网络通信：MQTT 与 WebSocket

网络通信：MQTT 与 WebSocket

1. MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）

1.1 MQTT 介绍

MQTT 是一种轻量级的发布/订阅（Pub/Sub）协议，适用于低带宽、不稳定网络环境，广泛用于物联网（IoT）设备间的通信。

1.2 MQTT 特点

• 轻量级：低开销，占用带宽小。
• 发布/订阅模式：设备可以订阅主题，服务器（Broker）将消息推送给订阅者。
• QoS 级别：提供三种质量服务（QoS）选项：
  • QoS 0：最多传递一次（不确认交付）
  • QoS 1：至少传递一次（可能重复）
  • QoS 2：确保仅传递一次（最高可靠性）
• 保持会话：支持断线重连。
• 安全性：支持 TLS 加密与用户名/密码认证。

1.3 MQTT 结构

• 客户端（Client）：发布或订阅消息的设备。
• 代理（Broker）：管理消息传递，如 Eclipse Mosquitto、EMQX。
• 主题（Topic）：消息的分类标识。

1.4 MQTT 使用场景

• 物联网（IoT）设备通信
• 远程监控系统（智能家居、工业设备）
• 车联网（V2X）

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2. WebSocket

2.1 WebSocket 介绍

WebSocket 是一种全双工通信协议，允许服务器和客户端在单个 TCP 连接上进行实时通信，减少延迟，提升效率。

2.2 WebSocket 特点

• 全双工通信：客户端和服务器可随时发送数据。
• 低延迟：减少 HTTP 请求，保持长连接。
• 事件驱动：适用于实时应用，如聊天、游戏、监控系统。
• 轻量协议：相比 HTTP 轮询，更高效。

2.3 WebSocket 结构

• 握手阶段：使用 HTTP 进行初始连接，随后升级为 WebSocket。
• 数据传输：基于帧（frame）进行通信。
• 断开连接：支持客户端、服务器主动关闭。

2.4 WebSocket 使用场景

• 实时聊天（IM）
• 在线游戏
• 实时数据流（股票、天气）
• 远程控制（IoT 设备管理）

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3. MQTT 与 WebSocket 对比

特性	MQTT	WebSocket
通信方式	发布/订阅	客户端-服务器
连接方式	需要 Broker	直接连接
传输协议