MQTT协议与使用_mqtt使用

---

一、MQTT简介

MQTT(消息队列遥测传输协议)是ISO标准下基于发布/订阅范式的“轻量级”消息协议。该协议构建于TCP/IP协议上，由IBM在1999年发布。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。

MQTT是一个基于客户端-服务器的消息发布/订阅传输协议，它自提出以来有很多版本，不过MQTT-SN版本比较特别，是针对非 TCP/IP 网络上的嵌入式设备主要协议的变种。

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（loT)。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。

由于物联网的环境是非常特别的，所以MQTT遵循以下设计原则:
(1) 精简，不添加可有可无的功能;
(2) 发布/订阅（Pub/Sub）模式，方便消息在传感器之间传递;
(3) 允许用户动态创建主题，零运维成本;
(4) 把传输量降到最低以提高传输效率;
(5) 把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内;
(6) 支持连续的会话控制;
(7) 理解客户端计算能力可能很低;
(8) 提供服务质量管理;
(9) 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。

二、MQTT实现

1.实现方式

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( Publisher)、代理（Broker)、订阅者(Subscriber）。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:

(1) Topic（主题）：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):

(2) payload（负载）：可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。

MQTT会构建底层网络传输：它将建立客户端到服务器的连接，提供两者之间的一个有序的、无损的、基于字节流的双向传输。当应用数据通过 MQTT网络发送时，MQTT会把与之相关的服务质量(QoS〉和主题名(Topic）相关连。

2.MQTT客户端与服务器

MQTT客户端：指的是一个在使用MQTT协议的应用程序或者设备，它与服务器建立连接。它可以：发布其他客户端可能会订阅的信息；订阅其它客户端发布的消息；退订或删除应用程序的消息；断开与服务器连接。

MQTT服务器：MQTT服务器称为"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：接受来自客户的网络连接；接受客户发布的应用信息；处理来自客户端的订阅和退订请求；向订阅的客户转发应用程序消息。

3.MQTT协议中的订阅、主题、会话

订阅(Subscription)：包含主题筛选器（Topic Filter）和最大服务质量（QoS）。订阅会与一个会话(Session)关联。一个会话可以包含多个订阅。每一个会话中的每个订阅都有一个不同的主题筛选器。

会话(Session)：每个客户端与服务器建立连接后就是一个会话，客户端和服务器之间有状态交互。会话存在于一个网络之间，也可能在客户端和服务器之间跨越多个连续的网络连接。

主题名(Topic Name)：连接到一个应用程序消息的标签，该标签与服务器的订阅相匹配。服务器会将消息发送给订阅所匹配标签的每个客户端。

主题筛选器(Topic Filter)：一个对主题名通配符筛选器，在订阅表达式中使用，表示订阅所匹配到的多个主题。

负载(Payload)：消息订阅者所具体接收的内容。

三、MQTT使用

MQTT.fx是目前主流的MQTT桌面客户端，它支持Windows、Mac、Linux操作系统，可以用来调试MQTT Broker的连接与发布和订阅消息，我所用的是MQTT.fx-1.7.1，大家可以根据情况下载。

然后在MQTT.fx程序里点击设置与我们的Broker服务器连接：

然后点击Connect按钮连接，可以选择Subscribe菜单设置我们对应主题，然后点击Subscribe开始订阅该主题：

还可以选择Publish菜单并点击Publish按钮来发布消息：

---

四、总结

本篇主要内容为MQTT协议的讲解与如何使用软件来进行订阅与发布功能。

别忘了点赞 关注 收藏呀！