MQTT协议_MQTT协议简介

MQTT简介

2.1.1 概述

MQTT（MessageQueuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议。MQTT是面向M2M和物联网的连接协议，采用轻量级发布和订阅消息传输机制。

它的设计思想是轻巧、开放、简单、规范，因此易于实现。这些特点使得它对很多场景来说都是很好的选择，包括受限的环境如机器与机器的通信（M2M）以及物联网环境（IoT），这些场景要求很小的代码封装或者网络带宽非常昂贵。

MQTT提供的服务可使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步，选择需要的运输服务质量参数(QOS)，传送有限的透明用户数据。

2.1.2 MQTT的设计原则

l  精简，不添加可有可无的功能。

l  发布/订阅（Pub/Sub）模式，提供了一对多的消息分发和应用之间的解耦。

l  允许用户动态创建主题，零运维成本。

l  很小的传输消耗和协议数据交换，最大限度减少网络流量。

l  把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内。

l  支持连续的会话控制，异常连接断开发生时，能通知到相关各方。

l  理解客户端计算能力可能很低。

l  提供三种服务质量管理。

l  透明的内容负载。假设数据不可知，不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性。

2.1.3 发布/订阅模式

与请求/回答这种同步模式不同，发布/定义模式解耦了发布消息的客户（发布者）与订阅消息的客户（订阅者）之间的关系，这意味着发布者和订阅者之间并不需要直接建立联系。

该模式带来了这些好处：

l  发布者与订阅者不比了解彼此，只要认识同一个消息代理即可。

l  发布者和订阅者不需要交互，发布者无需等待订阅者确认而导致锁定。

l  发布者和订阅者不需要同时在线，可以自由选择时间来消费消息

2.1.4 MQTT中的角色

MQTT协议中从网络架构的角度来看包括服务端和客户端，从消息传递的角度来说包括发布者，代理器（服务器）和订阅者。或者可以这样说，客户端包括了发布者和订阅者。

2.1.5 MQTT在网络中的位置

MQTT是基于底层传输协议基础设施（wifi，bt，ble等）之上的传输层的协议，如果从网络7层协议的角度来看，MQTT应该是传输层的协议。

需要注意的是MQTT是基于TCP/IP协议的。而NB-IoT是基于UDP的，所以NB-IoT只能使用CoAP协议来支撑。

2.1.6 网络连接支持

MQTT协议要求基础传输层能够提供有序的、可靠的、双向传输（从客户端到服务端和从服务端到客户端）的字节流。

MQTT 3.1使用的传输层协议是定义的TCP/IP协议。下面的协议也支持：

l   TLS协议

l   WebSocket协议

TCP端口8883和1883已在IANA注册，分别用于MQTT的TLS和非TLS通信。

无连接的网络传输协议如UDP是不支持的，因为他们可能会丢失数据包或对数据包重排序。

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