MQTT协议原理

2.1 MQTT协议实现方式

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

（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：

（1）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）；

（2）payload，可以理解为消息的内容，是指订阅者具体要使用的内容。

2.2 网络传输与应用消息

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。

2.3 MQTT客户端一个使用MQTT协议的应用程序或者设备，它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以：

（1）发布其他客户端可能会订阅的信息；

（2）订阅其它客户端发布的消息；

（3）退订或删除应用程序的消息；

（4）断开与服务器连接。

2.4 MQTT服务器端

MQTT服务器以称为"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：

（1）接受来自客户的网络连接；

（2）接受客户发布的应用信息；

（3）处理来自客户端的订阅和退订请求；

（4）向订阅的客户转发应用程序消息。

2.5 发布/订阅、主题、会话

MQTT 是基于 发布(Publish)/订阅(Subscribe) 模式来进行通信及数据交换的，与 HTTP 的 请求(Request)/应 答(Response) 的模式有本质的不同。

订阅者(Subscriber) 会向 消息服务器(Broker) 订阅一个 主题(Topic) 。成功订阅后，消息服务器会将该主题 下的消息转发给所有的订阅者。

主题(Topic)以 ‘/’ 为分隔符区分不同的层级。包含通配符 ‘+’ 或 ‘#’ 的主题又称为 主题过滤器(Topic Filters); 不 含通配符的称为 主题名(Topic Names) 例如:

发布者(Publisher) 只能向 ‘主题名’ 发布消息，订阅者(Subscriber) 则可以通过订阅 ‘主题过滤器’ 来通配多个主题名称。

 

'+': 表示通配一个层级，例如a/+，匹配a/x, a/y
'#': 表示通配多个层级，例如a/#，匹配a/x, a/b/c/d
注: ‘+’ 通配一个层级，’#’ 通配多个层级(必须在末尾)。

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。

2.6 MQTT协议中的方法

MQTT协议中定义了一些方法（也被称为动作），来于表示对确定资源所进行操作。这个资源可以代表预先存

在的数据或动态生成数据，这取决于服务器的实现。通常来说，资源指服务器上的文件或输出。主要方法有：

（1）CONNECT：客户端连接到服务器

（2）CONNACK：连接确认

（3）PUBLISH：发布消息

（4）PUBACK：发布确认

（5）PUBREC：发布的消息已接收

（6）PUBREL：发布的消息已释放

（7）PUBCOMP：发布完成

（8）SUBSCRIBE：订阅请求

（9）SUBACK：订阅确认

（10）UNSUBSCRIBE：取消订阅

（11）UNSUBACK：取消订阅确认

（12）PINGREQ：客户端发送心跳

（13）PINGRESP：服务端心跳响应

（14）DISCONNECT：断开连接

（15）AUTH：认证