参考文档：
- http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/csprd02/mqtt-v5.0-csprd02.html
- https://github.com/mcxiaoke/mqtt
摘要
MQTT 是物联网 (IoT) 最常用的消息传递协议。 MQTT 代表 MQ 遥测传输。该协议是一组规则，定义了物联网设备如何通过互联网发布和订阅数据。 MQTT 用于物联网和工业物联网 (IIoT) 设备之间的消息传递和数据交换，例如嵌入式设备、传感器、工业 PLC 等。该协议是事件驱动的，并使用发布/订阅 (Pub/Sub) 模式连接设备。发送者（Publisher）和接收者（Subscriber）通过 Topics 进行通信，相互解耦。它们之间的连接由 MQTT 代理处理。 MQTT 代理过滤所有传入消息并将它们正确分发给订阅者。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。
本协议运行在TCP/IP，或其它提供了有序、可靠、双向连接的网络连接上。它有以下特点：
- 使用发布/订阅消息模式，提供了一对多的消息分发和应用之间的解耦。
- 消息传输不需要知道负载内容。
- 提供三种等级的服务质量：.① “最多一次”，尽操作环境所能提供的最大努力分发消息。消息可能会丢失。例如，这个等级可用于环境传感器数据，单次的数据丢失没关系，因为不久之后会再次发送。② “至少一次”，保证消息可以到达，但是可能会重复。③ “仅一次”，保证消息只到达一次。例如，这个等级可用在一个计费系统中，这里如果消息重复或丢失会导致不正确的收费。
- 很小的传输消耗和协议数据交换，最大限度减少网络流量。
- 异常连接断开发生时，能通知到相关各方。
1、MQTT概述
1.2、术语 Terminology
本规范中用到的关键字 必须 MUST，不能 MUST NOT，要求 REQUIRED，将会 SHALL，不会 SHALL NOT，应该 SHOULD，不应该 SHOULD NOT，推荐 RECOMMENDED，可以 MAY，可选 OPTIONAL 都是按照 IETF RFC 2119 [RFC2119] 中的描述解释。
1.2.1、网络连接 NetWork Connection
MQTT使用的底层传输协议基础设施。
- 客户端使用它连接服务端。
- 它提供有序的、可靠的、双向字节流传输。
1.2.2、应用消息 Application Message
MQTT协议通过网络传输应用数据。应用消息通过MQTT传输时，它们有关联的服务质量（QoS）和主题（Topic）。
1.2.3、客户端 Client
使用MQTT的程序或设备。客户端总是通过网络连接到服务端。它可以
- 发布应用消息给其它相关的客户端。
- 订阅以请求接受相关的应用消息。
- 取消订阅以移除接受应用消息的请求。
- 从服务端断开连接。
1.2.4、服务端 Server
一个程序或设备，作为发送消息的客户端和请求订阅的客户端之间的中介。服务端
- 接受来自客户端的网络连接。
- 接受客户端发布的应用消息。
- 处理客户端的订阅和取消订阅请求。
- 转发应用消息给符合条件的已订阅客户端。
1.2.5、订阅 Subscription
订阅包含一个主题过滤器（Topic Filter）和一个最大的服务质量（QoS）等级。订阅与单个会话（Session）关联。会话可以包含多于一个的订阅。会话的每个订阅都有一个不同的主题过滤器。
1.2.6、主题名 Topic Name
附加在应用消息上的一个标签，服务端已知且与订阅匹配。服务端发送应用消息的一个副本给每一个匹配的客户端订阅。
1.2.7、主题过滤器 Topic Filter
订阅中包含的一个表达式，用于表示相关的一个或多个主题。主题过滤器可以使用通配符。
1.2.8、会话 Session
客户端和服务端之间的状态交互。一些会话持续时长与网络连接一样，另一些可以在客户端和服务端的多个连续网络连接间扩展。
1.2.9、控制报文 MQTT Control Packet
通过网络连接发送的信息数据包。MQTT规范定义了十四种不同类型的控制报文，其中一个（PUBLISH报文）用于传输应用消息。
1.5、数据表示 Data representations
1.5.1、二进制位 Bits
字节中的位从0到7。第7位是最高有效位，第0位是最低有效位。
1.5.2、整数数值 Integer data values
整数数值是16位，使用大端序（big-endian，高位字节在低位字节前面）。这意味着一个16位的字在网络上表示为最高有效字节（MSB），后面跟着最低有效字节（LSB）。
1.5.3、UTF-8编码字符串 UTF-8 encoded strings
后面会描述的控制报文中的文本字段编码为UTF-8格式的字符串。UTF-8 [RFC3629] 是一个高效的Unicode字符编码格式，为了支持基于文本的通信，它对ASCII字符的编码做了优化。
每一个字符串都有一个两字节的长度字段作为前缀，它给出这个字符串UTF-8编码的字节数，它们在图例 1.1 UTF-8编码字符串的结构 中描述。因此可以传送的UTF-8编码的字符串大小有一个限制，不能超过 65535字节。
除非另有说明，所有的UTF-8编码字符串的长度都必须在0到65535字节这个范围内。
图例 1.1 UTF-8编码字符串的结构 Structure of UTF-8 encoded strings
| 二进制位 | 7-0 |
|---|---|
| byte 1 | 字符串长度的最高有效字节（MSB） |
| byte 2 | 字符串长度的最低有效字节（LSB） |
| byte 3 …. | 如果长度大于0，这里是UTF-8编码的字符数据。 |
1.5.4、