MQTT消息格式之SUBSCRIBE消息分析

  物联网最近曝光率越来越高。虽然HTTP是网页的事实标准，不过机器之间（Machine-to-Machine，M2M）的大规模沟通需要不同的模式：之前的请求/回答模式不再合适，取而代之的是发布/订阅（Publish/Subscribe）模式。这就是轻量级、可扩展的MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）可以施展拳脚的舞台。

MQTT协议文档https://www.gitbook.com/book/mcxiaoke/mqtt-cn/details

  采用WireShark抓包工具分析MQTT消息，参考http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html#_Toc398718063分析协议包

首先运行工程

[java] view plain copy print?import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttClient;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttConnectOptions;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.MqttException;  
import org.eclipse.paho.client.mqttv3.persist.MemoryPersistence;  
 
 
public class SubScriberExample {  
 
   /** 
    * @param args 
    */  
   public static void main(String[] args) {  
        String[] topicFilters ={"topic1","topic2"} ;  
        String broker = "tcp://192.168.80.196:1883" ;  
        String clientId = "paho-1" ;  
        MemoryPersistence persistence = new MemoryPersistence();  
         try {  
                MqttClient sampleClient = new MqttClient(broker, clientId,persistence);  
                MqttConnectOptions connOpts = new MqttConnectOptions();  
                connOpts.setCleanSession( false );  
                System. out .println( "Connecting to broker: " + broker);  
                sampleClient.connect(connOpts);  
                System. out .println( "Connected" );  
                sampleClient.setCallback(new CustomMQTTCallBack());  
                sampleClient.subscribe(topicFilters,new int[]{1,1});  
                System. out .println( "Subscribe success for: "+topicFilters.toString());  
        } catch (MqttException me) {  
                System. out .println( "reason " + me.getReasonCode());  
                System. out .println( "msg " + me.getMessage());  
                System. out .println( "loc " + me.getLocalizedMessage());  
                System. out .println( "cause " + me.getCause());  
                System. out .println( "excep " + me);  
                me.printStackTrace();  
        }  
 
   }  
 
}  

当运行客户端之后通过抓取TCP数据包

1. 固定头部
   SUBSCRIBE 固定头部的消息格式见下表

Paste_Image.png

从上图的抓包程序得到的数据可知，固定头部的16进制为：82 14
结合上面的表1，我们可知其具体含义如下：
82---1000 0010 表示连接的请求是Subscribe
14--1*16+4=20 表示后面将会跟着20个字节

2.可变头部

Paste_Image.png

从上图的抓包程序得到的数据可知，可变头部的16进制为：00 01
结合上面的表2，我们可知其具体含义如下：
00 01 ---表示当前的Package的ID是1

3.负载部分
SUBSCRIBE 负载部分的消息格式见下表,负载部分主要指定订阅的主题（Topic）的名称以及每个订阅的主题对应的QoS级别（总共三种类型的值：0,1,2）,需要注意的是，在负载部分，一次可以订阅多个主题。

Paste_Image.png

从上图的抓包程序得到的数据可知，负载部分实际捕获的数据为：00 06 74 6f 70 69 63 31 01 00 06 74 6f 70 69 63 32 01 因为总共有两个主题：topic1 和topic2，所以我们拿第一个主题(topic1)来分析就行了，后面的Topic类似.
00 06 代表这个topic的长度是6个字节
74 6f 70 69 63 31 代表 topic1
01 代表QoS为1

从此看出MQTT数据包并不复杂，掌握了就能看懂。