IoT 통신, MQTT로 해결!

영상에서는 제한된 리소스의 IoT 장치에서 HTTP의 과도한 헤더 오버헤드와 요청-응답(Request-Response) 모델의 비효율성을 지적합니다. 특히, 센서 데이터 전송 시 98%에 달하는 오버헤드 비율은 네트워크 대역폭이 제한적인 환경에서 치명적이며, 지속적인 폴링(Polling)은 불필요한 트래픽과 리소스 낭비를 유발한다고 설명합니다. 이에 대한 대안으로 경량의 발행/구독(Publish/Subscribe) 메시징 프로토콜인 MQTT를 제시합니다.

MQTT는 클라이언트(센서, 대시보드)가 중앙 브로커(Broker)를 통해 통신하는 발행/구독 모델을 사용합니다. 발행자는 특정 토픽(Topic)으로 메시지를 보내고, 구독자는 관심 있는 토픽을 구독하여 메시지를 수신합니다. 이 모델은 발행자와 구독자 간의 완전한 분리(Decoupling)를 제공하여, 서로의 존재를 알 필요 없이 독립적으로 통신할 수 있게 합니다. 브로커는 메시지 라우팅, 전달, 그리고 상태 관리를 담당합니다.

영상에서는 Go 언어를 사용하여 자체 MQTT 브로커를 구현하는 과정을 상세히 보여줍니다. TCP 리스너 설정, 클라이언트 연결 관리, 토픽 구독 처리, 메시지 발행 및 전달 로직을 Go의 동시성 기능(Goroutines)을 활용하여 효율적으로 구현합니다. 특히, `eclipse/paho.mqtt.golang` 라이브러리와 `emqx/mqtt`와 유사한 자체 구현을 통해 MQTT 프로토콜의 동작 방식을 깊이 이해할 수 있도록 합니다.

센서 측에서는 Go 프로그램이 랜덤 온도 데이터를 생성하여 지정된 토픽(`sensors/greenhouse/temperature`)으로 발행합니다. 대시보드 측 클라이언트는 동일한 토픽을 구독하여 실시간으로 온도 데이터를 수신하고 표시합니다. 이 과정에서 `paho.mqtt.golang` 라이브러리를 사용하여 클라이언트 연결, 구독 설정, 메시지 콜백 핸들링 등을 구현하며, `Connect`, `Subscribe`, `Publish`, `Disconnect`와 같은 MQTT 핵심 API 사용법을 익힐 수 있습니다.

영상은 MQTT의 서비스 품질(QoS) 레벨을 설명하며, QoS 0(최대 한 번), QoS 1(최소 한 번), QoS 2(정확히 한 번)의 차이와 각 레벨의 장단점을 언급합니다. 또한, Retained Messages 기능으로 브로커가 마지막 메시지를 저장하여 신규 구독자가 즉시 최신 상태를 받을 수 있게 하는 방식과, Last Will and Testament (LWT) 기능을 통해 클라이언트 비정상 종료 시 브로커가 특정 메시지를 발행하여 상태 변화를 알리는 메커니즘을 시연합니다.

MQTT는 클라이언트의 비정상적인 연결 종료를 감지하고 처리하는 강력한 기능을 제공합니다. `Last Will` 메시지를 설정하면, 클라이언트가 예기치 않게 연결이 끊어졌을 때 브로커가 이를 감지하고 설정된 메시지를 발행합니다. 또한, `Clean Session` 플래그와 `Retained Messages`를 활용하여 클라이언트가 재연결 시에도 이전 상태를 유지하고 최신 데이터를 즉시 받을 수 있도록 구현하는 방법을 보여줍니다. 이는 IoT 장치의 안정적인 데이터 수집에 필수적입니다.