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MQTT 設定

MQTT は、モノのインターネット(IoT)向けの標準的なメッセージングプロトコルです。非常に軽量なパブリッシュ/サブスクライブ型のメッセージトランスポートとして設計されており、リモートデバイスを小さなコードフットプリントと最小限のネットワーク帯域で接続するのに最適です。

EMQX は MQTT 5.0 および 3.x に 100% 準拠しています。本セクションでは、基本的な MQTT 設定項目について紹介します。基本的な MQTT 設定、サブスクリプション設定、セッション設定、強制シャットダウン設定、および強制ガベージコレクション設定などのトピックを扱います。

基本的な MQTT 設定

このセクションでは、パケットサイズ、クライアントID長、トピック階層数、QoS(サービス品質)、トピックエイリアス、保持設定など、MQTT プロトコルの動作を決定する設定項目を紹介します。

TIP

対応する設定項目は EMQX ダッシュボードの Management -> MQTT Settings -> General でも確認できます。ダッシュボードで設定を行うと、設定ファイルの同じ項目より優先されます。
設定ファイルから MQTT を設定する場合は、emqx.conf ではなく base.hocon を使用することを推奨します。
emqx.conf に設定した場合、ダッシュボードからの変更は一時的なものとなり、EMQX の再起動時に失われるためです。

設定例:

bash
mqtt {
  max_packet_size = 1MB
  max_clientid_len = 65535
  max_topic_levels = 128
  max_qos_allowed = 2
  max_topic_alias = 65535
  retain_available = true
}

各項目の説明は以下の通りです。

設定項目ダッシュボードUI説明デフォルト値設定可能値
max_packet_sizeMax Packet SizeMQTT クライアントと EMQX 間でメッセージ送信に使われる MQTT パケットの最大サイズを設定します。1MB
max_clientid_lenMax Client ID LengthMQTT クライアントIDの最大長を設定します。過度に長いクライアントIDの使用を防止できます。6553523 - 65535
max_topic_levelsMax Topic LevelsMQTT トピックの階層数の最大値を設定します。トピックはメッセージの分類に使われます。1281 - 35
max_qos_allowedMax QoSMQTT メッセージに許可される最大の QoS(サービス品質)レベルを設定します。
max_topic_aliasMax Topic Aliasトピックエイリアスは、トピック名の代わりに短いエイリアスを使うことで MQTT パケットサイズを削減します。セッションで使用可能な最大エイリアス数を設定します。655351 - 65535
retain_availableRetain Available保持メッセージ機能を有効にするかどうかを設定します。保持メッセージは、トピックに最後にパブリッシュされたメッセージを保存し、新規サブスクライバーが最新メッセージを受け取れるようにします。truetrue, false

サブスクリプション設定

EMQX におけるサブスクリプションとは、クライアントが EMQX のトピックにサブスクライブするプロセスを指します。クライアントがトピックをサブスクライブすると、そのトピックにパブリッシュされたメッセージを受信したいことを示します。

このセクションでは、共有サブスクリプション、ワイルドカードサブスクリプション、および排他サブスクリプションの設定方法を紹介します。

TIP

対応する設定項目は EMQX ダッシュボードの Management -> MQTT Settings -> General でも確認できます。ダッシュボードで設定を行うと、設定ファイルの同じ項目より優先されます。
設定ファイルから MQTT を設定する場合は、emqx.conf ではなく base.hocon を使用することを推奨します。
emqx.conf に設定した場合、ダッシュボードからの変更は一時的なものとなり、EMQX の再起動時に失われるためです。

設定例:

bash
mqtt {
	wildcard_subscription = true
  exclusive_subscription = false
  shared_subscription = true
  shared_subscription_strategy  =  round_robin
}

各項目の説明は以下の通りです。

設定項目ダッシュボードUI説明デフォルト値設定可能値
wildcard_subscriptionWildcard Subscription Availableワイルドカードサブスクリプションは、+# などのワイルドカードを使い、複数トピックを一括でサブスクライブ可能にします。truetrue, false
exclusive_subscriptionExclusive Subscription排他サブスクリプションは、特定トピックに対して同時に1つのクライアントのみがサブスクライブ可能にします。truetrue, false
shared_subscriptionShared Subscription Available共有サブスクリプションは、複数のクライアントが同じトピックのサブスクリプションを共有できます。truetrue, false
shared_subscription_strategy共有サブスクリプションでメッセージを複数クライアントに配信する際の分配戦略を設定します。
shared_subscriptiontrue の場合にのみ必要です。
round_robin- random(ランダムにサブスクライバーへ配信)

- round_robin(ラウンドロビン方式で順番に配信)

- sticky(最後に選択されたサブスクライバーへ継続配信、切断時まで)

- hashclientIds のハッシュでサブスクライバーを選択)

遅延パブリッシュ設定

遅延パブリッシュ機能は、クライアントがメッセージを指定した時間だけ遅延してトピックにパブリッシュできる機能です。特定の時間にメッセージをパブリッシュしたい場合や、条件が整ったときにパブリッシュしたい場合に有用です。

このセクションでは、遅延パブリッシュの有効化方法と遅延メッセージの最大数設定を紹介します。

設定例:

bash
delay {
  delayed_publish_enabled = true
  max_delayed_messages = 0
}

各項目の説明は以下の通りです。

  • delayed_publish_enabled は遅延パブリッシュ機能を有効にするかどうかを設定します。デフォルト値は true、設定可能値は truefalse です。
  • max_delayed_messages は許容される遅延メッセージの最大数を設定します。デフォルト値は 0 です。

キープアライブ設定

キープアライブは 2 バイトの整数で、秒単位の時間間隔を表します。MQTT クライアントと EMQX の接続がデータ送信がなくても維持されていることを保証する仕組みです。MQTT クライアントが EMQX に接続する際、CONNECT パケットのヘッダーに非ゼロのキープアライブ値を設定すると、双方でキープアライブ機構が有効になります。キープアライブの動作詳細は MQTT のキープアライブパラメータとは? を参照してください。

MQTT 5.0 プロトコルに従い、キープアライブが有効なクライアントに対して、サーバーはキープアライブ時間の1.5倍以内にクライアントから MQTT コントロールパケットを受信しない場合、ネットワーク接続を切断しなければなりません。
そのため、EMQX ではクライアントのキープアライブタイムアウト状態を定期的にチェックするための設定 keepalive_multiplier を導入しています。デフォルト値は 1.5 です。

bash
keepalive_multiplier = 1.5

タイムアウトの計算式は以下の通りです。

Keep Alive×keepalive_multiplier

動的 Keep Alive 調整

車両ネットワーク(T-Box)やモバイル IoT などのシナリオでは、MQTT クライアントがアクティブ状態(高頻度通信)とスリープ状態(低消費電力での接続維持)を切り替える必要があります。固定の keepalive 値ではどちらのニーズも同時に満たすことができません。

  • 短い keepalive は、アクティブ時の切断検知を素早く行えますが、車両の駐車中やデバイスのアイドル時には過剰なハートビートトラフィックとバッテリー消耗を招きます。
  • 長い keepalive はスリープ時のトラフィックを抑えますが、アクティブ時の切断検知が遅くなります。

EMQX は $SETOPTS/ システムトピックを通じて、クライアントごとの動的な keepalive 調整をサポートしています。クライアントは対応するトピックにパブリッシュすることで自身の keepalive 許容時間を更新でき、権限を持つバックエンドサービスは複数のクライアントをまとめて更新できます。いずれも MQTT 接続の切断や再ネゴシエーションは不要です。調整はアクティブセッションのメモリ上にのみ適用され、永続化されません。ブローカー再起動後は、接続時にネゴシエートされた keepalive 値に戻ります。

単一クライアント更新:$SETOPTS/mqtt/keepalive

クライアントがこのトピックにパブリッシュすることで、自身のブローカー側 keepalive タイムアウトを更新できます。EMQX はパブリッシャーのセッションからクライアント ID を自動取得するため、ペイロードへの明示は不要です。

ペイロード形式: 秒単位の非負整数を文字列で表したもの。

text
300

有効範囲: 065535 秒。0 を設定するとそのセッションの keepalive チェックが無効になります。65535 を超える値は 65535 に丸められます。クライアントのゾーンに mqtt.server_keepalive が設定されている場合、実効値はその設定値と指定値のうち小さい方になります。

ユースケース例: 車両が駐車状態に入ると、T-Box クライアントは $SETOPTS/mqtt/keepalive300 をパブリッシュします。EMQX はそのクライアントのブローカー側 keepalive 許容時間を 300 秒に延長します(デフォルトの 1.5× 乗数で実効アイドルタイムアウトは 450 秒)。これにより、リモートコマンドを受信するための MQTT 接続を維持し続けることができます。ただし、この操作はブローカー側のタイムアウト許容時間を調整するものであり、クライアントの PINGREQ 送信間隔は自動的には変わりません。ハートビートのトラフィックを削減するには、クライアント側でも keepalive 間隔を延長する必要があります。

バッチ更新:$SETOPTS/mqtt/keepalive-bulk

バックエンドサービスがこのトピックにパブリッシュすることで、1 件のメッセージで複数クライアントの keepalive を一括更新できます。

ペイロード形式: JSON 配列。各要素に以下のフィールドを含めます。

フィールド必須説明
clientidStringはい対象 MQTT クライアントの識別子
keepaliveIntegerはい新しい keepalive 間隔(秒)(0–65535)
json
[
  { "clientid": "tbox-001", "keepalive": 300 },
  { "clientid": "tbox-002", "keepalive": 60 }
]

バッチ更新は非同期で処理され、クラスター対応です。EMQX は各対象クライアントが存在するノードを特定し、ノード間 RPC を通じて更新を適用します。内部キューの未処理バッチリクエストが 10 件を超えると、追加のリクエストは破棄され、警告がログに記録されます。

アクセス制御

2 つのトピックを意図的に分離することで、きめ細かい ACL 設定が可能です。

  • 認証済みクライアントが $SETOPTS/mqtt/keepalive にパブリッシュできるよう許可し、各デバイスが自身の keepalive を自律調整できるようにします。
  • $SETOPTS/mqtt/keepalive-bulk へのパブリッシュは、信頼できるバックエンドサービスのみに制限します。

TIP

信頼できないクライアントに $SETOPTS/mqtt/keepalive へのパブリッシュを無制限に許可することは推奨しません。keepalive を 0 に設定するとそのセッションの keepalive チェックが完全に無効になり、過度に大きな値を設定すると切断済みの接続が長時間残り、ブローカーのリソースを消費する可能性があります。

いずれかのトピックにパブリッシュされたメッセージは、ルーティング前に EMQX によって傍受・消費され、サブスクライバーには届きません。

セッション設定

MQTT におけるセッションとは、クライアントとブローカー間の接続を指します。EMQX では、クライアントが接続するとセッションが確立され、トピックのサブスクライブやメッセージの受信、EMQX へのメッセージパブリッシュが可能になります。

このセクションではセッションの設定方法を紹介します。

設定例:

bash
mqtt {
    max_subscriptions = infinity
    upgrade_qos = false
    max_inflight = 32
    retry_interval = 30s
    max_awaiting_rel = 100
    await_rel_timeout = 300s
    session_expiry_interval = 2h
    max_mqueue_len = 1000
    mqueue_priorities = disabled
    mqueue_default_priority = lowest
    mqueue_store_qos0 = true
    force_shutdown {
      max_mailbox_size = 1000
      max_heap_size = 32MB
    }
    force_gc {
      count  =  16000
      bytes  =  16MB
    }
  }

各項目の説明は以下の通りです。

設定項目ダッシュボードUI説明デフォルト値設定可能値
max_subscriptionsMax Subscriptionsクライアントが持てる最大サブスクリプション数を設定します。infinity1 - infinity
upgrade_qosUpgrade QoSメッセージパブリッシュ後にクライアントが QoS(サービス品質)レベルをアップグレードできるかどうかを設定します。false(無効)true, false
max_inflightMax InflightQoS 1 および QoS 2 メッセージの送信済みだが未アック状態の最大数を設定します。321 - 65535
retry_intervalRetry IntervalQoS 1 または QoS 2 メッセージの再送間隔を設定します。単位は秒です。30s--
max_awaiting_relMax Awaiting PUBRELセッションごとに PUBREL を受信するまで保留される QoS 2 メッセージの最大数を設定します。制限超過時は新規 QoS 2 PUBLISH リクエストをエラーコード 147(0x93) で拒否します。
MQTT の PUBREL は QoS 2 メッセージフローの制御パケットで、メッセージ配信の保証に使われます。
1001 - infinity
await_rel_timeoutMax Awaiting PUBREL TIMEOUTQoS 2 メッセージの PUBREL 受信待機時間を設定します。タイムアウト時に EMQX はパケットIDを解放し、警告ログを出力します。
注:PUBREL の受信有無に関わらず、EMQX は受信した QoS 2 メッセージを転送します。
300s--
session_expiry_intervalSession Expiry Intervalセッションがアイドル状態のまま自動的にクローズされるまでの時間を設定します。MQTT 5.0 非対応クライアント向けです。2h
max_mqueue_lenMax Message Queue Length永続化クライアントが切断された場合やインフライトウィンドウが満杯の場合のメッセージキューの最大長を設定します。10000 - infinity
mqueue_prioritiesTopic Prioritiesトピック優先度を設定します。ここでの設定は mqueue_default_priority の設定を上書きします。disabled
セッションは mqueue_default_priority の優先度を使用します。
disabled
または
1 - 255
mqueue_default_priorityDefault Topic Prioritiesデフォルトのトピック優先度を設定します。lowesthighestlowest
mqueue_store_qos0Store QoS 0 Message接続が切断されセッションが維持されている場合に QoS 0 メッセージをメッセージキューに保存するかどうかを設定します。truetrue, false
force_shutdownEnable Force Shutdown強制シャットダウン機能を有効にするかどうかを設定します。メールボックスキュー長(max_mailbox_size)またはヒープサイズ(max_heap_size)が指定値に達するとクライアント接続処理が強制終了されます。truetrue, false
force_shutdown.max_mailbox_sizeMax Mailbox Size強制シャットダウンをトリガーする最大メールボックスキュー長を設定します。10001 - infinity
force_shutdown.max_heap_sizeMax Heap Size強制シャットダウンをトリガーする最大ヒープサイズを設定します。32MB--
force_gc--指定されたメッセージ数(count)または受信バイト数(bytes)に達した場合に強制ガベージコレクションを有効にするかどうかを設定します。truetrue, false
force_gc.count--強制ガベージコレクションをトリガーする受信メッセージ数を設定します。160000 - infinity
force_gc.bytes--強制ガベージコレクションをトリガーする受信バイト数を設定します。単位は MB です。16MB--

TIP

ダッシュボードで MQTT 設定を行うには、左メニューの Management -> MQTT Settings をクリックしてください。ダッシュボードで設定した内容は設定ファイルの同じ項目より優先されます。
設定ファイルから MQTT を設定する場合は、emqx.conf ではなく base.hocon を使用することを推奨します。
emqx.conf に設定した場合、ダッシュボードからの変更は一時的なものとなり、EMQX の再起動時に失われるためです。

TIP

EMQX はより詳細なカスタマイズに対応する多くの設定項目を提供しています。詳細は EMQX Enterprise Configuration Manual for Enterprise をご参照ください。