博客
关于我
一文读懂MQTT协议
阅读量:156 次
发布时间:2019-02-28

本文共 1272 字,大约阅读时间需要 4 分钟。

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,由IBM于1999年发布,构建于TCP/IP协议上。MQTT以其高效低资源消耗的特点,在物联网、小型设备和远程设备通信中应用广泛。本文将深入分析MQTT的设计原则、特性以及数据包结构。

1. MQTT的设计原则

MQTT设计特别考虑了物联网环境的特殊需求,遵循以下原则:

  • 精简设计:去除可有可无的功能,保持协议简洁易于实现。
  • 发布/订阅模式:支持消息在传感器之间的流动,减少系统耦合。
  • 动态主题创建:允许用户自定义主题,支持零运维模式。
  • 资源节约:通过最小化传输量和头部大小,提升网络传输效率。
  • 适应性网络:考虑高延迟和不稳定网络,确保消息可靠传输。
  • 会话控制:支持连续会话管理,适合多次连接场景。
  • 低计算能力支持:设计为低功耗,适合嵌入式设备。
  • 服务质量管理:提供多级消息可靠性,满足不同场景需求。
  • 灵活性:不强制数据格式,支持任意类型消息传输。
  • 2. MQTT的主要特性

    MQTT的核心特性包括:

  • 发布/订阅模式:支持一对多的消息发布,解耦应用程序。
  • 消息中继:屏蔽负载过重的消息,优化网络流量。
  • 基于TCP/IP:利用标准网络协议,确保广泛兼容性。
  • 消息质量等级:提供三种服务质量(QoS):至多一次、至少一次和只有一次。
  • 小型传输:固定头部仅2字节,减少网络负担。
  • 遗言机制:通过Last Will和Testament机制通知离线设备。
  • 3. MQTT协议数据包结构

    MQTT数据包由固定头、可变头和消息体三部分组成:

  • 固定头(Fixed header):包含数据包类型和标识位。

    • 数据包类型:由4位字段确定,包括CONNECT、PUBLISH、SUBSCRIBE等。
    • 标识位:包含DUP、QoS、RETAIN等控制位。
  • 可变头(Variable header):根据数据包类型,包含额外信息。

    • 通常用于PUBLISH、SUBSCRIBE等有状态消息。
  • 消息体(Payload):包含实际消息内容,包括 CONNECT中的客户端信息、SUBSCRIBE的主题列表等。

  • 4. MQTT的核心组件

    MQTT系统包含以下关键组件:

    • 发布者(Publisher):发送消息到主题。
    • 代理(Broker):接收并路由消息,支持多个客户端。
    • 订阅者(Subscriber):监听特定主题的消息。
    • 会话(Session):维护客户端与代理的连接状态。

    5. MQTT消息传输流程

  • 连接建立:客户端通过TCP连接到代理。
  • 订阅主题:客户端向代理发送SUBSCRIBE消息,代理确认。
  • 发布消息:发布者向代理发布消息,代理转发给订阅者。
  • 消息质量控制:根据QoS级别确保消息可靠传输。
  • 断开连接:客户端或代理断开连接,释放资源。
  • MQTT协议通过简洁的设计和灵活的特性,成为物联网和嵌入式设备通信的首选方案。其适应性强、资源消耗低,能够在各种复杂网络环境中稳定工作。

    转载地址:http://spuj.baihongyu.com/

    你可能感兴趣的文章
    Python3学习笔记3,变量、运算符
    查看>>
    Python3学习笔记(urllib模块的使用)
    查看>>
    python3安装scapy_Linux下安装scapy-python3
    查看>>
    python3实现socket通信
    查看>>
    Python关于numpy.transpose函数详细解析附代码
    查看>>
    Python3导入自定义模块的3种方式
    查看>>
    python3打开txt文件_使用Python 3从文本文件读取句子并添加到列表中
    查看>>
    python3爬虫抓取智联招聘职位信息代码
    查看>>
    Python3爬虫数据入数据库---把爬取到的数据存到数据库,带数据库去重功能
    查看>>
    python3的 pymysql把mysqldb库取代了,让python 3支持mysqldb的解决方法
    查看>>
    Python3笔记——IDE的选择
    查看>>
    python3简单使用requests 用户代理,cookie池
    查看>>
    Python3组播通信编程实现教程(发送者+接收者)
    查看>>
    Python3编写网络爬虫10-数据存储方式三-CSV文件存储
    查看>>
    python3读取redis返回数据带有'b'的问题
    查看>>
    Python3连接MySQL
    查看>>
    Python关于isinstance函数的解析 | 附Demo(全)
    查看>>
    Python3:setup.py:完成所有任务的PIP安装(Build_ext+Install)
    查看>>
    python4.0 gil_Python 并发编程系列--1、浅谈GIL历史及对多线程的影响
    查看>>
    python60行绘图程序_天底下最简单的QT画图板,就一个类,60行代码
    查看>>