MQTT 服务器介绍

MQTT 发布订阅模式简述

MQTT 是基于 发布（Publish）/订阅（Subscribe） 模式来进行通信及数据交换的，与 HTTP 的 请求（Request）/应答（Response） 的模式有本质的不同。

订阅者（Subscriber） 会向 消息服务器（Broker） 订阅一个 主题（Topic） 。成功订阅后，消息服务器会将该主题下的消息转发给所有的订阅者。

主题（Topic）以 ‘/’ 为分隔符区分不同的层级。包含通配符 ‘+’ 或 ‘#’ 的主题又称为 主题过滤器（Topic Filters），不含通配符的称为 主题名（Topic Names） 。例如:

sensor/1/temperature

sensor/1/#

sensor/+/temperature

MQTT Broker 简介

MQTT Broker 定义及其作用

MQTT Broker 也称为 MQTT 消息服务器，它可以是运行了 MQTT 消息服务器软件的一台服务器或一个服务器集群。MQTT Broker 负责接收来自客户端的网络连接，并处理客户端的订阅/取消订阅（Subscribe/Unsubscribe）、消息发布（Publish）请求，同时也会将客户端发布的消息转发给其他订阅者。

MQTT Broker 广泛应用于：电力、新能源、智慧城市、智能家居、智能抄表、车联网、金融与支付、运营商等行业。

常见开源 MQTT Broker

• EMQ X - EMQ X 基于 Erlang/OTP 平台开发，是开源社区中最流行的 MQTT 消息服务器。除了 MQTT 协议之外，EMQ X 还支持 MQTT-SN、CoAP、LwM2M、STOMP 等协议。目前，EMQ X 在全球市场已有 5000+ 企业用户，20+ 世界五百强合作伙伴。
• Eclipse Mosquitto - Mosquitto 是开源时间较早的 MQTT Broker，它包含了一个C/C ++的客户端库，以及用于发布和订阅的 mosquitto_pub、mosquitto_sub 命令行客户端。Mosquitto 比较轻量，适合在从低功耗单板计算机到完整服务器的所有设备上使用。
• VerneMQ - VerneMQ 基于 Erlang/OTP 平台开发，是高性能的分布式 MQTT 消息代理。它可以在硬件上水平和垂直扩展，以支持大量并发客户端，同时保持较低的延迟和容错能力。
• HiveMQ CE - HiveMQ CE 是基于 Java 的开源 MQTT 消息服务器，它完全支持 MQTT 3.x 和 MQTT 5，是 HiveMQ 企业版消息连接平台的基础。

MQTT Broker 实现的主要功能

协议接入

• 完整的 MQTT V3.1/V3.1.1 及 V5.0 协议规范支持；
• MQTT-SN 、CoAP、lwM2M 等物联网协议接入支持。

集群部署

多服务器节点集群，且支持节点的自动发现。相对于单服务器，集群能通过多台服务器之间的协作带来以下优势：

• 高可用性。单台或少量的服务器故障并不会导致整个消息服务中断，其余的正常工作的节点可以继续提供服务；
• 负载均衡。通过负载均衡机制，集群可以把负载平均的分布在各个节点；
• 更高的整体性能。相比单机部署，多节点的集群能够成倍的提升整个系统的连接和消息处理能力；
• 可扩展性。可以通过在集群中添加新节点的方式来完成扩容而无需停机。

接入安全

• SSL、WSS 加密连接，及单/双向安全认证支持；
• 客户端 ID、IP 地址、用户名密码、LDAP 及浏览器 Cookie 认证支持；
• 基于客户端 ID、IP 地址、用户名的访问控制（ACL）；
• 消息速率、连接速率限制。

数据持久化

数据持久化的主要使用场景包括将客户端上下线状态，订阅主题信息，消息内容，消息抵达后发送消息回执等操作记录到 Redis、MySQL、PostgreSQL、MongoDB、Cassandra 等各种数据库中。

其他功能

• HTTP 消息发布接口支持，使上层应用能更方便的通过 REST API 给设备发送消息；

• MQTT Broker 桥接，支持不同 MQTT Broker 或不同集群之间的消息桥接。桥接可以很方便的将消息桥接到云服务、流式服务、或其他 MQTT 消息服务器。桥接可以完成一些单纯使用集群无法实现的功能：跨 VPC 部署、支持异构节点、提高单个应用的服务上限；

• 支持共享订阅。共享订阅是一种机制，允许将订阅组的消息分发均匀地分发给订阅组成员。在共享订阅中，订阅同一主题的客户机依次接收此主题下的消息。同一消息不会发送给多个订阅客户端，从而实现多个订阅客户端之间的负载均衡；

• 规则引擎支持，用于配置消息流与设备事件的处理、响应规则。规则描述了数据从哪里来、如何筛选并处理数据、处理结果到哪里去三个配置，即一条可用的规则包含三个要素：触发事件（满足某个条件时触发）、处理规则（从上下文信息中过滤和处理数据）、响应动作（如持久化到数据库、重新发布处理后的消息、转发消息到消息队列等）。

MQTT Broker 的使用

为了方便测试，我们使用 EMQ 提供的线上版 Broker，该 Broker 版本包含了 EMQ X Enterprise 的所有功能。

Broker 地址： broker.emqx.io

Broker 端口： 1883、8883（SSL）、8083（Websocket）、8084（WSS）

连接客户端我们使用 EMQ 提供的线上版 Websocket 工具：http://tools.emqx.io。

MQTT Broker 的连接

使用浏览器打开地址 http://tools.emqx.io，点击左下角的 New Connection 按钮，并在右侧框里填写链接信息，填写好必填字段后点击 Connect 按钮创建链接并连接至 Broker。

消息发布

连接成功后，点击右下角的 Write a message 弹出消息发布框，填写好 Topic 及 Payload 后点击发送图标即可发布消息。

主题订阅

• 订阅普通主题

  在中间的 Subscriptions 模块里，订阅 hello 主题。此时给 hello 主题发送消息的话，消息列表里会收到该消息（左侧为接收到的消息）。

• 订阅通配符主题

  订阅通配符主题 testtopic/#，并给 testtopic/1 主题发送消息，此时消息列表里会接收到该消息。