1.MQTT是什么?
MQTT协议全称是(Message Queuing Telemetry Transport),即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,并且该协议构建于TCP/IP协议之上,我们知道TCP协议本身就具有高可靠性的特点,因此基于其上的MQTT协议同样也是具有高可靠、低开销的特点,之所以低开销,是以为MQTT协议传输的最小的报文也只有两个字节。在物联网开发中,MQTT不是唯一的选择,与MQTT互相竞争的协议有XMPP和CoAP协议等。
关于发布和订阅的概念我们拿抖音平台来举个例子,我们每一个用户就都是一个客户端,而抖音就是MQTT协议中的服务器,当我们(用户一)关注某一个视频发布者(用户二)时,这样一个关注的行为就可以理解为订阅;同时用户二也可以关注你,那么这就是相互订阅。当用户二发布作品的时候,这个作品是发布到了抖音平台,也就是我们现在的服务器,这个过程就是消息的发布。
在这里需要注意的是:用户二(客户端)发布的消息并不是直接发布给了用户一,而是发布到了抖音平台(服务器),由于用户一订阅了用户二的消息(相当于点了关注),所以抖音平台(服务器)就会向用户一推送这个消息(注意发布和推送的区别)。这就是MQTT协议订阅&发布的一个简单比喻。
上面是一个比喻,再来对比一下实际的MQTT协议通信模型:
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。
- Topic,可以理解为消息的类型,订阅者订阅(Subscribe)后,就会收到该主题的消息内容(payload)
- payload,可以理解为消息的内容,是指订阅者具体要使用的内容。
2.特点
- 开放消息协议,简单易实现
- 发布订阅模式,一对多消息发布
- 基于TCP/IP网络连接,提供有序,无损,双向连接。
- 1字节固定报头,2字节心跳报文,最小化传输开销和协议交换,有效减少网络流量。
- 消息QoS支持,可靠传输保证
3.应用
MQTT协议广泛应用于物联网、移动互联网、智能硬件、车联网、电力能源等领域。
- 物联网M2M通信,物联网大数据采集
- Android消息推送,WEB消息推送
- 移动即时消息,例如Facebook Messenger
- 智能硬件、智能家具、智能电器
- 车联网通信,电动车站桩采集
- 智慧城市、远程医疗、远程教育
- 电力、石油与能源等行业市场
最新消息
MQTT v5.0现在成为了OASIS官方标准
OASIS现在已经发布了官方的MQTT v5.0标准 - 这对于已经为物联网(IoT)所用的消息传输协议来说,这是一个改进和功能的巨大飞跃。基于早期的v3.1.1标准,它具有重要的更新,同时最大限度地减少与现有版本的不兼容性。
新版本的亮点包括:
- 更好的错误报告 - 特别是,在发布的响应中添加了原因代码(PUBACK / PUBREC)。MQTT起源于输油管道沿线的传感器等使用案例 - 如果它们的消息发布未能传输,则传感器将不采取任何措施。然而,MQTT的用例现在要广泛得多,如果数据没有成功传输,手机上的应用程序可能会想要警告用户。返回代码现在出现在所有确认中(以及包含人类可读错误诊断的可选原因字符串)。
- 共享订阅 - 如果订阅上的消息速率很高,则可以使用共享订阅在多个接收客户端之间对消息进行负载平衡。
- 消息属性 - 消息标题中的元数据。这些用于实现此列表中的其他功能,但也允许用户定义的属性,例如通过告知接收方使用哪个密钥来解密消息内容来协助消息加密
- 消息过期 - 如果消息无法在用户定义的时间段内传递,则可以选择丢弃消息。
- 会话到期 - 如果客户端未在用户定义的时间段内连接,则可以丢弃状态(例如,订阅和缓冲的消息)而无需进行清理。
- 主题别名 - 允许将消息中的主题字符串替换为单个数字,从而减少发布者重复使用相同主题时需要传输的字节数。
- Will Delay - 如果客户端断开连接的时间超过用户定义的时间段, 则允许发布消息。允许有关重要客户端应用程序中断的通知, 而不会被误报淹没。
- 允许的功能发现 - 在连接开始时,可以传输最大数据包大小和(QoS> 0)消息的数量限制,以通知客户端允许执行的操作。 新功能的完整列表见标准的附录C。