경희대학교 컴퓨터공학과 ICNS lab 16.01.05 정기 세미나 node.js & mqtt 발표자 : 박나연

1. Node.js & MQTT
발표자 : 박나연
발표 날짜 : 2016. 1. 5. TUE
소속 : Kocom
지도교수 : 허의남 교수님

2. Contents
Kocom 과제
Node.js
MQTT
결론
01
02
03
04
2

3. 01 Kocom 과제
3

4. 개발 기술 개념도01
4
스마트 클라우드 통합 서비스 플랫폼을 이용한
복합 센서 시스템
Node.js
MQTT

5. 02 Node.js
5

6. Node.js 란?02
Google의 JavaScript
V8 엔진 기반
Server Side
Web Application
제작 환경 제공
실시간 통신
6
Single Thread 기반 Non-blocking I/O

7. Google V8 Engine02
7
 구글의 JavaScript 엔진(http://code.google.com/p/v8)
 JIT(Just In Time) 컴파일 방식 사용
: 실행 즉시 machine language로 컴파일
 chrome과 android browser에 탑재

8. Multi-Thread02
8
 Multi-Thread : client의 요청마다 thread를 발생
→ memory 자원 소모 多
 복잡한 동기화와 lock

9. Synchronous VS Asynchronous02
9
 Synchronous
- 하나의 요청이 처리되는
동안 다른 요청 처리 불가
→ Blocking I/O
 Asynchronous
- 요청 처리가 완료되기 전에
다음 요청으로 제어권을 넘김
→ Non-Blocking I/O

10. Single Thread & Non-blocking I/O02
10
 Event Loop : 내부적으로 약간의 thread와 process를 사용
 Non-blocking I/O : 비동기 처리를 통해 요청을 처리하는 중에 다른 요청 수신 가능
 Single-Thread : overhead가 적음

11. Usage02
11
CPU 처리량이
많은 작업
대용량 파일 처리가
많은 작업BAD
GOOD
I/O 작업 少
Messaging
Application

12. 03 MQTT
12

13. MQTT(Message Queuing Telemetry Transfer)란?03
13
경량의 Publish/Subscribe
Messaging 프로토콜
M2M(Machine to Machine)
& IoT(Internet of Things) 저전력 & 저대역폭 환경
최적화
Message를 Topic으로
분류 가능

14. Publish / Subscribe03
14
 Publisher : broker에게 topic을 발행
 Subscriber : broker에서 topic을 구독
 한 client가 pub와 sub의 역할 모두 가능
 다수의 client가 하나의 topic 구독 가능

15. Topic03
15
 slash(/)를 이용한 계층적 구조
 원하는 topic 선택하여 subscribe
 대량의 센서 기기 효율적으로 관리 가능
 MQTT : Message Bus 시스템
 bus에 붙은 application들이
message를 읽음
 메시지 구분을 위해 Topic 사용

16. Example03
16
▲ MQTT pub/sub example
Topic
“temperature”에
대한 data
MQTT
Broker

17. Topic – Wildcard03
17
Single-level
 단일 topic level을 구성하는 wildcard
 1개의 level만 선택

18. Topic – Wildcard03
18
Multi-level
 다중 topic level을 구성하는 wildcard
 topic내의 임의 수의 level를 선택(0개 이상)
 topic의 마지막에만 사용 가능

19. QoS(Quality of Service)03
19
원격 네트워크
No TCP/IP와 TCP/IP가 섞인
로컬 네트워크
 Type 0 : 메시지는 최대 한번 전달되며, 전달여부를 확인하지 않는다. Fire and Forget 타입이다.
 Type 1 : 메시지는 반드시 한번 이상 전달된다. 하지만 메시지의 handshaking 과정을 엄밀하게
추적하지 않기 때문에, 중복 전송될 수도 있다.
 Type 2 : 메시지는 한번만 전달된다. 메시지의 handshaking 과정을 추적한다.
높은 품질을 보장하지만 성능의 희생이 따른다.

20. Pros and Cons03
20
 각 Node는 Broker의 주소만 알면 됨
 가벼운 Message → Battery 소모량 & Packet 전송량 少
 너무 많은 Node로 인한 Broker의 Bottleneck 현상
 하나의 Topic을 공유하는 경우 Message의 순차적 처리 보장 X

21. 21
04 결론

22. 문제점
22
04
 Wildcard의 잘못된 사용 시 구독하면 안되는 topic을 전달하는 등
보안 관련 문제 발생 가능성 존재
thin G/W
smart
cloud
thin G/W
Request subscribing
ex) topic “#”
(get all topic)
Sensors
Attacker
Can subscribe all topic
“#”

23. 문제점
23
04
 HiveMQ : MQTT broker open source
 subscriber가 ‘#’ 요청 시 block
 제한된 connection(최대 25개)
 Topic subscribe 보안에 관한 open source 수가 적음
 제한된 connection 등 제약 존재
 최소한의 보안만 적용

24. 향후 계획
24
04
 Subscribe 시 broker에서 client를 판단한 후
subscribe가 가능한 topic을 전송할 수 있도록 개발
thin G/W
smart
cloud
thin G/W
Request subscribing
ex) topic “#”
(get all topic)
Sensors
Attacker
“#”
Error!

25. Thank You!!
QnA
25