MQTT
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MQTT介绍
MQTT (Message Queuing TelemetryTransport，消息队列遥测传输协议）
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"通讯协议，该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。
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。
总结：
- 是IBM推出的一种针对移动终端设备的基于TCP/IP的发布/订阅协议
- 可以连接大量的远程传感器和控制设备，MQTT的特点是可以保持长连接，具有一定的实时性
- 云端向设备端发送消息,设备端可以在最短的时间内接收到并作出响应
- MOTT更适合需要实时控制的场合，尤其适合执行器
- 要保持长连接，那么就要时不时地发送心跳包，这就不会省电
- 低功耗的场合并不适合MQTT
- MQTT的长连接需要建立在TCP的基础上，TCP协议的复杂性决定了对设备的要求相比UDP更高一此
MQTT需要解决的问题
1、服务器必须要实现成千上万客户端的接入
2、单次数据数据量小，但不能出错
3、必须能够适应高延迟、偶尔断网等通信不可靠的风险
4、根据数据的重要程度和特性，设置不同等级的服务质量(session)
MQTT协议特性
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
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有三种消息发布服务质量(QoS0、QoS1、QoS2):
- “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，这一级别可用于对采集数据要求不严格的情况
- “至少一次”，确保消息到达，但消息可能会重复发生
- “只有一次”，确保消息只到达一次，这一级别可用于要求严格如涉及计费系统的情况，消息重复或丢失都是不允许的
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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
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使用Last Wi11和Testament特性通知有关各方客户端异常中断的机制
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允许用户动态创建主题，零运维成本
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把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内
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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
MQTT协议的中心
MQTT协议的中心是MQQT服务器或代理（broker）
MQTT用途
构建传感器网络
用户可以使用MQTT构建一个传感器网络，其中各种传感器都能够以其传感器独有的消息形式发布传感器值，订阅程序能够订阅不同的消息，以据此采取措施,MQTT代理将处理从发布程序到订阅程序的转发消息。
数据处理和存储
MQTT服务器除了收集转发数据，还可以进行数据处理和存储，例如，实时存储共享单车车辆运行位置、电池用量、状态信息等数据，以及对总体的车辆数据进行计算和统筹管理，甚至为一些聊天工具护供平台服务。
MQTT主题模式
MQTT是通过主题对消息进行分类的
- 主题本质上就是一个UTF-8的字符串
- 主题可以通过反斜杠表示多个层级关系
- 主题并不需要创建，直接使用就是了
- 主题还可以通过通配符进行过滤
- +可以过滤一个层级
*只能出现在主题最后,表示过滤任意级别的层级
举个例子：
building-b/floor-5:代表B楼5层的设备
+/floor-5:代表任何一个楼的5层的设备
building-b/*:代表B楼所有的设备
三个角色
MQTT中有3个角色:
- 发布者Publisher
- 订阅者Subscriber
- 代理Broker
MQTT这种结构替代了传统的客户端/服务器（C/S）模型，可以实现以下解耦:
- 空间解耦，发布者和订阅者不需要知道对方
- 时间解耦，发布者和订阅者不需要同时运行(离线消息)
- 同步解耦，发布和接收都是异步通讯，无需停止任何处理