MQTT介绍(1)简单介绍


MQTT目录:

  1.   MQTT简单介绍

  2.       window安装MQTT服务器和client

  3.       java模拟MQTT的发布,订阅


 

 

 

 MQTT:

  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。做为一种低开销、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和CoAP是物联网最常用的两个协议。区别是:MQTT是基于TCP协议,CoAP是基于UDP协议


MQTT的特点:

  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(曾出现过安全问题,在后面会介绍到)、及一些小型化设备中已广泛使用。

  当期的发布最新版本还是14年发布的3.1.1,除标准版外,还有一个简化版MQTT-SN,该协议主要针对嵌入式设备,这些设备一般工作于百TCP/IP网络,如:ZigBee。

    想学习的可以吗参考  

    1.   MQTTv3.1中文版.pdf,  
    2.       http://mqtt.org/

  

  MQTT协议运行在TCP/IP或其他网络协议,提供有序、无损、双向连接。其特点包括:

    1.  使用的发布/订阅消息模式,它提供了一对多消息分发,以实现与应用程序的解耦。
    2.  对负载内容屏蔽的消息传输机制。
    3.  对传输消息有三种服务质量(QoS):
        • 级别0:尽力而为(   <=1)。消息发送者会想尽办法发送消息,但是遇到意外并不会重试。    
        • 级别1:至少一次(   >=1)。消息接收者如果没有知会或者知会本身丢失,消息发送者会再次发送以保证消息接收者至少会收到一次,当然可能造成重复消息。 
        • 级别2:恰好一次(     =1)。保证这种语义肯定会减少并发或者增加延时,不过丢失或者重复消息是不可接受的时候,级别2是最合适的。 
    4.  数据传输和协议交换的最小化(协议头部只有2字节),以减少网络流量
    5.  通知机制,异常中断时通知传输双方
补充:QOS(服务质量)

为了满足不同的场景,MQTT支持三种不同级别的服务质量(Quality of Service,QoS)为不同场景提供消息可靠性:
  • 级别0:尽力而为。消息发送者会想尽办法发送消息,但是遇到意外并不会重试。
  • 级别1:至少一次。消息接收者如果没有知会或者知会本身丢失,消息发送者会再次发送以保证消息接收者至少会收到一次,当然可能造成重复消息。
  • 级别2:恰好一次。保证这种语义肯定会减少并发或者增加延时,不过丢失或者重复消息是不可接受的时候,级别2是最合适的。

服务质量是个老话题了。级别2所提供的不重不丢很多情况下是最理想的,不过往返多次的确认一定对并发和延迟带来影响。级别1提供的至少一次语义在日志处理这种场景下是完全OK的,所以像Kafka这类的系统利用这一特点减少确认从而大大提高了并发。级别0适合鸡肋数据场景,食之无味弃之可惜

 

  


MQTT协议原理:

  

    

    •  实现MQTT协议需要:客户端服务器端
    •  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)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

  注:这种订阅模式我会在下节搭建的时详细说明

 


网络传输与应用消息

  MQTT会构建底层网络传输:它将建立客户端到服务器的连接,提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。

  当应用数据通过MQTT网络发送时,MQTT会把与之相关的服务质量(QoS)和主题名(Topic)相关连。

 

MQTT的客户端和服务器端,协议等简单介绍

    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:

      • 发布其他客户端可能会订阅的信息
      • 订阅其它客户端发布的消息
      • 退订或删除应用程序的消息
      • 断开与服务器连接

    服务器端:

    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订阅者之间,它可以:

      • 接受来自客户的网络连接
      • 接受客户发布的应用信息
      • 处理来自客户端的订阅和退订请求
      • 向订阅的客户转发应用程序消息

    MQTT协议中的订阅、主题、会话

    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。

    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。

    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。

    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。

    负载(Payload)

      消息订阅者所具体接收的内容

    

    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

    

    

MQTT协议消息类型:(数据工会上给的另一种说法)
 MQTT拥有14种不同的消息类型:
CONNECT:客户端连接到MQTT代理
CONNACK:连接确认
PUBLISH:新发布消息
PUBACK:新发布消息确认,是QoS 1给PUBLISH消息的回复
PUBREC:QoS 2消息流的第一部分,表示消息发布已记录
PUBREL:QoS 2消息流的第二部分,表示消息发布已释放
PUBCOMP:QoS 2消息流的第三部分,表示消息发布完成
SUBSCRIBE:客户端订阅某个主题
SUBACK:对于SUBSCRIBE消息的确认
UNSUBSCRIBE:客户端终止订阅的消息
UNSUBACK:对于UNSUBSCRIBE消息的确认
PINGREQ:心跳
PINGRESP:确认心跳
DISCONNECT:客户端终止连接前优雅地通知MQTT代理

 


 

 

posted @ 2017-11-30 14:58  陽66  阅读(3198)  评论(0编辑  收藏  举报