mqtt原理通俗介紹

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息隊列遙測傳輸協議），是一種基於發佈/訂閲（publish/subscribe）模式的“輕量級”通訊協議，該協議構建於TCP/IP協議上，由IBM在1999年發佈。MQTT最大優點在於，可以以極少的代碼和有限的帶寬，為連接遠程設備提供實時可靠的消息服務。做為一種低開銷、低帶寬佔用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型設備、移動應用等方面有較廣泛的應用。

1、 MQTT協議特點

MQTT是一個基於客户端-服務器的消息發佈/訂閲傳輸協議。MQTT協議是輕量、簡單、開放和易於實現的，這些特點使它適用範圍非常廣泛。在很多情況下，包括受限的環境中，如：機器與機器（M2M）通信和物聯網（IoT）。其在，通過衞星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫療設備、智能家居、及一些小型化設備中已廣泛使用。

MQTT協議當前版本為，2014年發佈的MQTT v3.1.1。除標準版外，還有一個簡化版MQTT-SN，該協議主要針對嵌入式設備，這些設備一般工作於百TCP/IP網絡，如：ZigBee。

MQTT協議運行在TCP/IP或其他網絡協議，提供有序、無損、雙向連接。其特點包括：

使用的發佈/訂閲消息模式，它提供了一對多消息分發，以實現與應用程序的解耦。

對負載內容屏蔽的消息傳輸機制。

對傳輸消息有三種服務質量（QoS）：最多一次，這一級別會發生消息丟失或重複，消息發佈依賴於底層TCP/IP網絡。即：<=1

至多一次，這一級別會確保消息到達，但消息可能會重複。即：>=1

只有一次，確保消息只有一次到達。即：＝1。在一些要求比較嚴格的計費系統中，可以使用此級別

數據傳輸和協議交換的最小化（協議頭部只有2字節），以減少網絡流量

通知機制，異常中斷時通知傳輸雙方

使用 Last Will 和 Testament 特性通知有關各方客户端異常中斷的機制

2、 MQTT協議原理

2、1 MQTT協議實現方式

實現MQTT協議需要：客户端和服務器端

MQTT協議中有三種身份：發佈者（Publish）、代理（Broker）（服務器）、訂閲者（Subscribe）。其中，消息的發佈者和訂閲者都是客户端，消息代理是服務器，消息發佈者可以同時是訂閲者。

MQTT傳輸的消息分為：主題（Topic）和負載（payload）兩部分Topic，可以理解為消息的類型，訂閲者訂閲（Subscribe）後，就會收到該主題的消息內容（payload）

payload，可以理解為消息的內容，是指訂閲者具體要使用的內容

2、2 網絡傳輸與應用消息

MQTT會構建底層網絡傳輸：它將建立客户端到服務器的連接，提供兩者之間的一個有序的、無損的、基於字節流的雙向傳輸。

當應用數據通過MQTT網絡發送時，MQTT會把與之相關的服務質量（QoS）和主題名（Topic）相關連。

2、3 MQTT客户端

一個使用MQTT協議的應用程序或者設備，它總是建立到服務器的網絡連接。客户端可以：

發佈其他客户端可能會訂閲的信息

訂閲其它客户端發佈的消息

退訂或刪除應用程序的消息

斷開與服務器連接

2、4 MQTT服務器

MQTT服務器以稱為“消息代理”（Broker），可以是一個應用程序或一台設備。它是位於消息發佈者和訂閲者之間，它可以：

接受來自客户的網絡連接

接受客户發佈的應用信息

處理來自客户端的訂閲和退訂請求

向訂閲的客户轉發應用程序消息