MQTT介绍与使用

目录

一、MQTT简介
二、特性
三、实现方式　　
四、MQTT的搭建（ubuntu）
五、MQTT权限配置
六、MQTT实现（Java语言）

正文

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。其英文名称是：“Internet of things（IoT）”。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。

而在物联网的应用上，对于信息传输，MQTT是一种再合适不过的协议工具了。

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一、MQTT简介
　　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）模式的轻量级协议，该协议构建于TCP/IP协议之上，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。作为一种低开销、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。

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二、特性

MQTT协议工作在低带宽、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。

主流的MQTT是基于TCP连接进行数据推送的，但是同样有基于UDP的版本，叫做MQTT-SN。这两种版本由于基于不同的连接方式，优缺点自然也就各有不同了。

（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。这一种方式主要普通APP的推送，倘若你的智能设备在消息推送时未联网，推送过去没收到，再次联网也就收不到了。

“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。在一些要求比较严格的计费系统中，可以使用此级别。在计费系统中，消息重复或丢失会导致不正确的结果。这种最高质量的消息发布服务还可以用于即时通讯类的APP的推送，确保用户收到且只会收到一次。

（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。

这就是为什么在介绍里说它非常适合“在物联网领域，传感器与服务器的通信，信息的收集”，要知道嵌入式设备的运算能力和带宽都相对薄弱，使用这种协议来传递消息再适合不过了。

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三、实现方式　　
　　实现MQTT协议需要客户端和服务器端通讯完成，在通讯过程中，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：

（1）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）；

（2）payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。
　　
四、MQTT的搭建（ubuntu）
1、安装必备软件

yum install gcc-c++ cmake openssl-devel -y

2、下载mosquitto
我下载的是1.6.8，因为我尝试了最新版1.6.9，它的包里丢了一个头文件，莫名其妙，然后降了一版 官方地址：https://mosquitto.org/，下载地址：https://mosquitto.org/files/source/ 我们使用wget命令下载新包，或者直接下载然后传入服务器。我是直接装在/root下面的，如有需求自行修改路径。

wget http://mosquitto.org/files/source/mosquitto-1.6.8.tar.gz

3、解压 编译 安装

echo "解压"
tar -zxvf mosquitto-1.6.8.tar.gz
echo "进入mosquitto-1.6.8"
cd mosquitto-1.6.8
echo "编译"
make
echo "安装"
sudo make install

之后会碰到找不到libmosquitto.so.1这个问题，修改链接路径，重新加载动态链接库

sudo ln -s /usr/local/lib/libmosquitto.so.1 /usr/lib/libmosquitto.so.1
sudo ldconfig

4、创建配置文件
原始example去掉，此配置文件内容很多，比如端口默认 1883，密码文件位置，监听端口数，绑定网卡，日志记录等等，内容众多需要自行研究。

mv /etc/mosquitto/mosquitto.conf.example /etc/mosquitto/mosquitto.conf

5、创建用户组和用户

sudo groupadd mosquitto
sudo useradd -g mosquitto mosquitto -s /sbin/nologin

不创建执行程序没反应，猜测因为配置文件中默认使用user mosquitto。 如果不想创建此用户，可以修改配置文件/etc/mosquitto/mosquitto.conf

# When run as root, drop privileges to this user and its primary
# group.
# Set to root to stay as root, but this is not recommended.
# If run as a non-root user, this setting has no effect.
# Note that on Windows this has no effect and so mosquitto should
# be started by the user you wish it to run as.
#user mosquitto
user root

6、启动、查看、关闭程序
默认是后台运行，可以ps看下进程，kill关闭

echo "运行程序"
mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d
echo "ps查看"
ps -aux | grep mosquitto
echo "关闭程序"
kill -9 $(pidof mosquitto)

7、本地简单测试

mosquitto_pub 命令参数说明
-d 打印debug信息
-f 将指定文件的内容作为发送消息的内容
-h 指定要连接的域名 默认为localhost
-i 指定要给哪个clientId的用户发送消息
-I 指定给哪个clientId前缀的用户发送消息
-m 消息内容
-n 发送一个空（null）消息
-p 连接端口号
-q 指定QoS的值（0,1,2）
-t 指定topic
-u 指定broker访问用户
-P 指定broker访问密码
-V 指定MQTT协议版本
--will-payload 指定一个消息，该消息当客户端与broker意外断开连接时发出。该参数需要与--will-topic一起使用
--will-qos Will的QoS值。该参数需要与--will-topic一起使用
--will-retain 指定Will消息被当做一个retain消息（即消息被广播后，该消息被保留起来）。该参数需要与--will-topic一起使用
--will-topic 用户发送Will消息的topic

mosquitto_sub 命令参数说明
-c 设定‘clean session’为无效状态，这样一直保持订阅状态，即便是已经失去连接，如果再次连接仍旧能够接收的断开期间发送的消息。
-d 打印debug信息
-h 指定要连接的域名 默认为localhost
-i 指定clientId
-I 指定clientId前缀
-k keepalive 每隔一段时间，发PING消息通知broker，仍处于连接状态。 默认为60秒。
-q 指定希望接收到QoS为什么的消息 默认QoS为0
-R 不显示陈旧的消息
-t 订阅topic
-v 打印消息
--will-payload 指定一个消息，该消息当客户端与broker意外断开连接时发出。该参数需要与--will-topic一起使用
--will-qos Will的QoS值。该参数需要与--will-topic一起使用
--will-retain 指定Will消息被当做一个retain消息（即消息被广播后，该消息被保留起来）。该参数需要与--will-topic一起使用
--will-topic 用户发送Will消息的topic

打开一个订阅者

mosquitto_sub -t topic

打开一个发布者

mosquitto_pub -t topic -m "发布内容"

相同topic的双方，发布者pub发送 “发布内容”给订阅者sub

8、修改默认配置
1.关闭匿名用户登录
打开mosquitto.conf文件（ /etc/mosquitto/mosquitto.conf ），找到allow_anonymous节点，这个节点作用是，是否开启匿名用户登录。去掉前面的#，改为false。在651行左右

2.设置用户密码文件路径
找到password_file节点，这个节点是告诉服务器你要配置的用户将存放在哪里。打开此配置并指定pwfile.example文件路径（注意是绝对路径），在669行左右。 password_file /etc/mosquitto/pwfile.example

3.创建自定义用户
终端输入，最后面的是用户名

mosquitto_passwd -c /etc/mosquitto/pwfile.example username

之后自动弹出密码和确认密码，输入即可。（注意第二次创建用户时不用加 -c 如果加 -c 会把第一次创建的用户覆盖。）

用户信息存储于 /etc/mosquitto/pwfile.example，对密码进行了加密

4、重启mosquitto生效

echo "关闭程序"
kill -9 $(pidof mosquitto)
echo "运行程序"
mosquitto -c /etc/mosquitto/mosquitto.conf -d