基于NS-3的MQTT协议仿真研究

如今,制造业数字化转型中采用消息队列遥测传输（MQTT）协议已成为趋势,而工业场景中往往存在大量的传感器等设备。考虑到实际部署的复杂性,在工业场景中实际部署MQTT前,进行必要的模拟以获取网络性能等数据是不可或缺的,这将更有利于工业场景中的链路设计和网络规划。而NS-3作为当前最流行的网络仿真器之一,提供了丰富的网络模型,非常适合像工业场景这种大型复杂网络的仿真,但目前利用其模拟部署MQTT仍是一项困难的工作。针对该问题,提出了一个适用于NS-3的扩展仿真框架ns3-mqtt,该框架由多个MQTT组件构成,能够以软件包的形式集成到NS-3中,并且提供简洁易用的仿真接口,使得扩展后的NS-3可较容易地对MQTT进行模拟部署并获取相关数据,以此研究不同工业场景下MQTT协议的性能,指导MQTT的实际部署。仿真测试结果证明了提出的ns3-mqtt框架的正确性和有效性。