Quality of Service

Quality of Service (QoS) ist eine Vereinbarung zwischen dem Sender und Empfänger einer Nachricht in Bezug auf das Garantieren der Nachrichtenübermittlung. Es existieren drei verschiedene Level in MQTT:

• 0 – höchstens einmal
• 1 – mindestens einmal
• 2 – genau einmal

Beide Kommunikationsarten (Publish/Subscribe) zum Message Broker müssen berücksichtigt und getrennt voneinander betrachtet werden. Das QoS-Level, welches ein Client beim Publishen einer Nachricht verwendet, wird vom jeweiligen Client gesetzt. Wenn der Broker nun die Nachricht an einen Client weiterleitet, der sich entsprechend auf das Topic subscribed hat, wird das QoS-Level vom Subscriber verwendet, welches beim Herstellen der Subscription angegeben wurde. Dies bedeutet, dass ein QoS-Level, welches vom Publisher vielleicht mit 2 angegeben wurde, vom Subscriber mit 0 „überschrieben“ werden kann.

QoS-Level 0

Bei diesem QoS-Level erfolgt keine Bestätigung des Empfängers, ob die Nachrichten empfangen wurden oder nicht. In der Folge wird die Nachricht auch kein zweites Mal gesendet.

QoS-Level 1

Bei diesem QoS-Level wird garantiert, dass die Nachricht zumindest einmal beim Empfänger ankommt. Aber die Nachricht kann unter Umständen auch mehrfach beim Empfänger eintreffen. Der Sender speichert die Nachricht intern bis er eine Bestätigung in Form einer PUBACK-Nachricht vom Empfänger erhält. Wenn die PUBACK-Nachricht für eine bestimmte Zeit ausbleibt, wird die Nachricht erneut gesendet.

QoS-Level 2

Bei diesem QoS-Level wird garantiert, dass die Nachricht maximal einmal beim Empfänger ankommt. Dies wird MQTT-seitig durch einen Handshake-Mechanismus realisiert. QoS-Level 2 ist der sicherste (aus Sicht der Nachrichtenübermittlung), aber auch langsamste QoS-Level. Wenn ein Empfänger eine Nachricht mit QoS-Level 2 erhält, bestätigt er die Nachricht mit einem PUBREC. Der Absender der Nachricht merkt sich diese intern bis er ein PUBCOMP empfangen hat. Dieser zusätzliche Handshake (verglichen mit QoS 1) ist wichtig, damit die Nachricht nicht doppelt übertragen wird. Wenn der Absender der Nachricht ein PUBREC erhält, kann er den initiale Publish verwerfen, da er weiß, dass die Nachricht einmal vom Empfänger empfangen wurde. Er merkt sich somit intern den PUBREC und sendet seinerseits ein PUBREL. Nachdem der Empfänger ein PUBREL empfangen hat, kann er die sich zuvor gemerkten Zustände verwerfen und mit einem PUBCOMP antworten. Umgekehrt genauso. Immer dann, wenn ein Paket verloren geht, ist der jeweilige Kommunikationsteilnehmer dafür verantwortlich, die zuletzt gesendete Nachricht nach einer bestimmten Zeit noch einmal zu senden.