Ein MQTT-Broker ist die Schnittstelle zwischen vielen IoT-Sensoren und Geräten, die Sensordaten auswerten oder Aktoren steuern. Das MQTT-Protokoll ist offen und sehr weit verbreitet. Es findet in der Industrie Anwendungen, ist aber auch in Smart Homes ist MQTT weit verbreitet.
MQTT ist ein sehr schlankes und schnelles Protokoll. Es wird in Anwendungen mit niedriger Bandbreite gerne angewendet.

MQTT funktioniert, grob gesagt, folgendermaßen: IoT-Geräte können Nachrichten versenden, die von anderen IoT-Geräten empfangen werden. Die Vermittlungsstelle ist ein sogenannter MQTT-Broker. Dieser empfängt die Nachrichten von den Clients. Gleichzeitig können diese Nachrichten von anderen Clients abonniert werden. Die Nachrichten werden in sog. Topics eingestuft, die hierarchisch angeordnet sind, z.B. Wohnzimmer/Klima/Luftfeuchtigkeit.

Home Assistant, oder ein anderer Client, kann diesen Topic abonnieren und den Nachrichteninhalt („Payload„) auswerten (z.B. 65%).

Home Assistant OS vs. Home Assistant Container

In Home Assistant OS und Supervisor gibt es ein Addon, das einen MQTT-Broker installiert. Das ist sehr einfach, komfortabel und funktioniert wohl recht zurverlässig. In den Installationsarten Home Assistant Container und Core gibt es diese Möglichkeit nicht. Hier muss man manuell einen MQTT-Broker aufsetzen.

In diesem Artikel beschäftige ich mich damit, wie man den MQTT-Brocker Mosquitto über Docker installiert. Anschließend zeige ich, wie man die Konfigurationsdatei gestaltet und eine Verbindung zu Home Assistant herstellt. Das Ergebnis ist dann ungefähr so, als hätte man das Addon installiert. Los gehts!

Schritt für Schritt: MQTT-Broker Mosquitto mit Docker installieren

Als MQTT-Broker verwende ich die weit verbreitete Software Mosquitto von Eclipse. Dieser wird auch von Home Assistant bevorzugt und ist derjenige Broker, den das Addon installieren würde.
Für diese Anleitung wird vorausgesetzt, dass Docker bereits installiert ist und eine SSH-Verbindung zum Server hergestellt werden kann.

Schritt 1: Zunächst erstellen wir ein paar Ordner, die wir später benötigen. Mosquitto wird später so konfiguriert, dass in diese Ordner alle wichtigen Dateien abgelegt werden. Dadurch kann man auf dem Filesystem des Servers Mosquitto konfigurieren und beobachten.

$ mkdir mosquitto
$ mkdir mosquitto/config 
$ mkdir mosquitto/data 
$ mkdir mosquitto/log

Schritt 2: Nun wird die Konfigurationsdatei für Mosquitto erstellt. Über diese Datei kann man das Verhalten von Mosquitto steuern.

$ nano config/mosquitto.conf

persistence true
persistence_location /mosquitto/data/
log_dest file /mosquitto/log/mosquitto.log
log_dest stdout
password_file /mosquitto/config/mosquitto.passwd
allow_anonymous false
listener 1883

Schritt 3: Mit dem folgenden Befehl lädt man sich das aktuelle Image von Eclipse Mosquitto auf den Server.

$ docker pull eclipse-mosquitto

Schritt 4: Mit dem folgenden Befehl wird der Docker-Container gestartet. Das ist der Schlüsselmoment, jetzt muss alles klappen.

$ docker run -it -p 1883:1883 -p 9001:9001 --name mosquitto -v /home/pi/mosquitto/config:/mosquitto/config -v /home/pi/mosquitto/data:/mosquitto/data -v /home/pi/mosquitto/log:/mosquitto/log eclipse-mosquitt

Die Flags bedeuten hierbei folgendes:

• -p 1883:1883 Der genannte Port ist die Standardeinstellung für MQTT. Alles was auf diesen Port am Server ankommt, wird in den Mosquitto-Container geleitet.
• -p 9001:9001 Über diesen Port laufen die Websocket-Anwendungen. Falls das nicht benötigt wird, kann man das weg lassen
• name mosquitto Über diesen kurzen Namen können wir den Docker-Container steuern
• -v <filesystem-Pfad>:<Container-Pfad> Die in Schritt 1 erstellten Ordner werden in den Container eingebunden

Wer lieber Docker Compose verwendet, trägt diesen Eintrag in seine *.yaml ein:

services:
    eclipse-mosquitto:
        stdin_open: true
        tty: true
        ports:
            - 1883:1883
            - 9001:9001
        restart: unless-stopped
        container_name: mosquitto
        volumes:
            - /home/pi/mosquitto/config:/mosquitto/config
            - /home/pi/mosquitto/data:/mosquitto/data
            - /home/pi/mosquitto/log:/mosquitto/log
        image: eclipse-mosquitto

Schritt 5: Checken, ob der Container ordnungsgemäß läuft. In der folgenden Liste sollte eine Zeile mit dem Mosquitto-Docker auftauchen. Dieser sollte außerdem „up“ sein. Falls nicht, nochmal versuchen den Container zu starten und kontrollieren, ob er läuft.

$ docker container ls -a
CONTAINER ID   IMAGE          COMMAND   CREATED        STATUS        PORTS    NAMES
xxxxxxxxx   eclipse-mosquitto "/init"   3 minutes ago   Up 2 minutes  [...]   mosquitto

Schritt 6: Sehr gut, der Container läuft. Es wird dringend empfohlen, den MQTT-Broker so abzusichern, dass nur angemeldete User darauf zugreifen können. Das ist ja schon in Schritt 2 in die Konfigurationsdatei geschrieben worden. Mit dem folgenden Befehl melden wir uns in der Shell innerhalb des Containers an und erstellen einen Benutzer. In diesem Beispiel mosquitto. Im Anschluss an diesen Befehl wird man zweimal gebeten, das Passwort für den User festzulegen. Ist das geschafft, läuft der MQTT-Broker auf dem Server. Herzlichen Glückwunsch!

$ docker exec -it sh // öffnet die Shell innerhalb des Dockers
mosquitto_passwd -c /mosquitto/config/mosquitto.passwd mosquitto

Optional Schritt 7: Den MQTT-Broker bindet man in Home Assistant ein, indem man auf Einstellungen → Geräte und Dienste → + Integration hinzufügen klickt. Im Suchfenster nach „MQTT“ suchen und die Zugangsdaten eingeben.
Die Server-Adresse findet man übrigens am schnellsten über ifconfig heraus.

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