MQTT系列—（3）MQTT 客户端、代理和建立详解

目录

一、MQTT 基本概念

二、MQTT 客户端（Client）

客户端功能：

典型客户端示例：

三、MQTT 代理（Broker）

Broker 功能：

常见 Broker 实现：

四、MQTT 客户端与 Broker 的连接建立过程

五、连接示意图

六、连接参数细节（IoT 实践）

七、MQTT 连接注意事项

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一、MQTT 基本概念

MQTT 是一个轻量级、发布/订阅模式的消息传输协议，设计用于低带宽、不可靠网络环境，非常适合 IoT 设备。

核心组件：

组件	角色	功能
客户端（Client）	设备或应用	发布消息（Publish）、订阅主题（Subscribe）、接收消息
代理/服务端（Broker）	中间服务器	接收客户端消息、管理订阅关系、转发消息到目标客户端
主题（Topic）	消息路径	消息分类标识，用于发布/订阅
消息（Message）	数据载体	传输的具体信息，带有 QoS、有效负载等

注意：MQTT 协议本身不处理消息持久化（视 Broker 实现而定），也不保证消息顺序（除非使用 QoS 1/2）。

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二、MQTT 客户端（Client）

客户端功能：

1.连接 Broker 使用 TCP（或 WebSocket）与 Broker 建立连接。

2.身份验证（可选） 支持用户名/密码或证书认证。

3.发布消息（Publish）

1.   指定主题（Topic）

• 设置 QoS（0、1、2）

• 可选择保留消息（Retain）

4.订阅主题（Subscribe）

• 监听特定 Topic

• 接收 Broker 转发的消息

• 可以设置 QoS

5.断开连接（Disconnect）

• 释放资源

• 可设置“遗嘱消息”（Last Will Message）

典型客户端示例：

• IoT 设备端：ESP32、STM32、Arduino

• 移动端：iOS/Android App

• Web端：JavaScript WebSocket 客户端

• 后端服务：Java、Python、Node.js 客户端

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三、MQTT 代理（Broker）

Broker 功能：

1.管理客户端连接

• 维护客户端 ID 和会话状态（Clean Session / Persistent Session）

• 管理在线/离线状态

2.消息路由

• 根据 Topic 转发消息到订阅客户端

• 支持 QoS 消息重传机制

3.持久化和离线消息（可选）

• 持久化订阅

• 离线客户端在下次上线后接收 QoS 1/2 消息

4.安全策略

• 用户认证、ACL 权限控制

• TLS/SSL 加密

常见 Broker 实现：

Broker

特