Cuando hablamos de IoT solemos pensar en sensores, placas, automatizaciones... Pero pocas veces hablamos del protocolo que hace que todo eso funcione. Durante mis prácticas en empresa de segundo año de DAW, me he encontrado con que el proyecto en el que estoy trabajando lo utiliza como base para toda la comunicación entre dispositivos.

Me refiero al protocolo de mensajería MQTT, el cual está pensado para dispositivos que necesitan enviar datos de forma eficiente, con poco consumo y en redes que no siempre son estables. Y eso suele ser lo habitual.

What is MQTT and How It Works | Random Nerd Tutorials

Contexto histórico

MQTT no es nuevo. Nació en 1999 de la mano de IBM (Andy Stanford-Clark) y Arcom (Arlen Nipper). Lo crearon para monitorizar oleoductos a través de conexiones satelitales lentas e inestables. Necesitaban algo ligero, fiable y que no consumiera apenas recursos.

Con el tiempo, el protocolo pasó a estar gestionado como estándar abierto por OASIS en 2013. Desde entonces ha evolucionado bastante (la versión 5 es la más reciente), aunque la 3.1.1 sigue siendo la más utilizada en muchísimos proyectos.

Lo curioso es que, aunque nació para algo muy concreto, hoy es prácticamente el estándar en redes IoT.

Cómo funciona realmente

Lo más importante de MQTT es su modelo de comunicación publicación y suscripción (pub/sub).

Aquí no hay un cliente preguntando directamente a un servidor como en HTTP. En su lugar, todo pasa por un intermediario llamado "broker".

El broker recibe los mensajes y los distribuye a quien corresponda. Uno de los más conocidos es Eclipse Mosquitto, que es open source y muy fácil de montar.

Los dispositivos pueden hacer dos cosas:

Publicar mensajes.
Suscribirse a mensajes.

La comunicación se organiza en “tópicos” o "temas", que son simplemente rutas jerárquicas tipo "casa/cocina/temperatura"

Un sensor publica ahí su dato. Cualquier dispositivo que esté suscrito a ese tema lo recibe. Y lo interesante es que el sensor no sabe quién lo está leyendo, ni le importa. Ese desacoplamiento es una de las claves del protocolo.

También existen excepciones para suscribirse a múltiples rutas, lo que facilita muchísimo escalar sistemas sin tener que ir uno por uno.

MQTT vs HTTP: ¿qué protocolo es mejor para IoT? – BorrowBits

Por qué es perfecto para hardware

MQTT es extremadamente ligero. Consume poco ancho de banda y muy pocos recursos, algo crítico cuando trabajas con microcontroladores como un ESP32 o cualquier dispositivo alimentado por batería.

Además, tiene varias características que lo hacen muy práctico en producción:

Mensajes retenidos: el broker puede guardar el último valor de un tema y enviárselo automáticamente a quien se suscriba más tarde.
Last Will and Testament (LWT): si un dispositivo se desconecta de forma inesperada, el broker puede publicar un mensaje avisando de que ha caído.
Niveles de QoS: puedes elegir el nivel de calidad de entrega del mensaje, desde “lo envío y ya está” hasta “me aseguro de que llega exactamente una vez”.

Esto permite adaptarlo tanto a lecturas frecuentes de sensores donde perder un dato no importa, como a órdenes importantes donde no puede haber duplicados.

Seguridad

Por defecto puede funcionar sin cifrado, pero en entornos reales lo normal es configurarlo con autenticación y TLS. Así evitas que cualquiera pueda leer o inyectar mensajes en tu red.

No es un protocolo inseguro. Como casi todo, depende de cómo lo configures.

Empezar es más fácil de lo que parece

Hoy montar un broker propio es cuestión de minutos. Puedes levantar Eclipse Mosquitto en una Raspberry Pi, en Docker o usar brokers públicos para hacer pruebas.

Del lado del cliente, hay librerías para prácticamente cualquier lenguaje. En el entorno Arduino, por ejemplo, publicar datos desde un ESP32 se resuelve con muy pocas líneas de código.

No hace falta una infraestructura enorme para empezar a experimentar.

MQTT: El protocolo con más éxito en redes IoT