浅谈物联网开发最热协议—MQTT 协议
Hello,大家好,我是灰小猿!
最近在在物联网相关项目的开发的时候,有用到物联网常用的通信协议--MQTT 协议,刚开始对这一块的知识并不是很了解,所以在这里一边学习一边记录,有不合理的地方还希望能多多指正。
MQTT 是什么?
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MQTT 协议全称是(Message Queuing Telemetry Transport),即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,并且该协议构建于 TCP/IP 协议之上,我们知道 TCP 协议本
身就具有高可靠性的特点,因此基于其上的 MQTT 协议同样也是具有高可靠、低开销的特点,之所以低开销,是以为 MQTT 协议传输的最小的报文也只有两个字节。
什么是发布/订阅?
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我们在上面说到,MQTT 协议是一种基于发布/订阅模式的轻量级通讯协议,那么什么是订阅和发布呢?
订阅 &发布
订阅包含一个主题过滤器(Topic Filter)和一个最大的服务质量(Qos)等级,订阅与单个会话(Session)关联,会话可以包含多于一个的订阅,会话的每一个订阅都有一个不同的主题过滤器。
我们拿抖音平台来举个例子,我们每一个用户就都是一个客户端,而抖音就是 MQTT 协议中的服务器,当我们(用户一)关注某一个用户(用户二)时,这样一个关注的行为就可以理解为订阅;同时用户二也可以关注你,那么这就是相互订阅。当用户二发布作品的时候,这个作品是发布到了抖音平台,也就是我们现在的服务器,这个过程就是消息的发布。
在这里需要注意的是:用户二(客户端)发布的消息并不是直接发布给了用户一,而是发布到了抖音平台(服务器),由于用户一订阅了用户二的消息,所以抖音平台(服务器)就会向用户一推送。这就是 MQTT 协议订阅 &发布的一个简单比喻。
MQTT 属于哪一层协议?
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MQTT 协议是构建于 TCP/IP 协议之上的,同时 TCP/IP 参考模型可以分为四层:
应用层 传输层 网络层 链路层
而 MQTT 协议运行于 TCP 协议之上,属于应用层协议,因此只要是支持 TCP/IP 协议栈的地方,都可以使用 MQTT 协议。
MQTT 协议通信模型
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MQTT 协议是基于****<客户端-服务器>****模型设计的,
主要有三种身份:发布者(publisher)、服务器(broker)、订阅者(subscriber)
同时“发布者”和“订阅者”均属于客户端的范畴。
消息主题
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**主题(Topic):**是附加在消息上的一个标签,该标签与服务器中的所有订阅相匹配,服务器会将消息转发给与标签相匹配的每个客户端(订阅者)。
在这里主题(Topic)就可以理解为你抖音用户的“网名”,只有我们订阅了该“网名”,才能通过服务器进行数据的交互,所以在这里我们就可以将服务器理解为一个“中转枢纽”,用户一将“作品”(消息)发布到这个“中转枢纽”(服务器),之后服务器再将该作品推送给订阅了该用户一的粉丝用户二。
**主题过滤器(Topic Filter):**订阅中包含的一个表达式,用于表示相关的一个或多个主题,主题过滤器可以使用通配符。在这里我的理解就是存放订阅的主题的一个集合,集合中有该主题则推送消息给客户端,没有则不会推送。
服务质量定义
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QoS0:最多发送一次消息
QoS1:最少发送一次消息(消息最少需要送达一次,也有可能送达多次)
QoS2:最高等级的服务质量,有且只有一次
MQTT 协议服务质量定义
| Qos 值 | Bit2 | Bit1 | 描述 |
| --- | --- | --- | --- |
| 0 | 0 | 0 | 最多分发一次 |
| 1 | 0 | 1 | 至少分发一次 |
| 2 | 1 | 0 | 只分发一次 |
MQTT 客户端的功能
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发布消息给其它相关客户端
订阅主题请求接收相关的应用消息
取消订阅主题请求移除接收应用消息
从服务器终止连接
MQTT 服务器的功能
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接受来自客户端的网络连接请求
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