Mqtt介绍一

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：

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：

MQTT服务器以称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：

在MQTT协议中，一个MQTT数据包由： 固定头（Fixed header）、可变头（Variable header）、消息体（payload） 三部分构成。MQTT数据包结构如下：

（1） 固定头（Fixed header） 。存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识。

（2） 可变头（Variable header） 。存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。

（3） 消息体（Payload） 。存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容。

固定头存在于所有MQTT数据包中，其结构如下：

相于一个4位的无符号值，类型、取值及描述如下

在不使用标识位的消息类型中，标识位被作为保留位。如果收到无效的标志时，接收端必须关闭网络连接：

Payload消息体位MQTT数据包的第三部分，包含CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息：

MQTT协议是广泛应用的物联网协议，使用测试MQTT协议需要MQTT的代理。有两种方法使用MQTT服务，一是租用现成的MQTT服务器，如阿里云，百度云，华为云等公用的云平台提供的MQTT服务，使用公用的MQTT服务器的好处是省事，但如果仅仅用于测试学习还需要注册帐号，灵活性差些，有的平台还需要付费。另一方法是自己使用开源的MQTT组件来搭建。

MQTT服务器非常多，如apache的ActiveMQ，emtqqd，HiveMQ，Emitter，Mosquitto，Moquette等等。

这里介绍的是用轻量级的mosquitto开源项目来搭建一个属于自己的MQTT服务器。

第一步：需要安装一台linux主机，这不多介绍，可以使用真机安装也可以使用虚拟机安装。如果仅仅是自己测试使用都可以。

第二步：下载mosquitto需要的依赖

sudo apt-get install libssl-devsudo apt-get install uuid-devsudo apt-get install cmake

第三步：下载mosquitto并解压，现在mosquitto官网最新的版本是1.5.1

tar xzvf mosquitto-1.5.1.tar.gz

第四步：编译

cd mosquitto-1.5.1/

make

make install

第五步：启动mosquitto

./mosquitto -v

1535473957: mosquitto version 1.5.1 starting

1535473957: Using default config.

1535473957: Opening ipv4 listen socket on port 1883.

1535473957: Opening ipv6 listen socket on port 1883.

这时候mosquitto就会以默认的参数启动。如果需要带配置文件可以修改配置文件mosquitto.conf，

启动时候加上参数 -c，

./mosquitto -c mosquitto.conf

可以看到，mosquitto监听的端口为1883.

这时候我们的MQTT服务器就搭建好了。可找一个mqtt客户端来测试一下。

先发布一个主题“home/garden/fountain/2”

内容是“hello world”

这时候在mosquitto会打印出下面的log

535474247: New connection from 192.168.1.105 on port 1883.

1535474247: New client connected from 192.168.1.105 as MQTT_FX_Client (c1, k60).

1535474247: No will message specified.

1535474247: Sending CONNACK to MQTT_FX_Client (0, 0)

1535474307: Received PINGREQ from MQTT_FX_Client

1535474307: Sending PINGRESP to MQTT_FX_Client

1535474339: Received PUBLISH from MQTT_FX_Client (d0, q0, r0, m0, 'home/garden/fountain/2', ... (12 bytes))

1535474367: Received PINGREQ from MQTT_FX_Client

1535474367: Sending PINGRESP to MQTT_FX_Client

订阅主题“home/garden/fountain/2”

可以看到收到了自己发布的消息。

用wireshark抓包

可以看到抓到了一个MQTT的publish的报文。

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