Internet Of Things

# AMQP

Het AMQP, ofwel Advanced Message Queuing Protocol, is een toepassingslaagprotocol voor berichtgevende middleware.

Een toepassingslaag is een abstractielaag die gedeelde communicatieprotocollen en interfacemethoden specificeert die door hosts in een communicatienetwerk worden gebruikt. De toepassingslaag is de laatste laag binnen het OSI-model (Open System Interconnection-model). Voorbeelden van toepassingslagen zijn http en https.

Met berichtgevende middleware (message-oriented middlewere - MOM) bedoelen we de software- of hardware-infrastructuur die het verzenden en ontvangen van berichten tussen gedistribueerde systemen ondersteunt. API’s die zich uitstrekken over verschillende platformen en netwerken worden meestal geleverd door MOM. Bepalende kenmerken van AMQP zijn MOM, queuing, routing (met point-to-point en publish-and-subscribe), reliability en security.

# Routing

Routing is het proces waarbij een pad wordt geselecteerd voor verkeer in een netwerk of tussen meerdere netwerken. In grote lijnen wordt routing uitgevoerd in vele soorten netwerken zoals computernetwerken en internet. Routing is een besluitvorming die netwerkpaketten van bron naar de bestemming leidt langs verscheidene netwerkknooppunten. Het pakket doorsturen is de overdracht van netwerkpaketten van netwerkinterface A naar netwerkinterface B. De netwerkknooppunten zijn doorgaans netwerkhardwareapparaten zoals routers, gateways, firewalls of switches.

Routing, in de nauwkeurigere zin van het woord, verwijst vaak naar IP-routing en staat in contrast met bridging. Ip-routing is het veld van routeringsmethoden van Internet Protocol (IP) - paketten binnen en over IP-netwerken.

# Point-to-point

Binnen de telecommunicatie verwijst point-to-point verbinding naar een communicatieverbinding tussen twee communicatieknooppunten. Een voorbeeld van point-to-point communicatie is een telefoongesprek. Er zijn 2 dezelfde communicatieknooppunten, in dit geval de telefonen, en er ontstaat communicatie door een verbinding, wat de een zegt kan de ander horen. Point-to-point wordt vaak ook afgekort door P2P, niet te verwarren met peer-to-peer. Beiden worden afgekort met P2P, al wordt peer-to-peer enkel gebruikt in context van netwerken voor het delen van bestanden.

# Publish-and-subscribe

Publish-and-subscribe is een berichtenpatroon waarbij afzenders van berichten (uitgevers) de berichten niet programmeren om rechtstreeks naar specifieke ontvangers (abonnees) te sturen, maar in plaats daarvan de gepubliceerde berichten in klassen indelen zonder kennis van welke abonnees er kunnen zijn. Het publish-and-subscribe patroon is een broer of zus van het berichtwachtrijparadigma en maakt deel uit van het MOM.

# Berichtwachtrijparadigma

In de informatica worden deze paradigma’s beschouwd als software engineering componenten voor de communicatie tussen processen (IPC) of inter- thread communicatie binnen hetzelfde proces. Ze maken gebruik van een wachtrij voor de berichten, een wachtrij voor het doorgeven van de controle van berichten of van de inhoud van de berichten. Dit paradigma is een broer of zus van het patroon van de uitgever of abonnee en is logischerwijs onderdeel van een nog groter MOM.

# Overzicht

AMQP is een protocol voor applicatielagen, ontworpen om efficiënt een breed scala aan berichtapplicaties te ondersteunen. Er zijn 4 mogelijke soorten binnen berichtgeoriënteerde communicatie met berichtbezorgingsgaranties.

  1. Maximaal één keer, elk bericht één keer of nooit wordt afgeleverd
  2. Ten minste één keer, elk bericht zeker wordt afgeleverd, maar kan dit herhaaldelijk doen
  3. Precies één keer, elk bericht komt zeker toe, en doet dit slechts één keer
  4. Authenticatie en/of versleuteling op basis van SASL en/of TLS

# SASL

Simple Authentication and Security Layer, is een framework voor de authenticatie en beveiling van gegevens in Internetprotocollen.

# TLS

Transport Layer Security, vernieuwde versie van de Secure Sockets Layer (SSL), zijn protocollen die ontworpen zijn om communicatiebeveiliging te bieden via een computernetwerk. Diverse versies van deze protocollen worden op grote schaal gebruikt in toepassingen zoals surfen op het web, e-mail, instant messaging en meer.

# Lagen

De AMQP-specificatie is gedefinieerd in verschillende lagen:

  1. Een type systeem
  2. Een symmetrisch, asynchroon protocol, voor overdracht van berichten van proces A naar proces B
  3. Een standaard, uitbreidbaar berichtformaat
  4. een set gestandaardiseerde, uitbreidbare ‘messaging-possibilities’

# Beschrijving van AMQP 1.0

# type-system

AMQP wordt gedefinieerd als een zelfsbeschrijvend coderingsschema dat weergave van een groot aanal veelgebruikten typen mogelijk maakt, en om getypte gegevens te annoteren met een extra betekenis. Met annoteren bedoelen we extra informatie toevoegen aan een bepaald punt of stuk informatie. In ons geval kan een bepaalde tekenreeks geannoteerd worden zodat deze kan worden begrepen als een URL (Uniform Resource Locator). Het type-system gebruikt men om een berichtformaat te definiëren waarmee standaard- en uitgebreide metadata kunnen worden uitgedrukt én begrepen worden door de verwerkingsidentiteiten.

# Performatieven en het linkprotocol

Men noemt de basiseenheid van gegevens in het AMQP een frame. Er zijn negen AMQP-framelichamen gedefinieerd die gebruikt worden om de overdracht van berichten tussen twee peers te initiëren, te controleren en af te breken.

  1. Open (verbinding)
  2. Begin (sessie)
  3. Attach of hechten (link)
  4. Transfer of overdracht
  5. Flow of stromen
  6. Dispositie
  7. Detach of loskoppelen (link)
  8. Einde (sessie)
  9. Close (verbinding)

Link protocol is het hart van de AMQP. Een attach-framelichaam wordt verzonden om een nieuwe link te initiëren, en een detach om een link af te breken. Zo kunnen er links tot stand gebracht worden om berichten te ontvangen of te verzenden.

Berichten worden verzonden via een gevestigde link met behulp van het transfer-frame. Berichten op een link stromen slechts in één richting. De transfers zijn onderworpen aan een basis flow control system, dat wordt beheerd met behulp van stroom frames. Deze stellen een proces in staat zichzelf te beschermen tegen een te groot aantal aan berichten of om een abonnerende link toestemming te geven naar eigen goeddunken op te halen.

Uiteindelijk moet elk getransfereerd ook worden afgehandeld. De afwikkeling zorgt ervoor dat de afzender en de ontvanger het eens zijn over de status van de transfer en bieden zo betrouwbaarheidsgaranties. Wijzigingen in de staat en afwikkeling voor een transfer worden gecommuniceerd tussen de peers aan de hand van het dispositiekader. Op deze manier kunnen verschillende betrouwbaarheidsgaranties worden afgedwongen (ten hoogste één keer, ten minste één keer en precies één keer).

Meedere links, in beide richtingen, kunnen in een sessie worden gegroepeerd. Een sessie is een bi-directionele, sequentieel gesprek tussen 2 peers die wordt geïnitieerd met een begin frame en getermineerd met een end frame. Verbindingen worden geïnitieerd met een open frame waarin de mogelijkheden van de verzendende peer worden uitgedrukt, en deze worden afgesloten met een close frame.

# Messaging-possibilities

Het koppelingsprotocol brengt berichten over tussen twee knooppunten, maar niet amper tot niet aan wat die knooppunten zijn of hoe deze worden geïmplementeerd. Een belangrijke categorie zijn die knooppunten die ook als ontmoetingspunt worden gebruikt tussen ontvangers en afzenders van berichten. De AMQP-specificatie noemt dergelijke knooppunten distributieknooppunten en verzamelt een aantal veelvoorkomende gedragingen. Deze gedragingen bevatten:

  • enkele standaardresultaten voor transfers, waardoor ontvangers van berichten deze berichten bijvoorbeeld kunnen accepteren of weigeren.
  • een mechanisme voor het aangeven of aanvragen van één van de twee basisdistributiepatronen, concurrerende en niet-concurrerende consumenten door de distributiemodi respectievelijk te verplaatsen en te kopiëren.
  • mogelijkheid om knooppunten aan te maken op aanvraag, bijvoorbeeld voor wachtrijen voor tijdelijke respons.
  • mogelijkheid om de set van interessante berichten voor de ontvanger via filters te verfijnen.

Hoewel de AMQP gebruikt kan worden in eenvoudige peer-to-peer-systemen, maakt de AMQP het definiëren van dit framework voor messaging-mogelijkheden mogelijk in grotere, rijkere messaging-netwerken. Het gespecificeerde kader heeft betrekking op basisgedrag, maar maakt het mogelijk dat extensies evolueren die verder nog kunnen verzameld en gestandaardiseerd kunnen worden.

# Vergelijkbare specificaties

# Java Message Service

De Java Message Service API is een java-MOM-API voor het verzenden van berichten tussen twee of meerdere clients. Het is een implementatie om het probleem van producent aan te pakken. JMS is onderdeel van het Java Platform Enterprise Edition en werd gedefinieerd door een specificatie die is ontwikkeld door Sun Microsystems, maar nadien geleid door het Java Community Process. Het is een berichtenstandaard waarmee applicatiecomponenten op basis van Java EE berichten kunnen maken, verzenden, ontvangen en lezen. Het koppelt de communicatie tussen de verschillende componenten van een gedistribueerde toepassing los, het maakt het betrouwbaar en asynchroon.

# Provider implementaties

  • Amazon SQS (Java Messaging Library)
  • Open Message Queue (Oracle)
  • SIBus of Service Integration Bus (IBM WebSphere Application Server)

# Bronvermelding

CoAP DDS
© 2024 Arteveldehogeschool Laatst bijgewerkt: 1/4/2020, 12:49:36