MQTT协议与EMQ笔记

1.MQTT协议主要特性

　　（1）开放消息协议，简单易实现。 　　（2）使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。 　　（3）对负载（协议携带的应用数据）内容屏蔽的消息传输。 　　（4）基于TCP/IP网络连接,提供有序，无损，双向连接。主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式，优缺点自然也就各有不同了。 　　（5）消息服务质量（QoS）支持，可靠传输保证；有三种消息发布服务质量： 　　　　QoS0："至多一次"，消息发布完全依赖底层TCP/IP网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况，环境传感器数据，丢失一次读记录无所谓，因为不久后还会有第二次发送。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。 　　　　QoS1："至少一次"，确保消息到达，但消息重复可能会发生。 　　　　QoS2："只有一次"，确保消息到达一次。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。 　　（6）1字节固定报头，2字节心跳报文，最小化传输开销和协议交换，有效减少网络流量。这就是为什么在介绍里说它非常适合"在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集，要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱，使用这种协议来传递消息再适合不过了。 　　（7）在线状态感知：使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。 　　　　Last Will：即遗言机制，用于通知同一主题下的其他设备，发送遗言的设备已经断开了连接。 　　　　Testament：遗嘱机制，功能类似于Last Will。   2.MQTT协议实现方式 　　实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，MQTT协议中有三种身份：发布者（Publish）、代理（Broker）（服务器）、订阅者（Subscribe）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，消息代理是服务器，消息发布者可以同时是订阅者。 　　MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分： 　　　　（1）Topic，可以理解为消息的类型，订阅者订阅（Subscribe）后，就会收到该主题的消息内容（payload）； 　　　　（2）payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。   3.发布/订阅、主题、会话　(允许动态创建主题) 　　订阅者(Subscriber) 会向 消息服务器(Broker) 订阅一个 主题(Topic) 。成功订阅后，消息服务器会将该主题下的消息转发给所有的订阅者。 　　主题(Topic)以 ‘/’ 为分隔符区分不同的层级。包含通配符 ‘+’ 或 ‘#’ 的主题又称为 主题过滤器(Topic Filters); 不含通配符的称为 主题名(Topic Names) 例如: 　　　　 　　发布者(Publisher) 只能向 ‘主题名’ 发布消息，订阅者(Subscriber) 则可以通过订阅 ‘主题过滤器’ 来通配多个主题名称。 　　会话（Session）：每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话，客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间，也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。   4.MQTT协议中的方法  　　MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作），来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。主要方法有： 　　　　（1）CONNECT：客户端连接到服务器 　　　　（2）CONNACK：连接确认 　　　　（3）PUBLISH：发布消息 　　　　（4）PUBACK：发布确认 　　　　（5）PUBREC：发布的消息已接收 　　　　（6）PUBREL：发布的消息已释放 　　　　（7）PUBCOMP：发布完成 　　　　（8）SUBSCRIBE：订阅请求 　　　　（9）SUBACK：订阅确认 　　　　（10）UNSUBSCRIBE：取消订阅 　　　　（11）UNSUBACK：取消订阅确认 　　　　（12）PINGREQ：客户端发送心跳 　　　　（13）PINGRESP：服务端心跳响应 　　　　（14）DISCONNECT：断开连接 　　　　（15）AUTH：认证   5.MQTT协议数据包结构  　　在MQTT协议中，一个MQTT数据包由：固定头（Fixed header）、可变头（Variable header）、消息体（payload）三部分构成。MQTT数据包结构如下： 　　　　（1）固定头（Fixed header）。存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识，如连接，发布，订阅，心跳等。其中固定头是必须的，所有类型的MQTT协议中，都必须包含固定头。 　　　　（2）可变头（Variable header）。存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。可变头部不是可选的意思，而是指这部分在有些协议类型中存在，在有些协议中不存在。 　　　　（3）消息体（Payload）。存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容。 与可变头一样，在有些协议类型中有消息内容，有些协议类型中没有消息内容。   6.固定头（Fixed header） 　　   　　 　　

　　

　　

　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 　　

 

 7.可变头（Variable Header）

　　

　　

 

8.消息体（Payload）

　　

 

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