Concurrentie voor WebSockets: MQTT vs WebRTC protocollen

Het landschap van webtechnologieën ontwikkelt zich in hoog tempo en wordt gedreven door de behoefte aan efficiëntere communicatie, real-time interactie en verbeterde gebruikerservaringen. Protocollen die gegevensuitwisseling mogelijk maken spelen hierin een centrale rol. Ze ondersteunen toepassingen die variëren van zakelijke samenwerkingsplatforms tot opkomende IoT-ecosystemen.

Samenwerkingstools zoals Microsoft Teams, Slack en Discord illustreren deze ontwikkeling duidelijk. Hun brede inzet laat zien hoe geïntegreerde messaging, videoconferencing, live streaming en in toenemende mate spraakgestuurde functies de manier veranderen waarop organisaties vergaderen, informatie delen en dagelijkse werkprocessen organiseren.

WebRTC vs MQTT

Web Real-Time Communication (WebRTC) en Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) zijn beide open standaarden die communicatie over netwerken mogelijk maken. Hoewel ze in uiteenlopende moderne toepassingen worden gebruikt, verschillen hun rollen en onderliggende architecturen aanzienlijk.

Dit artikel bespreekt de kenmerken van beide technologieën, schetst hun respectieve sterke en zwakke punten en belicht de scenario’s waarin elke technologie het meest effectief kan worden toegepast. Het doel is een helder inzicht te geven in hoe WebRTC en MQTT (afzonderlijk of in combinatie) kunnen worden ingezet om betrouwbare, schaalbare en efficiënte communicatie in moderne softwaresystemen te ondersteunen.

Wat is WebRTC

Web Real-Time Communication (WebRTC) is een open-source framework dat directe, real-time communicatie tussen apparaten mogelijk maakt via standaard webbrowsers en mobiele applicaties. Het ondersteunt de overdracht van audio, video, tekst en willekeurige gegevens zonder dat extra plug-ins of tussenliggende software nodig zijn.

Ontwikkelaars kunnen WebRTC integreren via een set JavaScript-API’s, die functionaliteit bieden voor:

• Toegang tot en vastleggen van video-, audio- en tekstgegevens van gebruikersapparaten
• Het opzetten, beheren en beëindigen van peer-to-peerverbindingen tussen browsers of applicaties
• Het gelijktijdig verzenden van gegevens over meerdere kanalen

Het kernprincipe van WebRTC is peer-to-peercommunicatie. Doordat apparaten informatie rechtstreeks met elkaar kunnen uitwisselen, wordt de latentie verminderd en de afhankelijkheid van externe servers voor gegevensoverdracht geminimaliseerd. Dit maakt WebRTC bijzonder geschikt voor toepassingen die lage latentie en tweerichtingscommunicatie vereisen, zoals videoconferencing, bestandsdeling, messagingplatforms en online samenwerkingstools.

Privacy is een centraal onderdeel van het ontwerp van WebRTC. Alle audio-, video- en datastromen worden beveiligd met end-to-end-encryptie, waardoor gevoelige informatie tijdens de overdracht beschermd blijft.

Naast peer-to-peercommunicatie wordt WebRTC ook veel toegepast bij live streaming en uitzendingen. Dankzij de lage latentie is het goed geschikt voor toepassingen die vrijwel real-time levering van videobeelden vereisen, zoals live-evenementen, online gaming en interactieve media.

Wat compatibiliteit betreft, wordt WebRTC ondersteund door alle grote webbrowsers en heeft het een native integratie op de belangrijkste mobiele platforms. Deze brede ondersteuning vereenvoudigt de implementatie en vergroot de toegankelijkheid voor eindgebruikers. Hier is de volledige lijst met ondersteunde browsers te vinden.

Wat is MQTT

MQTT is een lichtgewicht messagingprotocol dat is ontworpen voor apparaten met beperkte rekenkracht of geheugen, en voor gebruik in omgevingen met trage of instabiele internetverbindingen. Het is ontwikkeld om situaties te ondersteunen waarin berichten vertraagd kunnen worden of incidenteel niet aankomen.

De kern van MQTT bestaat uit topics en subscriptions. Topics functioneren als kanalen en zijn hiërarchisch opgebouwd, waarbij onderdelen door een schuine streep worden gescheiden (bijvoorbeeld: Myhome/livingroom/light1).

Wanneer een apparaat zich abonneert op een topic, geeft het aan de centrale MQTT-broker (server) door dat het de berichten van dat topic wil ontvangen. De broker registreert dit verzoek en zorgt ervoor dat alle nieuwe berichten die naar het topic worden gestuurd, bij het geabonneerde apparaat worden afgeleverd.

Een ander belangrijk onderdeel van MQTT is Quality of Service (QoS), dat helpt om de aflevering van berichten te waarborgen, zelfs onder onbetrouwbare netwerkcondities. MQTT kent drie QoS-niveaus, waardoor het protocol kan worden aangepast aan verschillende behoeften. Daarnaast bevat het protocol mechanismen voor automatische herverbinding, zodat apparaten de communicatie kunnen hervatten wanneer de verbinding is verbroken.

Belangrijkste verschillen

WebRTC en MQTT verschillen aanzienlijk in hun beoogde doel, transportmechanismen, berichtenmodellen en toepassingsdomeinen. De onderstaande tabel vat de belangrijkste verschillen samen:

Toepassingen van WebRTC en MQTT

Zowel WebRTC als MQTT zijn breed toegepast, maar hun gebruik verschilt afhankelijk van het type communicatie waarvoor ze zijn ontworpen.

Toepassingen van WebRTC

WebRTC wordt voornamelijk gebruikt in sectoren en platforms die real-time communicatie vereisen, zoals videoconferencing, live streaming en collaboratieve tools. Enkele opvallende voorbeelden zijn:

• Google Meet: Gebruikt WebRTC voor peer-to-peer audio- en videocommunicatie.
• Zoom: Maakt gebruik van WebRTC voor vergaderingen die via webbrowsers worden geopend.
• Facebook Messenger: Past WebRTC toe voor real-time spraak- en videogesprekken.
• Discord: Gebruikt WebRTC voor live spraak- en video-interacties, vooral populair onder gamers.
• Airbnb: Zet WebRTC in voor de functie online experiences, waarmee live interactie tussen gebruikers mogelijk wordt.

Deze voorbeelden laten zien dat WebRTC een belangrijke rol speelt bij het mogelijk maken van interactieve communicatie met lage latentie, rechtstreeks tussen gebruikers.

Toepassingen van MQTT

MQTT is daarentegen geoptimaliseerd voor het Internet of Things (IoT) en machine-to-machine (M2M)-communicatie, waar apparaten vaak beperkte middelen hebben en afhankelijk zijn van efficiënte gegevensoverdracht. Het lichtgewicht publish/subscribe-model maakt het goed geschikt voor het verbinden van uiteenlopende apparaten, zoals thermostaten, huishoudelijke apparaten, beveiligingssystemen, wearables (zoals smartwatches, fitnesstrackers en gezondheidsmonitors) en smartphones.

De voordelen van MQTT beperken zich niet tot standaardisatie. Het protocol zorgt voor efficiënt bandbreedtegebruik en langere batterijduur, wat zich vertaalt in meetbare prestatievoordelen bij consumenten- én industriële IoT-toepassingen.

Enkele opvallende voorbeelden van MQTT in de praktijk zijn:

• Smart Cities: IoT-infrastructuren in slimme steden maken in toenemende mate gebruik van MQTT voor communicatie tussen apparaten. De wereldwijde IoT-markt in Smart Cities werd in 2024 geschat op ongeveer 182,07 miljard USD en zal naar verwachting groeien tot 214,11 miljard USD in 2025, met een samengesteld jaarlijks groeipercentage van 17,12%, om in 2030 uit te komen op 469,96 miljard USD.
• Facebook Messenger: Facebook koos voor MQTT in plaats van HTTP voor zijn mobiele applicaties, omdat deze vergelijkbare kenmerken hebben met IoT-omgevingen: onderbroken connectiviteit en de noodzaak om batterijverbruik te beperken. Het topic-gebaseerde publish/subscribe-model van MQTT ondersteunt groepschats efficiënt, waarbij elke groepschat als een afzonderlijk topic fungeert.
• Instagram: Gebruikt MQTT voor pushmeldingen en gerelateerde functies.
• Automotive: BMW heeft zijn carsharingplatform, waarmee meer dan 14.000 voertuigen in 18 steden worden beheerd, gebouwd op MQTT.
• Asset Tracking en Logistiek: MQTT wordt veel gebruikt voor het realtime volgen van assets. Wanneer de verbinding tijdens transmissie wegvalt, zorgt het protocol ervoor dat gegevens betrouwbaar worden afgeleverd zodra de verbinding is hersteld.

Hoe WebRTC te gebruiken

Ontwikkelaars kunnen de implementatie van WebRTC versnellen door gebruik te maken van diverse ondersteunende libraries die het beheer van verbindingen vereenvoudigen en extra functionaliteit bieden:

• Socket.io: Handig voor het beheren van signaling en verbindingen.
• SimplePeer: Biedt een vereenvoudigde interface voor het werken met WebRTC.
• Twilio Programmable Video: Voegt geavanceerde functies en schaalbaarheid toe voor applicaties met een groter gebruikersbestand.

Van deze opties heeft SimplePeer vaak de voorkeur vanwege de eenvoud en het gebruiksgemak. Het is een actief onderhouden open-source library onder de MIT-licentie, met duidelijke documentatie en praktische voorbeelden. Dit maakt het een geschikt startpunt voor ontwikkelaars die nieuw zijn met WebRTC.

Het instellen verloopt eenvoudig en bestaat doorgaans uit drie stappen:

1. Installeer de library in het project.
2. Maak een verbinding aan met behulp van een Peer-object.
3. Start met het verzenden van video, audio of binaire data.

Bijvoorbeeld:

Twilio biedt een professionele oplossing die verder gaat dan een eenvoudige library en een compleet ecosysteem levert voor het bouwen van schaalbare, productieklare videoapplicaties. Het platform omvat:

• Ingebouwde ondersteuning voor TURN/STUN-servers voor betrouwbare connectiviteit
• Naadloze integratie met andere Twilio-diensten, zoals SMS en authenticatie
• Uitgebreide documentatie en SDK’s voor meerdere platforms

Door complexe onderdelen van de WebRTC-infrastructuur te beheren, waaronder NAT-traversal, signaling en serverbeheer, verlaagt Twilio de implementatielast voor ontwikkelteams. Deze abstractie maakt een snellere implementatie van real-time communicatiefuncties mogelijk, terwijl betrouwbaarheid en schaalbaarheid behouden blijven.

Het moet echter worden opgemerkt dat Twilio een commerciële dienst is, waarbij gebruik per minuut in rekening wordt gebracht.

Meer informatie en installatie-instructies zijn beschikbaar in de Twilio Video JavaScript Guide.

Hoe MQTT te gebruiken

In de kern bestaat MQTT uit brokers en clients.

Verzenders sturen de berichten niet rechtstreeks naar de ontvangers, maar gebruiken een MQTT-broker. Op deze manier publiceren MQTT-clients gegevens naar de broker, die de berichten vervolgens distribueert naar geabonneerde clients op basis van een vooraf gedefinieerd topic. Elk bericht bevat een topic-identificatie, waardoor clients zich alleen hoeven te abonneren op het onderwerp dat voor hen relevant is. De broker houdt een lijst met abonnees bij en gebruikt die lijst om de berichten naar de juiste clients te sturen.

Er zijn veel open-source MQTT-clients beschikbaar voor verschillende programmeertalen. HiveMQ biedt een uitgebreide verzameling tutorials en voorbeelden om ontwikkelaars op weg te helpen. Enkele populaire MQTT-clientlibraries zijn:

• MQTT.js voor alle webclients in JavaScript
• PAHO MQTT geschreven in Java
• HiveMQtt : C# MQTT Client voor .NET

Voor een uitgebreidere lijst met MQTT-SDK’s kan je deze link raadplegen.

Voordat je verder gaat, moet je ervoor zorgen dat je een MQTT-broker hebt om mee te communiceren en te testen. Er zijn verschillende opties om een MQTT-broker te verkrijgen:

• Private deployment met Docker met een van de Docker-images van EMQX
• Volledig beheerde betaalde cloudservice
• AWS biedt een paar brokers: Mqtt-broker-moquette
• Azure biedt Azure Event Grid voor gebruik met MQTT
• EMQX Serverless
• Gratis publieke MQTT-broker zonder creditcard nodig (https://www.hivemq.com/company/get-hivemq/)

Als we de broker hebben, kunnen we de clients aanmaken die ermee verbonden worden.

Laten we de MQTT.js-library gebruiken, die eenvoudig kan worden geïnstalleerd met het commando: npm install mqtt command. Daarna maken we de clientinstantie aan:

De rol van een broker is het doorsturen van berichten naar clients, waarbij voor elke client een aparte verbinding wordt onderhouden. Elk apparaat hoeft slechts één verbinding met de broker op te zetten om gegevens te kunnen delen met veel andere apparaten. Zo kan de MQTT-broker van HiveMQ tot 200 miljoen verbindingen ondersteunen.

Voordat je toegang krijgt tot een broker, is authenticatie vereist. Om dit te illustreren passen we het codevoorbeeld een beetje aan:

En nu sturen we de klassieke Hello World met MQTT.

We kunnen ons abonneren op MQTT-berichten met behulp van de subscribe methode:

De implementatie hierboven is een heel eenvoudig voorbeeld. Voordat je naar productie gaat, zijn extra beveiligingsmaatregelen nodig, zoals het gebruik van HTTPS. Dit is belangrijk omdat MQTT is ontworpen om gegevens tussen IoT-apparaten zo efficiënt mogelijk uit te wisselen, en niet om standaard sterke beveiliging te bieden.

Een volledig voorbeeld is te vinden op: ultimate-guide-on-how-to-use-mqtt-with-node-js.

Conclusie

Er is geen duidelijke “winnaar” tussen WebRTC en MQTT, aangezien beide een eigen, specifieke rol vervullen binnen het technologie-ecosysteem. Veel grote platforms, zoals Facebook Messenger, gebruiken zelfs beide: MQTT voor signaling en berichtafhandeling, en WebRTC voor video, audio en het delen van bestanden.

De keuze om WebRTC, MQTT of een combinatie van beide te gebruiken, moet worden bepaald door de specifieke vereisten van de applicatie. Voor chatapplicaties of platforms die bestandsdeling en real-time interactie centraal stellen, ligt WebRTC voor de hand vanwege de peer-to-peer-architectuur en de lage latentie. Voor scenario’s met apparaten met een laag energieverbruik of onbetrouwbare netwerken is MQTT vaak geschikter, met name in IoT-omgevingen.

Uiteindelijk zijn deze technologieën geen directe concurrenten. In combinatie kunnen ze real-time oplossingen ondersteunen die zowel schaalbaar als efficiënt zijn.