搭建一个基于mqtt的协议处理框架(一.mqtt介绍及broker选型)

如何理解mqtt

	首先引用百度百科对于mqtt协议的解释

MQTT(消息队列遥测传输)是ISO 标准(ISO/IEC PRF 20922)下基于发布/订阅范式的消息协议。它工作在 TCP/IP协议族上，是为硬件性能低下的远程设备以及网络状况糟糕的情况下而设计的发布/订阅型消息协议，为此，它需要一个消息中间件 。
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、及一些小型化设备中已广泛使用。
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：
“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。
“至少一次”，确保消息到达，但消息重复可能会发生。
“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。

  综上所述,mqtt非常适用于物联网的开发.这里需要强调一点的是,mqtt不是amqp,它并不被大部分常见的消息中间件所支持,少有的支持mqtt协议的也需要插件,所以不要妄想将设备发的协议直接发送到Kafka,rocketmq之类的服务器上.

mqtt的主要术语及概念

1. broker/server
   mqtt的服务器,用来接收和发送数据

2. client
   客户端,用来接收数据

3. topic
   消息主题,协议发送者将数据发送到某一主题,想要消费此协议的客户端同时需要订阅此主题

4. qos
   表示发布者发布的主题到达代理和目标客户端的可靠性要求，MQTT服务质量分三个等级：
   QoS =0，至多一次，有可能会丢包，一般用在对实时性要求不高并且会有新的数据覆盖旧的数据的场景。例如，某个温度传感器的数据上报，间隔一定时间上报一次，每次都更新服务端数据库中的记录。这样对于是否丢失某次上报的数据并不太重要，因为稍候还会上报新的数据上来更新到最新。
   QoS =1,至少一次，确保到达目的地，但是有可能出现数据重复发送的现象，订阅者可能会收到重复的数据包。
   QoS =2, 刚好一次，确保到达目的地，并且不会出现数据重复发送的现象。

mqtt服务器的选型

  在这里就不把了解过的mqtt broker列举出来了,很多broker都不太适合作为生产使用,经过仔细研究,发现最适合作为生产使用的broker有两个,hivemq和emqx
  两者都有开源项目,都支持集群,性能也都很好,同样都有kafka的桥接插件,两者都试了下,hivemq的中文文档较少,而且开源版的Kafka桥接插件也不是很好用,所以最终选择了emqx作为mqtt的broker使用.