Análisis comparativo entre MQTT y NDN para comunicación en redes IoT

Abstract

[ES] Este trabajo de Fin de Máster explora y analiza dos protocolos de comunicación, MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) y NDN (Named Data Networking), con el objetivo de proporcionar una comprensión profunda de sus características, aplicaciones y eficiencia en diversos contextos. La primera parte del estudio se centra en MQTT, un protocolo de mensajería ligero y ampliamente utilizado en el ámbito de IoT (Internet of Things). Se examinan sus principios fundamentales, su arquitectura de publicación/suscripción y su capacidad para gestionar grandes volúmenes de datos en entornos distribuidos. La segunda parte se dedica a NDN, un enfoque innovador basado en la noción de nombrar datos en lugar de direcciones IP. Se exploran las ventajas de este enfoque centrado en el contenido, como la reducción de la congestión de red y la optimización en la entrega de información. El núcleo del TFM consiste en una detallada comparación entre MQTT y NDN, abordando aspectos como la eficiencia en la transmisión de datos, la escalabilidad, la tolerancia a fallos y la seguridad. Se destacan los escenarios óptimos para la implementación de cada protocolo, considerando factores como el tamaño de la red, la frecuencia de comunicación y los requisitos de seguridad. Este análisis proporciona una visión integral de las fortalezas y limitaciones de MQTT y NDN, brindando a los profesionales y tomadores de decisiones la información necesaria para seleccionar el protocolo más adecuado según los requisitos específicos de sus proyectos. El TFM concluye con recomendaciones prácticas y áreas de investigación futuras para mejorar aún más la eficiencia y la adaptabilidad de estos protocolos en entornos tecnológicos en constante evolución.

[EN] This Master's Thesis explores and analyzes two communication protocols, MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) and NDN (Named Data Networking), with the aim of providing a deep understanding of their features, applications, and efficiency in various contexts. The first part of the study focuses on MQTT, a lightweight messaging protocol widely used in the Internet of Things (IoT) domain. It examines its fundamental principles, its publish/subscribe architecture, and its ability to handle large volumes of data in distributed environments. The second part is dedicated to NDN, an innovative approach based on the concept of naming data instead of IP addresses. The advantages of this content-centric approach, such as reducing network congestion and optimizing information delivery, are explored. The core of the Master's Thesis involves a detailed comparison between MQTT and NDN, addressing aspects such as data transmission efficiency, scalability, fault tolerance, and security. Optimal scenarios for the implementation of each protocol are highlighted, considering factors such as network size, communication frequency, and security requirements. This analysis provides a comprehensive view of the strengths and limitations of MQTT and NDN, offering professionals and decision-makers the necessary information to select the most suitable protocol based on the specific requirements of their projects. The Master's Thesis concludes with practical recommendations and future research areas to further enhance the efficiency and adaptability of these protocols in ever- evolving technological environments.