Mqtt协议基本介绍

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我是靠谱客的博主饱满凉面，最近开发中收集的这篇文章主要介绍Mqtt协议基本介绍，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

Mqtt协议基本介绍

简介
1. MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。MQTT最大优点在于，可以以极少的代码和有限的带宽，为连接远程设备提供实时可靠的消息服务。作为一种低开销、低带宽占用的即时通讯协议，使其在物联网、小型设备、移动应用等方面有较广泛的应用。
2. MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居、及一些小型化设备中已广泛使用。
特点与优势
1. 适用于低带宽，小型传输，开销很小。
2. 基于发布/订阅的体系结构，基于事件的驱动，可以实现一对多的消息发布以及应用解耦
3. 使用TCP/IP提供网络连接。
4. 使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制。
5. 有三种消息发布服务质量。
6. 对负载内容屏蔽的消息传输。
MQTT协议原理
1. 通信过程中MQTT协议具有三种身份，即发布者（Publish）、代理（Broker服务器）、订阅者（Subscribe）。
2. 其中主要包括两个部分
  1. topic:主题（主题是一个简单的字符串，可以有更多的层次结构级别，用斜杠分隔，如：/sys/{deviceId}/thing/register）,在客户端订阅主题以后，就可以收到此类主题的publish消息。
  2. payload：负载信息，也就是消息内容在iot中主要是设备定义协议发来的信息（json数据等）
3. MQTT会建立tcp连接作为连接通道，然后客户端发送connect信息，服务端返回conack连接确认信息，之后会用心跳来测试对方在线情况。

sequenceDiagram
客户端 ->> 服务端:tcp连接（三次握手）
客户端 ->> 服务端:connect报文连接
服务端 ->> 客户端:conack响应连接MQTT完成
客户端 ->> 服务端:心跳pingreq
服务端 ->> 客户端:响应心跳pingresp
客户端 ->> 服务端:订阅主题SUBSCRIBE（可以包含多个带有订阅的主题topic）
客户端 ->> 服务端:publish发布信息（带有主题topic）
服务端 ->> 客户端:publish发布信息（带有主题topic）
```

  其中，客户端可以发布/订阅（可以是其他客户端的）信息,取消订阅关闭连接，服务端可以接受客户端发来的信息，处理客户端订阅与退订信息，向有相关订阅信息客户端发送信息。

MQTT协议数据结构
1. 固定头（Fixed header）主要是表示数据包类型与分组标识
2. 可变头(Variable header) 根据固定头的数据包类型决定
3. 负载（payload消息体）这个是发送的具体数据
MQTT协议的固定头部
1. 第一个字节信息，messageType代表了消息的类型

服务质量
```
  	 1. 至多一次   Qos = 0   这个代表消息会发送一次，不管有没有到达服务端
  	 2. 至少一次  Qos =1  这个代表会保证服务到达一次，服务端通过puback来响应，这样就算一次，如果通信异常就会重发这条在消息头中设置了DUP（固定头部的数据）位的消息
  	 3. 一次  Qos=2  这个会执行一次而且只有一次。
```
1. 服务质量对应头报文信息类型
  1. PUBACK 报文是对 QoS 1 等级的 PUBLISH 报文的响应，即只有当PUBLISH发布QoS 1 等级的消息时，服务器才会发出对应的响应报文
  2. PUBREC报文是对QoS等级2的PUBLISH报文的响应。它是QoS 2等级协议交换的第二个报文。真正能实现QoS2等级消息而且没有性能问题的Broker或mqtt server的很少。
  3. PUBREL报文是对PUBREC报文的响应。它是QoS 2等级协议交换的第三个报文。
  4. PUBCOMP报文是对PUBREL报文的响应。它是QoS 2等级协议交换的第四个也是最后一个报文。
注意：可以下载mqttfx工具自己测试MQTT协议的数据是怎么传输的也可以再结合抓包工具（wireshark）捕获看MQTT协议传输的是什么。