的一个重要基础。来自不同用户或租户的物联网设备能够衔接到同一个大规模的 MQTT 集群，同时坚持其数据和事务逻辑与其他租户隔离。
在 SaaS 运用中多租户架构很常见，即一个运用为多个客户或租户服务。其通常有两种以下不同的完成办法：
- 租户隔离： 向每个租户供给一个独自的运用实例，在服务器或虚拟机上运行。
- 数据库隔离： 多个租户共享一个运用实例，但每个租户有自己的数据库形式，以保证数据隔离。
在 MQTT Broker 的多租户架构中，每个设备和租户都有一个独自的、隔离的命名空间，包含一个共同的主题前缀和拜访操控列表（ACL），用来界说用户能够发布或订阅哪些主题。
多租户 MQTT 音讯服务器能够减少办理开支，并灵敏支撑杂乱场景或大规模物联网运用场景。例如，一个大型组织中的部门和运用能够作为不同的租户运用同一个 MQTT 集群。
MQTT Sparkplug 3.0
MQTT Sparkplug 是由 Eclipse 基金会设计的开放规范规范，其最新版本为 MQTT Sparkplug 3.0，它界说了工业设备的一致数据接入规范，能够经过 MQTT 协议衔接各类工业传感器、动作执行器、可编程逻辑操控器（PLC）和网关。
MQTT Sparkplug 3.0 于 2022 年 11 月发布，具有以下要害的新功能和改善：
- MQTT 5.0 支撑： 增加了对 MQTT 5.0 的支撑，包含共享订阅、音讯过期和流量操控等新功能。
- 优化的数据传输：对数据传输进行了优化，运用更紧凑的数据编码和压缩算法。
- 扩展的数据模型： 引入了一个扩展的数据模型，它允许更详细的设备信息通讯，还支撑装备数据和设备元数据等其他信息的传输。
- 更高的安全性： 包含对安全性的若干改善，如支撑双向 TLS 认证、优化的拜访操控机制等。
- 简化的设备办理： 包含主动设备注册和发现，简化设备装备，以及改善确诊等。
MQTT Sparkplug 旨在简化不同工业设备间的衔接和通讯，完成高效的工业数据收集、处理和分析。跟着新版本的发布，MQTT Sparkplug 3.0 将会在工业物联网范畴得到更广泛的运用。
MQTT 一致命名空间
一致命名空间（Unified Namespace）是一个建立在面向工业物联网和工业 4.0 的 MQTT Broker 上的处理方案架构。它为 MQTT 主题供给了一个一致的命名空间，并为音讯和结构化数据供给了一个集中的存储库。
一致命名空间运用中心 MQTT Broker ，以星形拓扑结构衔接工业设备、传感器和运用程序，如 SCADA、MES 和 ERP。一致命名空间以事情驱动的架构极大简化了工业物联网运用的开发。
在传统的工业物联网体系中，OT 和 IT 体系通常是分隔的，其数据、协议和东西均独立运行。经过选用一致命名空间，能够让 OT 和 IT 体系更有效地交换数据，终究完成物联网时代 OT 和 IT 的一致。
现在，经过 EMQ 供给的开源 MQTT 音讯服务器 EMQX 或 NanoMQ，结合工业协议网关软件 Neuron，用户将能够构建一个由 IT 界最早进技能支撑的一致命名空间架构。
MQTT 跨域集群
MQTT 跨域集群（MQTT Geo-Distribution）是一个立异架构，允许布置在不同区域或云上的 MQTT Broker 作为一个单集群一同作业。经过跨域集群，MQTT 音讯能够在不同区域的 MQTT Broker 之间主动同步和传输。
有两种办法能够完成 MQTT 跨域集群：
- 单集群，多区域： 单个 MQTT 集群，每个节点在不同区域运行。
- 多集群，多云： 分布在不同云中的多个 MQTT 集群衔接在一同。
我们能够将这两种办法结合，在跨区域布置的 MQTT Broker 之间创建一个牢靠的物联网数据基础设施。经过 MQTT 跨域集群，企业能够建立一个跨多云的全球 MQTT 接入网络。不管所在的物理位置在哪里，设备和运用都能从最近的节点接入完成彼此通讯。
MQTT Streams
MQTT Streams 是 MQTT 协议备受等待的一项扩展才能，能够在 MQTT Broker 内实时处理海量、高频的数据流。这在发布订阅形式音讯传输的基础上进一步增强了传统 MQTT Broker 的才能。经过 MQTT Streams，客户端能够像 Apache Kafka 相同将 MQTT 音讯以流的形式进行出产和消费，然后完成前史音讯回放。这对事情驱动的处理尤为重要，能够保证终究的数据一致性、可审计和合规性。
流处理对于从物联网设备发生的很多数据中实时挖掘商业价值至关重要。曾经，这一进程经过一个过期且杂乱的大数据堆栈完成，需求 MQTT Broker 与 Kafka、Hadoop、Flink 或 Spark 进行集成。
而经过内置的流处理，MQTT Streams 简化了物联网数据处理架构，提高了数据处理效率和呼应时刻，并为物联网供给了一个一致的音讯传递和流处理渠道。经过音讯去重、音讯重放和音讯过期等功能，MQTT Streams 完成了高吞吐量、低时延和容错，使其成为基于 MQTT 的物联网运用中实时数据流处理的强大东西。
结语
总的来说，MQTT 的这 7 个技能趋势反映了新式技能的前进以及它们在推动物联网发展进程中的重要作用。
作为一个发展了二十多年的规范音讯传输协议，MQTT 的重要性正在持续增加。跟着物联网在各行业被越来越广泛地运用，MQTT 协议也在不断发展以应对新的挑战，满意更低推迟的衔接、更快捷的 MQTT 服务布置、杂乱场景或大规模物联网运用下灵敏办理以及工业设备接入的需求。作为巨大物联网的神经体系，在 2023 年及更远的未来，MQTT 必将在工业物联网和车联网等要害范畴中发挥重要作用。
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