【网络应用层协议】【MQTT】详解消息队列遥测传输协议MQTT（超详细）_mqtt协议 topic订阅

目录

1. MQTT 协议简介

2. MQTT 的特点

3. MQTT 协议原理

4. MQTT协议中的订阅、主题、会话

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1. MQTT 协议简介

        MQTT（ Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议 ）是一种消息列队传输协议，采用订阅、发布机制，订阅者只接收自己已经订阅的数据，非订阅数据则不接收，既保证了必要的数据的交换，又避免了无效数据造成的储存与处理。

        它是一种基于发布/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 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。

2. MQTT 的特点

        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 协议当前版本为，2014 年发布的 MQTT v3.1.1。除标准版外，还有一个简化版 MQTT-SN，该协议主要针对嵌入式设备，这些设备一般工作于 TCP/IP 网络，如：ZigBee。

        MQTT 协议运行在 TCP/IP 或其他网络协议，提供有序、无损、双向连接。其特点包括：

轻量级
        MQTT协议设计简单轻巧，数据包头部较小，使其在低带宽、高延迟的网络环境中运行效率高，可以对比HTTP协议，HTTP协议的数据报头较大，就算是不携带任何的数据，都有一定字节的大小，但是MQTT的报头只有一个字节。

发布-订阅模式
        MQTT采用发布者（Publisher）和订阅者（Subscriber）模式，发布者负责将消息发布到特定的主题（Topic），而订阅者可以选择订阅感兴趣的主题，接收与之相关的消息。这种模式使得设备之间可以异步通信，降低了耦合性，适用于多个设备之间的实时通信。发布者发布消息后，不需要等待订阅者的响应，从而提高了系统的响应性能。

可靠性
        MQTT支持消息的持久性传输，确保消息的可靠性，这在物联网应用中非常重要，MQTT可以通过控制可靠性级别来确保消息传递的可靠性。

安全性
        MQTT支持使用TLS/SSL进行加密通信，确保数据传输的安全性。此外，MQTT还支持用户名和密码进行认证，保护客户端和服务器之间的通信安全。

3. MQTT 协议原理

        实现MQTT协议需要：客户端和服务器端

        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

4. MQTT协议中的订阅、主题、会话

订阅（Subscription）

        订阅包含主题筛选器（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