mqtt原理通俗介紹

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，訊息佇列遙測傳輸協議），是一種基於釋出/訂閱（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年釋出。MQTT最大優點在於，可以以極少的程式碼和有限的頻寬，為連線遠端裝置提供實時可靠的訊息服務。做為一種低開銷、低頻寬佔用的即時通訊協議，使其在物聯網、小型裝置、移動應用等方面有較廣泛的應用。

1、 MQTT協議特點

MQTT是一個基於客戶端-伺服器的訊息釋出/訂閱傳輸協議。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）通訊和物聯網（IoT）。其在，通過衛星鏈路通訊感測器、偶爾撥號的醫療裝置、智慧家居、及一些小型化裝置中已廣泛使用。

MQTT協議當前版本為，2014年釋出的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裝置，這些裝置一般工作於百TCP/IP網路，如：ZigBee。

MQTT協議執行在TCP/IP或其他網路協議，提供有序、無損、雙向連線。其特點包括：

使用的釋出/訂閱訊息模式，它提供了一對多訊息分發，以實現與應用程式的解耦。

對負載內容遮蔽的訊息傳輸機制。

對傳輸訊息有三種服務質量（QoS）：最多一次，這一級別會發生訊息丟失或重複，訊息釋出依賴於底層TCP/IP網路。即：<=1

至多一次，這一級別會確保訊息到達，但訊息可能會重複。即：>=1

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

資料傳輸和協議交換的最小化（協議頭部只有2位元組），以減少網路流量

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戶端異常中斷的機制

2、 MQTT協議原理

2、1 MQTT協議實現方式

實現MQTT協議需要：客戶端和伺服器端

MQTT協議中有三種身份：釋出者（Publish）、代理（Broker）（伺服器）、訂閱者（Subscribe）。其中，訊息的釋出者和訂閱者都是客戶端，訊息代理是伺服器，訊息釋出者可以同時是訂閱者。

MQTT傳輸的訊息分為：主題（Topic）和負載（payload）兩部分Topic，可以理解為訊息的型別，訂閱者訂閱（Subscribe）後，就會收到該主題的訊息內容（payload）

payload，可以理解為訊息的內容，是指訂閱者具體要使用的內容

2、2 網路傳輸與應用訊息

MQTT會構建底層網路傳輸：它將建立客戶端到伺服器的連線，提供兩者之間的一個有序的、無損的、基於位元組流的雙向傳輸。

當應用資料通過MQTT網路傳送時，MQTT會把與之相關的服務質量（QoS）和主題名（Topic）相關連。

2、3 MQTT客戶端

一個使用MQTT協議的應用程式或者裝置，它總是建立到伺服器的網路連線。客戶端可以：

釋出其他客戶端可能會訂閱的資訊

訂閱其它客戶端釋出的訊息

退訂或刪除應用程式的訊息

斷開與伺服器連線

2、4 MQTT伺服器

MQTT伺服器以稱為“訊息代理”（Broker），可以是一個應用程式或一臺裝置。它是位於訊息釋出者和訂閱者之間，它可以：

接受來自客戶的網路連線

接受客戶釋出的應用資訊

處理來自客戶端的訂閱和退訂請求

向訂閱的客戶轉發應用程式訊息