MQTT協議開發心得

  公司這幾天在做關於MQTT的一些事情,現在大部分的工作算是完成了,下面就寫幾篇博客,關於這半個月對於MQTT學習的一些心得體會。

  還是老慣例,先是瞭解一些什麼是MQTT。

  1.1 MQTT協議的特點

  MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息隊列遙測傳輸)是IBM開發的一個即時通訊協議,有可能成爲物聯網的重要組成部分。該協議支持所有平臺,幾乎可以把所有聯網物品和外部連接起來,被用來當做傳感器和制動器(比如通過Twitter讓房屋聯網)的通信協議。

  MQTT協議是爲大量計算能力有限,且工作在低帶寬、不可靠的網絡的遠程傳感器和控制設備通訊而設計的協議,它具有以下主要的幾項特性:

  (1)使用發佈/訂閱消息模式,提供一對多的消息發佈,解除應用程序耦合。

  (2)對負載內容屏蔽的消息傳輸。

  (3)使用 TCP/IP 提供網絡連接。

  (4)有三種消息發佈服務質量:

    一 “至多一次”,消息發佈完全依賴底層 TCP/IP 網絡。會發生消息丟失或重複。這一級別可用於如下情況,環境傳感器數據,丟失一次讀記錄無所謂,因爲不久後還會有第二次發送。

    二 “至少一次”,確保消息到達,但消息重複可能會發生。

    三 “只有一次”,確保消息到達一次。這一級別可用於如下情況,在計費系統中,消息重複或丟失會導致不正確的結果。

  (5)小型傳輸,開銷很小(固定長度的頭部是 2 字節),協議交換最小化,以降低網絡流量。

  (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。

  1.2 MQTT協議實現方式

  實現MQTT協議需要客戶端和服務器端通訊完成,在通訊過程中,MQTT協議中有三種身份:發佈者(Publish)、代理(Broker)(服務器)、訂閱者(Subscribe)。其中,消息的發佈者和訂閱者都是客戶端,消息代理是服務器,消息發佈者可以同時是訂閱者。

  MQTT傳輸的消息分爲:主題(Topic)和負載(payload)兩部分:

  (1)Topic,可以理解爲消息的類型,訂閱者訂閱(Subscribe)後,就會收到該主題的消息內容(payload)。

  (2)payload,可以理解爲消息的內容,是指訂閱者具體要使用的內容。

  1.3 網絡傳輸與應用消息

  MQTT會構建底層網絡傳輸:它將建立客戶端到服務器的連接,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。

  1.4 MQTT客戶端

  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。客戶端可以:

  (1)發佈其他客戶端可能會訂閱的信息。

  (2)訂閱其它客戶端發佈的消息。

  (3)退訂或刪除應用程序的消息。

  (4)斷開與服務器連接。

  1.5 MQTT服務器

  MQTT服務器以稱爲“消息代理”(Broker),可以是一個應用程序或一臺設備。它是位於消息發佈者和訂閱者之間,它可以:

  (1)接受來自客戶的網絡連接;

  (2)接受客戶發佈的應用信息;

  (3)處理來自客戶端的訂閱和退訂請求;

  (4)向訂閱的客戶轉發應用程序消息。

  1.6 MQTT協議中的訂閱、主題、會話

  (1)訂閱(Subscription)。訂閱包含主題篩選器(Topic Filter)和最大服務質量(QoS)。訂閱會與一個會話(Session)關聯。一個會話可以包含多個訂閱。每一個會話中的每個訂閱都有一個不同的主題篩選器。

  (2)會話(Session)。每個客戶端與服務器建立連接後就是一個會話,客戶端和服務器之間有狀態交互。會話存在於一個網絡之間,也可能在客戶端和服務器之間跨越多個連續的網絡連接。

  (3)主題名(Topic Name)連接到一個應用程序消息的標籤,該標籤與服務器的訂閱相匹配。服務器會將消息發送給訂閱所匹配標籤的每個客戶端。

  (4)主題篩選器(Topic Filter)一個對主題名通配符篩選器,在訂閱表達式中使用,表示訂閱所匹配到的多個主題。

  (5)負載(Payload)消息訂閱者所具體接收的內容。

  1.7 MQTT協議中的方法

  MQTT協議中定義了一些方法(也被稱爲動作),來於表示對確定資源所進行操作。這個資源可以代表預先存在的數據或動態生成數據,這取決於服務器的實現。通常來說,資源指服務器上的文件或輸出。主要方法有:

  (1)Connect。等待與服務器建立連接。

  (2)Disconnect。等待MQTT客戶端完成所做的工作,並與服務器斷開TCP/IP會話。

  (3)Subscribe。等待完成訂閱。

  (4)UnSubscribe。等待服務器取消客戶端的一個或多個topics訂閱。

  (5)Publish。MQTT客戶端發送消息請求,發送完成後返回應用程序線程。

  以上就是我這半個月學習到的一些東西,上面大部分都是在網上找到的一些資料。下面也列舉一些我這幾天學習MQTT中找到的一些網站。

  MQTT官網(上面有很多的MQTT資料和一些項目):http://mqtt.org/

  Tackoverflow上面關於MQTT的資料,需要翻閱牆體:https://stackoverflow.com/search?q=MQTT

  谷歌上面關於MQTT的論壇,也是需要翻閱牆體:https://groups.google.com/forum/#!forum/mqtt

  如果要瀏覽谷歌的話,可以去我的GitHub上面,有谷歌助手,可以完成日常瀏覽谷歌的需求。

  結束。

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