MQTT知识大全【科普贴】

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目录

一、协议简介

二、工作原理

三、优势特点

一、协议简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于客户端与服务器之间发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议。为了保证通讯的安全性和可靠性，该协议基于TCP/IP协议构建。由IBM在1999年发布，最初被用于石油管道传感器与卫星的通讯连接，2014年，它正式成为一个OASIS开放标准并得到了大量开源语言的支持。

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，比如红绿灯的远程控制、会议设备的后台管理等。

二、工作原理

MQTT工作模式是基于客户端和服务端通讯模式运作的，在整个通讯过程中，有三种身份：发布者（Publisher）、代理服务器（Broker）、订阅者（Subscriber）。其中，消息的发布者和订阅者都是客户端，它们之间的消息是通过代理服务器转发的，消息发布者可以同时是订阅者。

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MQTT的消息体分为：主题（topic）和负载（payload）两部分，其中，

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，可以理解为消息的具体内容，是指订阅者希望收到的信息内容。payload消息体位MQTT数据包的第三部分，包含四种类型的消息：

1）CONNECT，消息体内容主要是：客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码。
2）SUBSCRIBE，消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS。
3）SUBACK，消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE所申请的主题及QoS进行确认和回复。
4）UNSUBSCRIBE，消息体内容是要订阅的主题。

三、优势特点

MQTT协议工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议，有如下优势特点：

1）使用发布/订阅消息模式，提供一对多的消息发布，解除应用程序耦合。

2）对负载内容屏蔽的消息传输。

3）使用TCP/IP提供网络连接。

主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。就像WebRTC中的TLS协议和DTLS协议一样，分别支持TCP和UDP传输。

4）三种消息发布服务质量：

至多一次，消息发布完全依赖底层TCP/IP网络，可能会发生消息丢失情况。

至少一次，确保消息到达，但消息可能会重复发送或者收到。

只有一次，确保消息到达一次。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。

5）小型传输，开销很小（固定长度的头部是2字节），协议交换最小化，以降低网络流量。

这就是为什么在介绍里说它非常适合"在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集"，要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱，因此MQTT是首选协议。

6）使用Last Will和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制，这是http协议所不具备的。

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