基于MQTT的智能家居程序框架day4

最新推荐文章于 2024-08-06 08:30:00 发布

chaoshenran

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/chaoshenran/article/details/123881676

本文介绍了网络基础知识，包括IP和端口的作用，公网IP不足时如何通过路由器访问公网，以及公网如何无法直接访问局域网。重点讨论了MQTT协议在物联网中的应用，解释了其工作原理，如订阅和发布的概念，并推荐了一个国内开源的MQTT客户端kawaii-mqtt。

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这节课韦老师讲解了一些网络基础知识，收获甚多。结合韦东山老师的笔记，我对视频内容也做了一些总结与理解。

1. 网络基础知识

1.1 IP和端口的作用

先讲讲网络传输时，怎么表示“自己”、“对方”：

IP
端口

在这里插入图片描述

在网络中如何表示自己的目的（IP,port）

源（IP,port）<-------> 目的（IP,port），ip和端口的作用是用来表示源和目的。

1.2 公网IP不够用

IP和端口都很重要，但是IP不够用：

在家里，在公司里，只有路由器才有公网IP
其他电脑都只是局域网IP，比如192.168.x.x
你家里的电脑，公司的电脑，IP都是192.168.0.100，但是它们并没有冲突：因为它们处于不用的局域网
局域网里的电脑要访问公网(物联网)，怎么办？要路由器帮忙！

在这里插入图片描述

假设我要去访问源信息qq.com的80端口：

1.我的源是192.168.0.2 ：1234 数据包，这个数据包发给路由器（我的电脑没有能力去访问外网的设备，需要路由器帮忙）；2.路由器接收到请求后就会去修改这个数据包——>源被替换成49.74.234.160（公网IP），端口改成1278。也就源被改了，但是目的没有被改；3.这个数据包就会被放入互联网到达目标；4.qq.com的80端口也会构造出一个包：49.74.234.160，端口1278，把这个包返回给路由器；5.路由器接收到这个包之后就会查表看一下，之前是谁发给我这个包的，源和端口被替换成192.168.0.2 ：1234 作为目的；6.最后你收到了信息。

1.3 对外访问时，路由器来帮忙

IP和端口都很重要，但是IP不够用：

主机A的局域网IP是10.1.1.100，它使用端口1025，去访问公网211.100.7.34
但是它没有公网IP，跟路由器说：哥们，帮帮忙
路由器就把数据包里的(10.1.1.100:1025)改成自己的IP和端口(162.105.176.65:16384)，发出伪造的数据包
服务器收到后，返回数据给(162.105.176.65:16384)，这是路由器
路由器收到数据后查表：
- 这是主机A要我取的数据，
- 于是把数据包里的目的(162.105.176.65:16384)改为(10.1.1.100:1025)，
- 并发给主机A
主机A收到数据

在这里插入图片描述

从这个过程可以知道：

局域网的电脑，借助路由器，可以访问公网
需要局域网内的电脑主动发起网络连接
公网无法主动访问局域网内的电脑
- 你访问谁呢？在路由器里都没有记录，丢掉
- 这可以保护局域网内的电脑，比如前两年爆发的勒索病毒
- 但是也造成了：我在家里无法访问公司的电脑，公司的摄像头

1.4 对外访问时，访问谁？

下图中：手机怎么才能访问到开发板？

手机不知道开发板的IP，即使知道也没有意义：开发板的IP是私网IP
手机怎么访问开发板？

在这里插入图片描述

中间要放入服务器：

在这里插入图片描述

主动访问服务器，如果有人发给我信息，传给我。如果手机传输 data，服务器会保存data，当其他设备查表，会把data传输给他。

2. 双方怎么传输数据

2.1 通过服务器中转

2.1.1 硬件上（要有一个服务器）

在这里插入图片描述

2.1.2 协议上（一个APP）

有很多选择，对于MQTT，它更适合物联网。
在这里插入图片描述

服务器程序：matt_serser.exe

发布者（开发板）：matt_client.exe

订阅者（手机）：matt_client.exe

2.2 MQTT适合物联网

类似：订阅电视台某个频道。

MQTT的数据传输是怎么一回事呢：以CCTV为例，CCTV有很多记者，记者1体育，记者2财经，他们会把消息传给CCTV，后面会有很多观众，观众1可能更关注体育新闻，于是观众1就告诉CCTV我要订阅体育新闻，观众2可能更关注财经新闻，于是观众2就告诉CCTV我要订阅财经新闻，（第一步：订阅一些主题topic）。当记者来发布体育’主题‘的信息（第二步：发布），给CCTV，CCTV发现有人订阅，就把信息给这个观众（第三步：转发）。

这就是MQTT的工作流程。
在这里插入图片描述