ارزیابی عملکرد پروتکل های ارتباطی در شبکه های IoT: مقایسه CoAP، MQTT و HTTP در محیط های ابری

انتخاب پروتکل ارتباطی مناسب یکی از تصمیمات کلیدی در طراحی سیستم های اینترنت اشیا (IoT) است، زیرا تاثیر مستقیمی بر مصرف انرژی، تاخیر، مقیاس پذیری و سازگاری با زیرساخت های ابری دارد. در حالی که HTTP به دلیل سادگی و گسترده بودن مورد استفاده قرار می گیرد، ماهیت سنگین وزن آن برای دستگاه های منابع محدود IoT مناسب نیست. در مقابل، پروتکل های سبک وزنی مانند CoAP (Constrained Application Protocol) و MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) به طور خاص برای محیط های محدود طراحی شده اند. این پژوهش به صورت تجربی و تحلیلی، عملکرد این سه پروتکل را در یک محیط شبیه سازی شده IoT-ابری ارزیابی می کند. معیارهای اصلی ارزیابی شامل مصرف پهنای باند، تاخیر انتها به انتها، مصرف انرژی، مقیاس پذیری و سازگاری با سرویس های ابری (مانند AWS IoT Core و Azure IoT Hub) هستند. آزمایش ها در شبیه ساز Cooja (Contiki OS) برای لایه دستگاه و CloudSim برای لایه ابری انجام شد. نتایج نشان می دهد که MQTT در کاربردهای بلادرنگ با ترافیک بالا عملکرد بهینه تری دارد، در حالی که CoAP برای دستگاه های بسیار کم منبع و کاربردهای درخواست-پاسخ (Request-Response) گزینه مناسب تری است. HTTP تنها در مواردی که سازگاری با وب سرویس های موجود اولویت دارد، توصیه می شود. این یافته ها می تواند به مهندسان و محققان در انتخاب هوشمندانه تر پروتکل ارتباطی برای پروژه های IoT کمک کند.

کلیدواژه ها:

اینترنت اشیا ، پروتکل ارتباطی ، CoAP ، MQTT ، HTTP ، رایانش ابری ، ارزیابی عملکرد ، شبکه های حسگر بی سیم