MQTT简介

MQTT简介

1.简介

  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。

  MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。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。

2.原理

2.1 身份

• 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。

2.2 消息

• MQTT传输的消息分为：主题（Topic）和负载（payload）两部分

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）
payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容

2.3 消息发布质量

Quality of Service等级是发送与接收端的一种关于保证交付信息的协议。一共有3 个QoS 等级

• "至多一次0"，消息发布完全依赖底层TCP/IP 网络，会发生消息丢失或者重复，这一级别可用于如下情况，环境，传感器数据，丢失一次度记录无所谓，因为不久之后会有第二次发送;

• "至少一次1"，确保消息到达，但消息重复可能发生;

• “只有一次2"，确保消息到达一次，这一级别可用于如下情况，在计费系统中，消息重复或者丢失导致不正确的结果。

3.MQTT协议中的订阅、主题、会话

3.1 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。

3.2 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。

3.3 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。

3.4 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。

3.5 负载（Payload）

  消息订阅者所具体接收的内容。

4. MQTT服务器和客户端

4.1 MQTT客户端

一个使用MQTT协议的应用程序或者设备，它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以：

+（1）发布其他客户端可能会订阅的信息；

+（2）订阅其它客户端发布的消息；

+（3）退订或删除应用程序的消息；

+（4）断开与服务器连接。

4.2 MQTT服务器

MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以

+（1）接受来自客户的网络连接；

+（2）接受客户发布的应用信息；

+（3）处理来自客户端的订阅和退订请求；

+（4）向订阅的客户转发应用程序消息。

5.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。

Connect，等待与服务器建立连接

Disconnect，等待MQTT客户端完成所做的工作，并与服务器断开TCP/IP会话

Subscribe，等待完成订阅

UnSubscribe，等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅

Publish，MQTT客户端发送消息请求，发送完成后返回应用程序线程

6.MQTT使用端口