Mosquitto: свой брокер на Raspberry Pi и ПК

Первый мой брокер прожил три дня на ноутбуке. Я поставил его между делом, проверил — работает, — и ушёл с ноутбуком на кухню писать скетч. Плата в это время честно стучалась в брокер по адресу, который я ей прописал, и не могла пробиться. Тогда я решил, что сломал библиотеку, и перекопал её всю. А сломал я всего-навсего то, о чём предупреждён заранее: брокер должен жить на машине, которая всегда включена и всегда стоит на одном месте. Для этой роли в доме есть ровно один кандидат — Raspberry Pi в кладовке, которая уже год не выключается.

Брокер Mosquitto — открытый проект под лицензией Eclipse, гоняет версии MQTT 3.1, 3.1.1 и 5.0, ставится в одну команду и ест на малине мизер: я не замечал его в top ни разу. Но у него есть один заскок, на котором спотыкаются все, кто читает старые инструкции: начиная с версии 2.0 брокер без конфига слушает только localhost. Установили — из консоли той же машины всё работает, а с платы — тишина. Классический тупик, и именно его мы разберём посреди урока.

План такой: ставим брокер и консольные утилиты, пробуем публикацию двумя терминалами — руками, ещё до скетчей, — потом открываем брокеру дверь в локальную сеть и добавляем пароль. На выходе — рабочий брокер, к которому в следующем уроке подключится первый скетч на PubSubClient.

На Raspberry Pi или любом Debian-подобном Linux брокер ставится из штатного репозитория: пакет mosquitto — это сам сервер, а пакет mosquitto-clients — консольные утилиты sub и pub, без которых отлаживаться мучительно. После установки сервис стартует сам, и проверить его можно командой systemctl status mosquitto — в ответе ищите слово active (running). На macOS то же самое делает brew install mosquitto, на Linux со снапом — snap install mosquitto, а на Windows есть установщик с сайта проекта: он и сервер, и утилиты ставит в Program Files.

Проверка из консоли — ритуал, который я делаю всегда, на любой машине, даже если буквально вчера делал его на соседней. Терминал номер один подписывается на все топики с решёткой и флагом -v, который печатает не только сообщение, но и имя топика. Терминал номер два публикует тестовую строку. Если в первом терминале мгновенно приехала строка с топиком и текстом — брокер жив, и вся дальнейшая отладка будет иметь опору под ногами.

Формат вывода mosquitto_sub -v запомните: имя топика, пробел, сообщение. Именно так выглядит сырой поток вашего дома, и когда в будущем дашборд покажет ерунду, первая проверка всегда одна — что видно в этом терминале. Если данные тут есть, виноват дашборд; если нет — виновата плата или сеть.

Полезные флаги утилит, которые я использую еженедельно: -h — адрес брокера, -t — топик, -m — сообщение, -q — уровень QoS (по умолчанию 0), -d — режим отладки, в котором утилита печатает CONNACK и пинги. Ещё два флага экономят время в скриптах: -C 5 — выйти после пяти сообщений, -W 10 — слушать не дольше десяти секунд. Флаг -n у mosquitto_pub означает пустое сообщение — им удобно проверять retained-поведение, стирая значение из топика.

Когда подключится первая плата, загляните в кухню живого брокера: остановите сервис (sudo systemctl stop mosquitto) и запустите его руками — mosquitto -v. В логе появится New connection from 192.168.1.73 на порт 1883, строка CONNACK с кодом подтверждения, дисконнекты и подписки. Я ловил через этот лог половину своих ошибок: клиент с чужим именем, повторные подключения каждую секунду, подписка на опечатанный топик. Чёрный ящик внезапно стал прозрачным.

И сразу о вечном: у mosquitto_pub есть флаг -r, который помечает сообщение как retained. Опубликуйте с ним 'offline' в топик статуса, и каждый новый подписчик будет получать это значение сразу после подключения, не дожидаясь следующей публикации платы. Так дашборды узнают, что плата лежит, ещё до первого отсчёта.

Теперь тупик из вступления во всей красе. Свежий Mosquitto (2.0 и новее) без конфигурационного файла слушает только loopback: localhost, 127.0.0.1. Из консоли той же машины всё летает, а плата из сети получает отказ на этапе TCP-соединения — и выглядит это как поломка библиотеки. Диагноз ставится одной командой mosquitto -v в терминале: в логе будет строка вида Opening ipv4 listen socket on port 1883 — но адрес там будет привязан к localhost, а не к 0.0.0.0.

Лекарство — две строки в конфиге /etc/mosquitto/conf.d/local.conf (файл можно создать любым редактором от root): listener 1883 0.0.0.0 и allow_anonymous true. Первая говорит: слушай порт 1883 на всех интерфейсах. Вторая: впускай клиентов без пароля. После правки — sudo systemctl restart mosquitto. Анонимный режим для опыта в домашней сети за роутером я считаю приемлемым, но это временная мера: как только в доме появляются гости с Wi-Fi, ставим пароль.

Пароль в Mosquitto делается двумя командами: mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/passwd имя_пользователя создаст файл и спросит пароль дважды, а в конфиг вместо allow_anonymous true пишутся allow_anonymous false и password_file /etc/mosquitto/passwd. После рестарта брокер требует логин и пароль у всех клиентов — и консольные утилиты с флагами -u и -P, и скетчи через client.connect с логином и паролем. Число с условием: пароль в passwd-файле хранится в виде хэша, но по 1883-му порту летит открытым текстом в пакете CONNECT, поэтому для брокера, торчащего в интернет, нужен порт 8883 с TLS; внутри домашней сети за роутером 1883 — норма.

Про сеть вокруг брокера — три бытовых дела. Первое: если на малине включён брандмауэр ufw, откройте порт — sudo ufw allow 1883, иначе конфиг правильный, а плата стучится в закрытую дверь. Второе: проверяйте доступ не с той же машины, а с соседней — mosquitto_pub -h 192.168.1.40 -t 'dacha/test' -m 'ping' с ноутбука; это ровно тот путь, которым пойдёт плата. Третье: прибейте малину статическим адресом в роутере, иначе однажды DHCP выдаст ей другой IP, и все скетчи в доме молча перестанут достукиваться.

Доска стоит, дверь в сеть открыта, пароли придуманы — брокер больше не игрушка, а часть дома. Дальше два пути, и я советую пройти оба. Вперёд — к скетчу: в уроке про первый скетч PubSubClient плата подключается к этому брокеру, публикует и учится читать коды ошибок. Назад — вспомнить, как плата вообще попадает в вашу сеть: WiFi.begin и ожидание подключения из раздела про ESP32, а если сети пока нет вовсе — режим точки доступа выручит и настроючный Wi-Fi. Для брокерских логов в длинных проектах мне пригодился подход из урока про уровни логов — та же привычка разделять шум и сигналы работает и в консоли малины. А если после установки на Linux IDE не видит плату — рядом лежит доступ к последовательному порту в Linux: в той же консоли чинятся и права dialout.