MQTT介绍（1）简单介绍

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MQTT目录：

1. 　　MQTT简单介绍

2. window安装MQTT服务器和client

3. java模拟MQTT的发布，订阅

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MQTT：

　　MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，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，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。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。做为一种低开销、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。

　　MQTT和CoAP是物联网最常用的两个协议。区别是：MQTT是基于TCP协议，CoAP是基于UDP协议

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MQTT的特点：

　　MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议。MQTT协议是轻量、简单、开放和易于实现的，这些特点使它适用范围非常广泛。在很多情况下，包括受限的环境中，如：机器与机器（M2M）通信和物联网（IoT）。其在，通过卫星链路通信传感器、偶尔拨号的医疗设备、智能家居（曾出现过安全问题，在后面会介绍到）、及一些小型化设备中已广泛使用。

　　当期的发布最新版本还是14年发布的3.1.1，除标准版外，还有一个简化版MQTT-SN，该协议主要针对嵌入式设备，这些设备一般工作于百TCP/IP网络，如：ZigBee。

　　　　想学习的可以吗参考　　

1. 1. 　　MQTTv3.1中文版.pdf,
   2. http://mqtt.org/

　　

　　MQTT协议运行在TCP/IP或其他网络协议，提供有序、无损、双向连接。其特点包括：

1. 1. 　使用的发布/订阅消息模式，它提供了一对多消息分发，以实现与应用程序的解耦。
   2. 　对负载内容屏蔽的消息传输机制。
   3. 　对传输消息有三种服务质量（QoS）：
      • • 级别0：尽力而为(   <=1)。消息发送者会想尽办法发送消息，但是遇到意外并不会重试。　　
        • 级别1：至少一次(   >=1)。消息接收者如果没有知会或者知会本身丢失，消息发送者会再次发送以保证消息接收者至少会收到一次，当然可能造成重复消息。
        • 级别2：恰好一次(     =1)。保证这种语义肯定会减少并发或者增加延时，不过丢失或者重复消息是不可接受的时候，级别2是最合适的。
   4. 　数据传输和协议交换的最小化（协议头部只有2字节），以减少网络流量
   5. 　通知机制，异常中断时通知传输双方

补充：QOS(服务质量)

为了满足不同的场景，MQTT支持三种不同级别的服务质量（Quality of Service，QoS）为不同场景提供消息可靠性：

• 级别0：尽力而为。消息发送者会想尽办法发送消息，但是遇到意外并不会重试。
• 级别1：至少一次。消息接收者如果没有知会或者知会本身丢失，消息发送者会再次发送以保证消息接收者至少会收到一次，当然可能造成重复消息。
• 级别2：恰好一次。保证这种语义肯定会减少并发或者增加延时，不过丢失或者重复消息是不可接受的时候，级别2是最合适的。

服务质量是个老话题了。级别2所提供的不重不丢很多情况下是最理想的，不过往返多次的确认一定对并发和延迟带来影响。级别1提供的至少一次语义在日志处理这种场景下是完全OK的，所以像Kafka这类的系统利用这一特点减少确认从而大大提高了并发。级别0适合鸡肋数据场景，食之无味弃之可惜

　　

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MQTT协议原理：

　　

　　　　

• • 　实现MQTT协议需要：客户端和服务器端
  • 　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
    • 　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，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容

　　注：这种订阅模式我会在下节搭建的时详细说明

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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。

MQTT的客户端和服务器端，协议等简单介绍：

　　　　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：

• • • 发布其他客户端可能会订阅的信息
    • 订阅其它客户端发布的消息
    • 退订或删除应用程序的消息
    • 断开与服务器连接

　　　　服务器端：

　　　　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：

• • • 接受来自客户的网络连接
    • 接受客户发布的应用信息
    • 处理来自客户端的订阅和退订请求
    • 向订阅的客户转发应用程序消息

　　　　MQTT协议中的订阅、主题、会话

　　　　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。

　　　　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。

　　　　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。

　　　　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。

　　　　负载（Payload）

　　　　　　消息订阅者所具体接收的内容

　　　　

　　　　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。

　　　　Connect，等待与服务器建立连接

　　　　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

　　　　Subscribe，等待完成订阅

　　　　UnSubscribe，等待服务器取消客户端的一个或多个topics订阅

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

　　　　

　　　　

MQTT协议消息类型：(数据工会上给的另一种说法)
　MQTT拥有14种不同的消息类型：

CONNECT：客户端连接到MQTT代理
CONNACK：连接确认
PUBLISH：新发布消息
PUBACK：新发布消息确认，是QoS 1给PUBLISH消息的回复
PUBREC：QoS 2消息流的第一部分，表示消息发布已记录
PUBREL：QoS 2消息流的第二部分，表示消息发布已释放
PUBCOMP：QoS 2消息流的第三部分，表示消息发布完成
SUBSCRIBE：客户端订阅某个主题
SUBACK：对于SUBSCRIBE消息的确认
UNSUBSCRIBE：客户端终止订阅的消息
UNSUBACK：对于UNSUBSCRIBE消息的确认
PINGREQ：心跳
PINGRESP：确认心跳
DISCONNECT：客户端终止连接前优雅地通知MQTT代理