【原创】快速开发MQTT（二）初识MQTT

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• 基本介绍

在上篇文章《【原创】快速开发MQTT（一）电子工程师眼中的MQTT》中，对比了串口连接和TCP连接，我们知道实现了连接和数据收发之后，接下来就是要考虑数据的封装、组包的事了。

 

比如UART传输过程中，数据被从A设备发送到B设备时，一般的都做这样的协议简单封装数据：“包头0xAA+两字节包长度LEN+1字节的LRC+数据内容”，此时B设备收到数据包就进行解析。

这一过程就是应用层面的协议。

 

类似的，MQTT也有报文格式，应用程序将数据填入报文包中，后通过TCP进行发送。

为了查看其报文格式，可以利用MQTT客户端工具MQTT.fx，尝试向TCP服务器发起一个连接请求。

TCP服务器继续使用上篇文章《快速开发MQTT（一）电子工程师眼中的MQTT》中提到的SSCOM工具进行模拟。

 

 

 

交互过程如下：

1. TCP服务器开启，并侦听；

2. MQTT.fx作为客户端，向TCP服务器发起请求，发出的CONNECT报文(Hex)：10 1A 00 044D 51 54 54 04 02 00 3C 00 0E 77 77 77 2E 64 69 67 63 6F 72 65 2E 63 6E；

3. TCP服务器接收到该请求， TCP服务器此刻该回复(Hex)：20 02 00 00；

4. 完成连接请求。

 

以下为交互过程截图：

配置TCPServer和MQTT.fx客户端，需要填写一致的IP地址和端口号

 

MQTT.fx发起连接时，TCPServer接收到的完整数据包内容

 

TCPServer通过发送栏，回复数据(Hex):2002 00 00

 

至此，MQTT的连接流程完成，并且MQTT.fx客户端显示已连接的状态。通过这一模拟的过程，我们能够清晰认识到MQTT文档中的报文格式定义已经协议规范的定义。

 

对以上的数据分析，我们很容易就和MQTT-3.1.1版本规范进行对应：

客户端发的数据是10 1A 00 04 4D 51 54 54 04 02 00 3C 00 0E 77 77 77 2E 64 69 67 63 6F 72 65 2E 63 6E

解析如下：

固定报头：0x10 1A，即报文类型是1，长度是26个字节(0x1A)

可变报头：

0x00 04 4D 51 54 54，此处定义了协议名，长度是4，协议名是”MQTT”;

0x04，协议级别；

0x02，连接标志；

0x00 3C，保持连接，以秒为单位的时间间隔；

有效载荷：

0x00 0E，有效载荷内容的长度

0x77 77 77 2E 64 69 67 63 6F 72 65 2E 63 6E，客户端标识符www.digcore.cn

 

TCPServer回复的数据是20 0200 00

解析如下：

固定报头：0x20 02，即报文类型是2，长度是2个字节(0x02)

可变报头：0x00 00，即连接确认标志和连接返回码

 

在实际开发过程中，可以利用SSCOM工具作为服务器式验证自己编写的MQTT客户端程序是否正确发出数据，另外也可以作为客户端验证与MQTT服务器的正确交互。

 既然TCP连接后就已经实现了数据收发的功能，为什么应用层还有这么多的通信协议：HTTP、FTP、MQTT等。

这就有区别于串口，毕竟串口在通信时是有着导线直接相连，而基于TCP连接的通信，在复杂的计算机网络中，准确找对一个终端并与之交互数据，这中间需要做的是靠应用层的协议进行握手、确认等交互，有着“一回生二回熟三回四回热炕头”这么一个啰嗦的过程。

 

• 协议框架

MQTT框架模型非常清晰看到，服务器实现了该协议的最主要功能，对数据和指令进行“转发”。

 

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