MQTTとは｜仕組み・QoSとIoT中級で問われる点

MQTTは、ブローカーと呼ばれるサーバを介して、センサなどからのメッセージを必要な相手に配る軽量なプロトコルです。OASISの仕様書は、MQTTを「クライアント・サーバ型のpublish/subscribeメッセージング転送プロトコル」で、軽量・オープン・簡単で実装しやすく、M2MやIoTのような制約のある環境に向くと説明しています（2026年9月27日確認）。

現在の版は、2019年3月7日にOASIS標準となったMQTT 5.0です。その前のMQTT 3.1.1は2014年10月29日にOASIS標準となり、ISO/IEC 20922:2016として国際標準にもなっています。

データを送る側（パブリッシャ）と受け取る側（サブスクライバ）が直接つながらず、ブローカーだけと接続するのが最大の特徴です。センサはブローカーの宛先さえ知っていればよく、受け手が何台いるか、今つながっているかを気にする必要がありません。

工場の温度センサの値を、監視画面と記録用サーバの2か所で受け取る例で、流れを順に追います。

1. 1購読（subscribe）：監視画面と記録用サーバが、ブローカーに「factory/line1/temp というトピックを受け取りたい」と登録する
2. 2発行（publish）：温度センサが、トピック factory/line1/temp を付けて測定値をブローカーへ送る
3. 3配信：ブローカーは、そのトピックを購読しているすべてのクライアント（監視画面と記録用サーバ）へ同じメッセージを届ける
4. 4追加・削除：受け手が増えても減っても、センサ側の設定は変わらない

トピックは / で区切った階層で表します。購読するときはワイルドカードが使えます。+ は1階層だけに一致し（factory/+/temp は factory/line1/temp に一致するが factory/line1/zone2/temp には一致しない）、# は下のすべての階層に一致します（factory/# は factory 以下すべて）。# は最後にしか置けず、発行するメッセージのトピック名にワイルドカードは使えません。

MQTTはTCP/IPのように順序どおりに欠けずに届く双方向の通信の上で動きます。仕様書は、TLSやWebSocketも使えるとし、TCPの1883番（TLSなし）と8883番（TLS）がIANAに登録されていると記しています。一方、UDPのように欠けたり順序が入れ替わったりする通信は、それだけでは適さないとしています。

QoS（Quality of Service）は、メッセージをどの程度確実に届けるかの段階です。仕様書が定める3段階を比べます。

確実さが上がるほどやり取りの回数が増え、通信量と遅れが増えます。「QoS 2が常に最良」ではなく、データの性質に合わせて選ぶのが設計の考え方です。

保持メッセージ（retained message）は、RETAINフラグを1にして発行すると、ブローカーがそのトピックの最新の1通を保存し、後から購読したクライアントにもすぐ届ける仕組みです。空のメッセージを保持付きで送ると、保存が消えます。機器の現在の状態（電源のオン・オフなど）を、つないだ直後に知りたいときに使います。

Willメッセージ（遺言）は、クライアントが接続時にあらかじめ預けておき、正常な切断の手順を踏まずに接続が切れたときにブローカーが代わりに発行するメッセージです。電池切れや故障による突然の切断を、ほかの機器に知らせられます。

Keep Aliveは、クライアントが通信の間隔の上限を秒で宣言するものです。ブローカーはその1.5倍の時間に何も届かなければ、接続が切れたものとして扱います。

MQTTは、IoTシステム技術検定 中級の出題カテゴリ「センサ／アクチュエータ技術と通信方式（デバイス、ネットワーク、LPWA、プロトコル）」の「プロトコル」に当たります。公式ページの図では比率が25〜30%です（MCPC公式ページ、2026年9月27日確認）。公式テキスト『IoT技術テキスト 第4版』では第4章「IoT通信方式」に当たる範囲です（章とカテゴリの対応は当サイトの推定）。

MQTTの出題数は公表されていません。4択の問われ方としては、次のような観点が考えられます（当サイトの予想で、出題の再現ではありません）。

• QoS 0・1・2と「最大1回・最低1回・ちょうど1回」の対応
• ブローカー・パブリッシャ・サブスクライバの役割の組合せ
• 保持メッセージとWillメッセージの説明の入れ替え
• HTTPやCoAPと比べたときの通信モデル（publish/subscribeか、要求・応答か）と下位のプロトコル（TCPかUDPか）

HTTPとの使い分けは HTTPとMQTTの使い分け、UDPで動くCoAPとの違いは CoAPとは にまとめています。現場の機器とクラウドの間でブローカーへの中継を担う装置は IoTゲートウェイとは で扱います。

MQTTのQoS 1の説明として、最も適切なものはどれか。

1. 1最大1回の配信で、欠けることがあるが確認応答は送らない
2. 2最低1回の配信で、欠けはないが重複して届くことがある
3. 3ちょうど1回の配信で、4回のやり取りで欠けと重複を防ぐ
4. 4配信の保証はなく、ブローカーが届け先を選んで間引く

正解：2。QoS 1は「最低1回（at least once）」で、PUBLISHに対してPUBACKで受領を確認します。確認が届かないと再送するため、受け手には同じメッセージが重複して届くことがあります。

1はQoS 0の説明です。3はQoS 2の説明で、PUBLISH・PUBREC・PUBREL・PUBCOMPの4つのパケットでやり取りします。4のような「ブローカーが間引く」段階はQoSに定義されていません。

照明のオン・オフの状態をトピックで発行している。あとから起動した操作画面が購読した直後に、現在の状態をすぐ表示できるようにしたい。最も適切な方法はどれか。

1. 1発行するときのQoSを0から2に引き上げる
2. 2Willメッセージに現在の状態を書いておく
3. 3Keep Aliveの間隔を短くして通信を増やす
4. 4RETAINフラグを付けて状態を発行する

正解：4。RETAINフラグを付けて発行すると、ブローカーがトピックごとの最新の1通を保存し、あとから購読したクライアントにもすぐ届けます。

1のQoSは届け方の確実さを決めるもので、購読前に発行されたメッセージを後から届ける仕組みではありません。2のWillは、接続が異常に切れたときにブローカーが発行するメッセージで、状態の保存には使いません。3のKeep Aliveは接続が生きているかを確かめる間隔で、最新値の配信とは関係しません。

MQTTで、トピックフィルタ factory/+/temp を購読したとき、配信の対象になるトピック名はどれか。

1. 1factory/temp
2. 2factory/line1/zone2/temp
3. 3factory/line1/temp
4. 4office/line1/temp

正解：3。+ はちょうど1階層に一致するワイルドカードなので、factory と temp の間に1階層だけある factory/line1/temp が一致します。

1は間の階層がないため一致しません。2は間に2階層あるため、+ 1つでは一致しません（下の全階層に一致させるには # を使います）。4は先頭の階層が factory ではないため一致しません。

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