MQTT 介绍

MQTT官网MQTT 协议入门

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）是一种轻量级的、基于发布-订阅模式的通信协议，主要应用于物联网（IoT）领域中设备间的通信。

MQTT 协议采用了简单的二进制编码格式，使得它适用于网络带宽较小、延迟较高、网络不稳定的环境下进行通信。同时，MQTT 提供了 QoS（Quality of Service）服务质量保证机制，支持三种不同的 QoS 等级：

• QoS 0：最多发送一次消息，不提供可靠性保证。
• QoS 1：至少发送一次消息，确保消息能到达接收方，但可能会重复。
• QoS 2：恰好发送一次消息，确保消息能到达接收方且只接收一次。

MQTT 协议的特点包括：可扩展性好、开销小、易于实现、开源、支持多种编程语言等。 在 MQTT 协议中，存在两个主要的参与者：发布者和订阅者。发布者将消息发布到一个或多个主题（Topic）中，订阅者可以订阅感兴趣的主题，从而接收到发布者发送的消息。主题可以看作是某一个特定类型的消息的分类标准。 MQTT 协议的使用场景包括但不限于：智能家居、智能灯光、智能安防、农业物联网、工业物联网等。

优点

1. 轻巧高效: MQTT 客户端非常小，需要的资源最少，因此可以在小型微控制器上使用。MQTT 消息头很小，可以优化网络带宽。
2. 双向通信:MQTT 允许在设备到云和云到设备之间进行消息传递。这使得向事物组广播消息变得容易。
3. 扩展到数百万个事物:MQTT 可以扩展以连接数百万个物联网设备。
4. 可靠的消息传递:消息传递的可靠性对于许多物联网用例都很重要。这就是为什么 MQTT 有 3 个定义的服务质量级别：0 - 最多一次，1 - 至少一次，2 - 恰好一次
5. 支持不可靠的网络:许多物联网设备通过不可靠的蜂窝网络连接。MQTT 对持久会话的支持减少了将客户端与代理重新连接的时间。
6. 已启用安全性 :MQTT 使使用 TLS 加密消息和使用现代身份验证协议（如 OAuth）对客户端进行身份验证变得容易。

1.2 MQTT 数据包结构

• 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；

• 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；

• 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；

  

1.3 MQTT 其他概念

一、订阅（Subscription）

订阅包含主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅会与一个会话（Session）关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

二、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。

三、主题名（Topic Name）

连接到一个应用程序消息的标签，该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

四、主题筛选器（Topic Filter）

一个对主题名通配符筛选器，在订阅表达式中使用，表示订阅所匹配到的多个主题。

五、负载（Payload）

消息订阅者所具体接收的内容。

详细内容可以查看MQTT协议文档：MQTT Version 5.0