關(guān)于mqtt，你了解多少？

　　Mqtt(messagequeuingtelemetrytransport)是一種基于發(fā)布/訂閱模式通信協(xié)議的“輕量級”通信協(xié)議，它基于TCP/IP協(xié)議，由IBM于1999年發(fā)布。mqtt的最大優(yōu)點(diǎn)是，它可以用很少的代碼和有限的帶寬為連接的遠(yuǎn)程設(shè)備提供實(shí)時(shí)可靠的消息服務(wù)。作為一種低開銷、低帶寬占用的即時(shí)通信協(xié)議，它廣泛應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)、小型設(shè)備、移動(dòng)應(yīng)用等領(lǐng)域。

　　Mqtt是一種基于客戶機(jī)-服務(wù)器的消息發(fā)布/訂閱傳輸協(xié)議。Mqtt協(xié)議輕量級、簡單、開放且易于實(shí)現(xiàn)。這些特點(diǎn)使其具有廣泛的適用性。在許多情況下，包括受限環(huán)境，如機(jī)器對機(jī)器(M2M)通信和物聯(lián)網(wǎng)(IOT)，它已通過衛(wèi)星鏈路、偶爾的撥號醫(yī)療設(shè)備、智能家居和一些小型設(shè)備廣泛應(yīng)用于通信傳感器中。

　　物聯(lián)網(wǎng)是對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展和擴(kuò)展。用戶終端從傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)擴(kuò)展到任何設(shè)備，其中設(shè)備首先通過各種傳感器收集信息，然后通過計(jì)算設(shè)備收集信息、交換和交換網(wǎng)絡(luò)信息。mqtt協(xié)議之所以出現(xiàn)，是因?yàn)橐苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)尚處于起步階段，無法提供可靠的網(wǎng)絡(luò)保障。

　　1、Mqtt有許多優(yōu)點(diǎn)

　　1.mqtt的獨(dú)特功能是每個(gè)消息頭可以縮短為2個(gè)字節(jié)。對于HTTP，為每個(gè)新請求消息重新建立HTTP連接會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的開銷。MQ和mqtt使用的持久連接可以極大地減少這種開銷。

　　2.遏制不穩(wěn)定網(wǎng)絡(luò)。Mqtt和MQ可以從諸如斷開連接之類的故障中恢復(fù)，而無需進(jìn)一步的代碼要求。但是，HTTP本身無法實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，客戶端必須重試編碼，這將增加身份問題。

　　3.低功耗mqtt設(shè)計(jì)用于低功耗。

　　HTTP設(shè)計(jì)中未考慮此因素，這將增加功耗。

　　4.當(dāng)連接數(shù)百萬個(gè)客戶端時(shí)，在HTTP堆棧中維護(hù)數(shù)百萬個(gè)并行連接需要大量工作來提供支持。

　　盡管這種支持是可行的，但大多數(shù)商業(yè)產(chǎn)品都經(jīng)過優(yōu)化，以處理此訂單上的持久連接。IBM提供了IBMmessagesight，這是壹個(gè)經(jīng)過測試的獨(dú)立安裝服務(wù)器，可以通過mqtt處理多達(dá)壹百萬個(gè)并發(fā)設(shè)備。相比之下，MQ不是為許多同時(shí)出現(xiàn)的客戶設(shè)計(jì)的。

　　5.推送通知。

　　您需要能夠及時(shí)向客戶發(fā)送通知。為此，應(yīng)使用常規(guī)輪詢或推送方法。就電池、系統(tǒng)負(fù)載和帶寬而言，推送是最好的解決方案。

　　6.客戶端平臺之間的差異。HTTP和mqtt客戶端都在許多平臺上實(shí)現(xiàn)。mqtt的簡單性幫助您在其他客戶機(jī)上以最小的工作量實(shí)現(xiàn)mqtt。

　　7.防火墻容錯(cuò)。某些公司防火墻將出站連接限制給某些預(yù)定義端口。這些端口通常限于HTTP(端口80)、HTTPS(端口443)等。HTTP顯然在這種情況下起作用。Mqtt封裝在WebSockets連接中，并顯示為HTTP升級請求，因此它可以在這種情況下運(yùn)行。

　　mqtt的缺點(diǎn)

　　事實(shí)上，mqtt被廣泛使用，幾乎可以在任何大型硬件和互聯(lián)網(wǎng)公司中找到，如Facebook、BP、阿里巴巴和百度。

　　由于mqtt的技術(shù)優(yōu)勢，越來越多的公司選擇mqtt作為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品通信的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。因此，工程師們逐漸意識到mqtt協(xié)議的功能需要通過大規(guī)模商業(yè)化來改進(jìn)。例如：

　　1.如果沒有完整的SDK，則需要不同異構(gòu)設(shè)備的軟件SDK包與mqtt服務(wù)器(如MCU、Linux、Android、iOS、web)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通。

　　2.不支持文件和AV。在某些應(yīng)用場景中，要傳輸?shù)男畔⒖赡懿幌抻谛枰ㄟ^AV與文件通信的指令，例如語音和視頻信號。

　　3.不支持與第叁方HTTP集成。Mqtt協(xié)議優(yōu)于傳統(tǒng)的HTTP協(xié)議，但基于傳統(tǒng)HTTP協(xié)議的Web服務(wù)器在主流市場上仍占據(jù)主導(dǎo)地位。這些服務(wù)器應(yīng)與mqtt協(xié)議互連，以降低升級成本。

　　4.不支持負(fù)載分配。負(fù)載分布式服務(wù)器對于高并行性和防止惡意攻擊也至關(guān)重要。

　　5.不支持用戶管理界面。這在用戶分析設(shè)備行為數(shù)據(jù)時(shí)何其重要。在工業(yè)4.0和大數(shù)據(jù)時(shí)代，這是壹種必然的需求。

　　6.設(shè)備脫機(jī)后，不支持脫機(jī)消息來補(bǔ)償從mqtt服務(wù)器到設(shè)備的控制信息丟失。

　　7.不支持點(diǎn)對點(diǎn)通信，使用標(biāo)準(zhǔn)mqtt協(xié)議。理論上，點(diǎn)對點(diǎn)通信可以通過相互訂閱來實(shí)現(xiàn)，但邏輯相對復(fù)雜，涉及設(shè)備安全。當(dāng)設(shè)備B和設(shè)備C相同時(shí)——在對象的情況下，設(shè)備a無法知道消息是來自設(shè)備B還是來自設(shè)備C，并且消息很可能被設(shè)備D***。

　　8.不支持集團(tuán)溝通和集團(tuán)管理，實(shí)現(xiàn)集團(tuán)成員的管理。團(tuán)隊(duì)成員可以交換消息，如果壹臺設(shè)備由多人控制或多臺設(shè)備由一人控制，這一點(diǎn)尤其有用。

　　mqtt協(xié)議的實(shí)現(xiàn)模式

　　mqtt協(xié)議的實(shí)現(xiàn)需要客戶端和服務(wù)器之間的通信。在通信過程中，mqtt協(xié)議中有三個(gè)標(biāo)識：發(fā)布者、代理(服務(wù)器)和訂閱者。其中，消息的發(fā)布者和訂閱者都是客戶端，消息代理是服務(wù)器，消息發(fā)布者可以同時(shí)是訂閱者。

　　mqtt傳輸?shù)南⒎譃閮刹糠郑褐黝}和有效負(fù)載：

　　(1)主題可以理解為消息的類型。訂閱后，訂閱方將收到該主題的消息內(nèi)容(有效載荷);

　　(2)有效載荷可以理解為消息的內(nèi)容，指訂戶要使用的特定內(nèi)容。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸和應(yīng)用信息

　　Mqtt將構(gòu)建底層網(wǎng)絡(luò)傳輸：它將建立客戶端到服務(wù)器的連接，并在兩者之間提供有序、無損、基于字節(jié)流的雙向傳輸。

　　當(dāng)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)通過mqtt網(wǎng)絡(luò)發(fā)送時(shí)，mqtt將把服務(wù)質(zhì)量(QoS)和與其相關(guān)的主題關(guān)聯(lián)起來。