MQTT協(xié)議已經(jīng)成了物聯(lián)網(wǎng)通信中的一個熱詞，今天我們一起來學習一下關于MQTT協(xié)議的一些知識。

1 發(fā)展

IBM公司的安迪·斯坦福-克拉克及Cirrus Link公司的阿蘭·尼普于1999年撰寫了該協(xié)議的第一個版本。

在2013年IBM公司向結構化資訊標準促進組織提交了MQTT 3.1版規(guī)范，并附有相關章程，以確保只能對規(guī)范進行少量更改。

2 概述

MQTT(消息隊列遙測傳輸)協(xié)議是ISO 標準(ISO/IEC PRF 20922)下基于發(fā)布/訂閱范式的消息協(xié)議。它工作在TCP/IP協(xié)議族上，是為硬件性能低下的遠程設備以及網(wǎng)絡狀況糟糕的情況下而設計的發(fā)布/訂閱型消息協(xié)議。

MQTT是一個基于客戶端-服務器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議，MQTT協(xié)議是輕量、簡單、開放和易于實現(xiàn)的，這些特點使它適用范圍非常廣泛。如：機器與機器（M2M）通信和物聯(lián)網(wǎng)（IoT）。

在通過衛(wèi)星鏈路通信傳感器、偶爾撥號的醫(yī)療設備、智能家居、及一些小型化設備中也被廣泛使用。

3 規(guī)范

由于物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境具有一定的特殊性，所以MQTT設計都需要遵守以下規(guī)范：

①精簡，不添加可有可無的功能；

②發(fā)布/訂閱（Pub/Sub）模式，方便消息在傳感器之間傳遞；

③允許用戶動態(tài)創(chuàng)建主題，零運維成本；

④把傳輸量降到最低以提高傳輸效率；

⑤把低帶寬、高延遲、不穩(wěn)定的網(wǎng)絡等因素考慮在內(nèi)；

⑥支持連續(xù)的會話控制；

⑦理解客戶端計算能力可能很低；

⑧提供服務質(zhì)量管理；

⑨假設數(shù)據(jù)不可知，不強求傳輸數(shù)據(jù)的類型與格式，保持靈活性。

4 特點

MQTT協(xié)議工作在低帶寬、不可靠的網(wǎng)絡的遠程傳感器和控制設備通訊而設計的協(xié)議，它具有以下主要的幾項特性：

①使用發(fā)布/訂閱消息模式，提供一對多的消息發(fā)布，解除應用程序耦合。

②對負載內(nèi)容屏蔽的消息傳輸。

③使用TCP/IP提供網(wǎng)絡連接。

④有“至多一次”“至少一次”“只有一次”三種消息發(fā)布服務質(zhì)量。

⑤小型傳輸，開銷很?。ü潭ㄩL度的頭部是2字節(jié)），協(xié)議交換最小化，以降低網(wǎng)絡流量。

⑥使用Last Will和Testament特性通知有關各方客戶端異常中斷的機制。

5 原理

實現(xiàn)MQTT協(xié)議需要客戶端和服務器端通訊完成，在通訊過程中，MQTT協(xié)議中有三種身份：發(fā)布者（Publish）、代理（Broker）（服務器）、訂閱者（Subscribe）。

其中，消息的發(fā)布者和訂閱者都是客戶端，消息代理是服務器，消息發(fā)布者可以同時是訂閱者。

MQTT傳輸?shù)南⒎譃椋褐黝}（Topic）和負載（payload）兩部分：

Topic，可以理解為消息的類型，訂閱者訂閱（Subscribe）后，就會收到該主題的消息內(nèi)容（payload）；

payload，可以理解為消息的內(nèi)容，是指訂閱者具體要使用的內(nèi)容。

MQTT客戶端是指使用MQTT協(xié)議的應用程序或者設備，它總是建立到服務器的網(wǎng)絡連接。

客戶端可以是：

（1）發(fā)布其他客戶端可能會訂閱的信息；

（2）訂閱其它客戶端發(fā)布的消息；

（3）退訂或刪除應用程序的消息；

（4）斷開與服務器連接。

MQTT服務器以稱為"消息代理"（Broker），可以是一個應用程序或一臺設備。

它是位于消息發(fā)布者和訂閱者之間，它可以：

（1）接受來自客戶的網(wǎng)絡連接；

（2）接受客戶發(fā)布的應用信息；

（3）處理來自客戶端的訂閱和退訂請求；

（4）向訂閱的客戶轉發(fā)應用程序消息。

審核編輯：劉清