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Interview mit Dominik Obermaier, HiveMQ

»Nur wenn ich Dinge anders mache, habe ich Erfolg«

17. März 2020, 14:30 Uhr | Tobias Schlichtmeier

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Wie hat sich MQTT weiterentwickelt?

Den MQTT-Standard gibt es bereits seit 1999. Wie hat sich der Standard seitdem weiterentwickelt?

Obermaier: 1999 wurde die Technik von Arlen Nipper und Andy Stanford Clark, mittlerweile CTO von IBM in England, zum Monitoring von Pipelines entwickelt. Sie haben damals Satelliten zur Datenübertragung genutzt – jedes Byte kostete dabei laut Clark 10.000 Dollar. Entscheidend ist also die Datenübertragung.

Das »Internet der Menschen« funktioniert nach dem Prinzip Request and Response, vergleichbar mit dem aktiven Gang zum Kiosk, um eine Zeitschrift zu kaufen. Der Client ist dabei der Kunde, der eine bestimmte Zeitschrift kaufen möchte (Request) und der Server dementsprechend der Verkäufer der verschiedene Zeitschriften anbietet (Response). Beim IoT funktioniert das Prinzip jedoch nicht. Hier wird das Publish/Subscribe Kommunikationsmodell verwendet, was vergleichbar mit einem Abonnement-System ist. Ein Client muss die Daten so schnell wie möglich erhalten, ohne dafür etwas zu tun. Bei MQTT meldet sich das Gerät (Client) beim Broker – zum Beispiel HiveMQ – an und bestellt (Subscribe) eine Art »Datenabo«. Erkennt der Broker eine Datenänderung pusht dieser die neuen Daten an alle Abonnenten (Publish). So funktioniert das MQTT-Protokoll, auf dem HiveMQ basiert.

Anfang der 2010er Jahre wurde der Standard dann von IBM offen gelegt – mit MQTT 3 der ISO-Standard eingeführt. Mittlerweile gibt es die Version 5, mit ihr wurden speziell für die Industrie neue Funktionen hinzugewonnen.

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Welche neuen Funktionen sind das?

Obermaier: Speziell in Richtung Flexibilität bietet die neue Version Vorteile. Zum Beispiel wurden Shared-Subscriptions hinzugefügt. Verschiedene Anwendungen können sich ab sofort den Datenstrom teilen, so wird die Last von den Datenbanken genommen. Neben solchen großen Veränderungen wurden auch kleinere Anpassungen in den Standard mitaufgenommen, die schon länger verwendet wurden. Wichtige Themen waren Flexibilität, Skalierbarkeit sowie Sicherheit. Gerade beim Thema Sicherheit wurde viel investiert, um die Hürde für Neukunden zu verringern.

Können Sie erklären, wie der MQTT-Broker funktioniert?

Obermaier: Der Broker ist eine Software und der zentrale Datenverteiler. Alle Geräte, die Daten senden, schicken diese zum Broker, und alle Geräte die Daten empfangen, melden das Interesse beim Broker an. Alles unter dem Gesichtspunkt der Hochverfügbarkeit – Daten müssen rund um die Uhr verfügbar sein.

Um eine solche Hochverfügbarkeit zu gewährleisten, verwenden wir eine Cluster-Technik, um einen »Single Point of Failure« zu vermeiden. Die Cluster-Technik wird vom Broker abgebildet. Mehrere Clusterknoten sind für den Aufbau eines Dienstes mit hoher Verfügbarkeit notwendig und können zur horizontalen Skalierung genutzt werden. Sie sind in der Cloud beziehungsweise in Rechenzentren auf mehrere Server verteilbar. So können bei einem Ausfall alle Geräte weiterhin Daten austauschen.

»Es ist wichtig, Mut zu haben zu investieren und den Weg konsequent zu verfolgen«

Wie machen Sie die Verbindung von Client und Broker sicher?

Obermaier: Da gibt es verschiedene Ansätze – das wichtigste für das IoT ist eine verschlüsselte Datenübertragung. MQTT nutzt für die sichere Nachrichtenverschlüsselung die TLS/SSL-Technik, die man auch aus dem World Wide Web kennt. Sie ist auf der Hardware, aber auch auf den Servern verfügbar. Wichtig ist außerdem, dass der Broker ausschließlich Daten verschicken darf die absolut sicher sind – nach dem Prinzip der Authentifizierung und Autorisierung, ähnlich einer Passkontrolle am Flughafen. Der Broker lässt somit nur Datensätze zu, die absolut sicher sind.