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wireshark安装包:网络抓包工具
qmqtt源码:mqtt客户端源码(Qt版本)
官网:http://mqtt.org/
英文版协议说明文档:http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html
中文版协议说明文档 https://mcxiaoke.gitbooks.io/mqtt-cn/content/mqtt/01-Introduction.html

协议地址http://public.dhe.ibm.com/software/dw/webservices/ws-mqtt/mqtt-v3r1.html

2.1 MQTT协议的特点

  MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)是IBM开发的一个即时通讯协议,有可能成为物联网的重要组成部分。该协议支持所有平台,几乎可以把所有联网物品和外部连接起来,被用来当做传感器和制动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通信协议。

  MQTT协议是为大量计算能力有限,且工作在低带宽、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,它具有以下主要的几项特性:

  (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。

  (4)有三种消息发布服务质量(QoS):

    一 “至多一次”,消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次读记录无所谓,因为不久后还会有第二次发送。

    二 “至少一次”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。

    三 “只有一次”,确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况,在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。

  (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。

  (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。

2.2 MQTT协议实现方式

  实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成,在通讯过程中,MQTT协议中有三种身份:发布者(Publish)、代理(Broker)(服务器)、订阅者(Subscribe)。其中,消息的发布者和订阅者都是客户端,消息代理是服务器,消息发布者可以同时是订阅者。

  MQTT传输的消息分为:主题(Topic)和负载(payload)两部分:

  (1)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)。

  (2)payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。

2.3 网络传输与应用消息

  MQTT会构建底层网络传输:它将建立客户端到服务器的连接,提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。

  当应用数据通过MQTT网络发送时,MQTT会把与之相关的服务质量(QoS)和主题名(Topic)相关连。

2.4 MQTT客户端

  一个使用MQTT协议的应用程序或者设备,它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以:

  (1)发布其他客户端可能会订阅的信息。

  (2)订阅其它客户端发布的消息。

  (3)退订或删除应用程序的消息。

  (4)断开与服务器连接。

2.5 MQTT服务器

  MQTT服务器以称为“消息代理”(Broker),可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间,它可以:

  (1)接受来自客户的网络连接;

  (2)接受客户发布的应用信息;

  (3)处理来自客户端的订阅和退订请求;

  (4)向订阅的客户转发应用程序消息。

2.6 MQTT协议中的订阅、主题、会话

  (1)订阅(Subscription)。订阅包含主题筛选器(Topic Filter)和最大服务质量(QoS)。订阅会与一个会话(Session)关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

  (2)会话(Session)。每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话,客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间,也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

  (3)主题名(Topic Name)连接到一个应用程序消息的标签,该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

  (4)主题筛选器(Topic Filter)一个对主题名通配符筛选器,在订阅表达式中使用,表示订阅所匹配到的多个主题。

  (5)负载(Payload)消息订阅者所具体接收的内容。

2.7 MQTT协议中的方法

  MQTT协议中定义了一些方法(也被称为动作),来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存在的数据或动态生成数据,这取决于服务器的实现。通常来说,资  源指服务器上的文件或输出。主要方法有:

  (1)Connect。等待与服务器建立连接。

  (2)Disconnect。等待MQTT客户端完成所做的工作,并与服务器断开TCP/IP会话。

  (3)Subscribe。等待完成订阅。

  (4)UnSubscribe。等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅。

  (5)Publish。MQTT客户端发送消息请求,发送完成后返回应用程序线程。

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