broker的主要职责是接受发布者发布的所有消息,并将其过滤后分发给不同的消息订阅者。
如今有很多的broker,下面就是一张关于各种broker对比的图片:
目前我用过的有mosquitto和emqttd(2.0版本后改叫EMQ),因为目前的需求是希望做每秒10万以上的数据接入,所以需要考虑建立集群。但是在使用mosquitto的过程中发现他不支持集群,所以就放弃了,转投emqttd。
在使用mosquitto过程中发现了一些问题:
在使用mosquitto时,如果想使用集群的话,可能会需要进行二次开发。目前只支持桥接。并且他在遍历时的效率非常低,使得他无法支持大量的客户端或者操作过于频繁的操作(比如十万或百万级别的客户端同时发送数据)
emqttd有以下优点:
EMQ 2.0 (Erlang/Enterprise/Elastic MQTT Broker) 是基于 Erlang/OTP 语言平台开发,支持大规模连接和分布式集群,发布订阅模式的开源 MQTT 消息服务器。(抄自 EMQ官方文档 )
物联网 (internet of thing) ,表示的是可以把一些带某些传感器的设备(终端),接入到互联网的行为。
通过互联网连接这些设备,这些设备就能够互相协作。
而 MQTT 就是这些设备之间数据通信的一个基于 TCP/IP 的协议。
每个终端都和实现了 MQTT 协议的代理/服务器相连。
通过 published MQTT 代理服务器的某个 主题 发送数据。
通过 subscription 从 MQTT 代理服务器获取自己订阅的 主题 数据。
MQTT 协议是一种轻量级的、灵活的网络协议。并且非常适合 IOT 的场景。
大多数开发人员已经熟悉了 HTTP WEB 协议。那么为什么不让 IOT 设置链接到 WEB 服务?
设备可以采用 HTTP 请求的形式发送数据,并采用 HTTP 响应的形式从服务器获取数据,接受更新。
因为对于 IOT 的设备来说,这种 主动请求-->被动等待应答的 数据传输模型存在严重的局限性:
那么,MQTT 为什么如此轻便且灵活?MQTT 协议的一个关键的特性是 发布/订阅模型 。它将数据的发布者和接受者分离。
一个设备终端既可以是数据的发布者 (published) 也可以是数据的订阅者 (subscription) 。
一个设备如果要发布数据,只需要往代理服务器中 相应的主题发布数据内容即可。
一个设备如果需要接受到数据,只需要在代理服务器中, 提前订阅自己需要关注的主题即可。
MQTT 最基本的体验,就是使用 mosquitto 。
Mosquitto是一款实现了 MQTT v3.1 协议的开源消息代理软件,提供轻量级的,支持发布/订阅的的消息推送模式,使设备对设备之间的短消息通信简单易用。
它可以理解成一个 MQTT 的代理服务器。
基本步骤如下:
安装成功截图
使用 brew services start mosquitto 启动 MQTT 服务
运行截图
然后再打开另外两个终端窗口,模拟两个IOT设备。A 订阅 MQTT 服务。B 向 MQTT 的服务发送数据。
A订阅当前MQTT的某个服务。
B向 MQTT 服务器发布(published) 数据。
然后,我们就可以在A控制台里看到由 B 通过 MQTT 服务发送的数据了。
基本流程图
控制台 A 向 MQTT 服务器订阅 dw/demo 服务,并被动的等待 MQTT 服务器返回数据。
控制台 B 主动的向 MQTT 服务器的 dw/demo 服务发送 published 数据,之后。服务器会主动向事先订阅了 dw/demo 的终端分发此消息。
MQTT 是一种链接协议,它指定了如何组织数据字节并通过 TCP/IP 网络传输它们。但实际上,开发人员并不需要链接这个链接协议的具体细节。我们只需要知道,每条消息都有一个命令和数据有效负载。该命令定义消息类型(比如 CONNECT 消息或者 SUB SCRIBE 消息)。所有的 MQTT 库和工具都提供了直接处理这些消息的基本方法,并且能自动填充一些必要的字段(在数据包的对应字节填充),比如消息和客户端 ID。
首先客户端发送一条 CONNECT消息 来链接代理。CONNECT 消息要求建立从客户端到代理服务器的链接。
CONNECT 命令的基本参数
当客户端向代理服务器发送一条 CONNECT 命令之后,服务器会调用 CONNACK 命令,告知服务链接的状态。
CONNACK 命令的基本参数
当客户端和服务器建立连接之后,客户端就可以向服务器订阅某些主题的。(发送一条或多条 SUBSCRIBE消息 )。
表明当服务器接受到其他终端推送的此主题数据时,服务器会默认发送给它。
SUBSCRIBE 参数列表
当客户端成功的向服务器订阅某个主题之后,服务器会返回一条 SUBACK 的消息,其中包含一个或者多个 returnCode 参数。
SUBACK消息参数
returnCode : 值 0 - 2 ,表示成功订阅,并返回这个订阅消息的 QOS。值 128 : 订阅失败。
既然客户端可以向服务器订阅某个主题,当然也可以取消订阅。
与 SUBSCRIBE 订阅命令相反的命令是 UNSUBSCRIBE 取消订阅命令。
此命令非常简单。只有一个topic(主题)参数。
上面讲的是订阅,订阅是需要有消息从服务器发送过来的。但是服务器本身基本不产生数据,那数据从何而来呢?
通过另外一个客户端执行 PUBLISH 命令,往代理服务器发送数据。并最终通过代理服务器将数据传递给订阅了此服务的客户端。
PUBLISH 消息参数
对于 MQTT 的一张基本理解图
基本流程图:
最后总结
参考资料: 初识 MQTT
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