设备通过RabbitMQ接入自建云平台

RabbitMQ开启MQTT协议

    设备端使用的是MQTT协议进行通信，当前系统的基础设施已经有了RabbitMQ，考虑到维护，所以通过RabbitMQ来将设备接入到系统中。
    当前RabbitMQ的版本为3.9.16，可通过插件开启MQTT协议，但是当前版本仅支持MQTT3版本协议，较新的RabbitMQ支持MQTT5。

1. 开启MQTT协议插件命令

rabbitmq-plugins enable rabbitmq_mqtt

2. 配置MQTT插件
   在RabbitMQ的配置文件中加入MQTT配置，默认的配置文件位置在/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf，没有的话可以创建该配置文件。详细配置可查看RabbitMQ官网文档。

# MQTT config
mqtt.exchange = device_mqtt # 指定MQTT协议的交换机，如果不指定就使用默认的交换机
mqtt.tcp.default = 1883 # 设置MQTT监听的端口（默认是1883）
mqtt.allow_anonymous = false # 允许匿名访问（生产环境中通常建议使用用户名和密码）。
mqtt.vhost = / # 设置MQTT虚拟主机。
mqtt.exchange_durable = true # 设置交换机是否持久化。
mqtt.exchange_auto_delete = false # 设置交换机是否在最后一个队列删除后自动删除。

3. 重启RabbitMQ服务

sudo systemctl restart rabbitmq-server
# 或者
sudo service rabbitmq-server restart

自定义客户端连接鉴权

    由于设备端的4G模块已经封装死了MQTT连接，不能对密码生成规则进行更改，所以更改RabbitMQ端的鉴权规则。
    编写RabbitMQ的鉴权规则有一定难度，同时也不够灵活，将鉴权逻辑移到系统统一的鉴权中心比较合适。RabbitMQ本身是不支持调用外部http接口进行鉴权，可以通过rabbitmq_auth_backend_http插件实现调用外部http接口鉴权。详细配置可以看插件github地址

1. 启用插件

sudo rabbitmq-plugins enable rabbitmq_auth_backend_http

sudo rabbitmq-plugins enable rabbitmq_auth_backend_cache

2. 编辑RabbitMQ配置
   修改前面提到的/etc/rabbitmq/rabbitmq.conf配置文件。

# 首先使用cache（缓存）进行认证
auth_backends.1 = cache
# 其次使用RabbitMQ内置认证
auth_backends.2 = internal
# 该配置指定了缓存后端所依赖的实际认证后端为 http。也就是说，当使用 cache 认证后端时，它会从 http 后端获取认证信息并进行缓存。如果缓存中存在有效的认证信息，则直接使用缓存数据，否则会通过 http 后端去获取并更新缓存。
auth_cache.cached_backend = http
# 认证请求类型
auth_http.http_method   = post
# 用于获取用户认证信息的 http 地址
auth_http.user_path = http://localhost:8080/v1/rabbitmqAuth/user
# 用于虚拟主机（vhost）相关认证和授权的 http 地址
auth_http.vhost_path = http://localhost:8080/v1/rabbitmqAuth/vhost
# 资源相关的认证和授权的 http 地址
auth_http.resource_path = http://localhost:8080/v1/rabbitmqAuth/resource
# 主题（topic）相关的认证和授权的 http 地址
auth_http.topic_path = http://localhost:8080/v1/rabbitmqAuth/topic
# 缓存时间，单位毫秒
auth_cache.cache_ttl = 60000

3. 实现认证逻辑
   这里以Spring应用为例。也可以查看官方认证模块工程。RabbitMqAuthBackendHttpController类，接口入参查看官方文档。

@Slf4j
@RestController
@RequestMapping(path = "/v1/rabbitmqAuth")
public class RabbitMqAuthBackendHttpController {
    @Autowired
    private RabbitmqAuthService rabbitmqAuthService;

    @ApiOperation("校验用户信息")
    @PostMapping("/user")
    public String user(@RequestParam Map<String,String> userCheck) {
        return rabbitmqAuthService.checkUser(userCheck);
    }
    @ApiOperation("校验vhost")
    @PostMapping("/vhost")
    public String vhost(VirtualHostCheck check) {
        return rabbitmqAuthService.checkVhost(check);
    }
    @ApiOperation("校验资源")
    @PostMapping("/resource")
    public String resource(ResourceCheck check) {
        return rabbitmqAuthService.checkResource(check);
    }
    @ApiOperation("校验Topic")
    @PostMapping("/topic")
    public String topic(TopicCheck check) {
        return rabbitmqAuthService.checkTopic(check);
    }
}

    鉴权核心逻辑在RabbitmqAuthServiceImpl类

@Slf4j
@Service
public class RabbitmqAuthServiceImpl implements RabbitmqAuthService {
    /**
     * 校验成功
     */
    private static final String SUCCESS="allow";
    /**
     * 校验失败
     */
    private static final String FAIL="deny";
    @Autowired
    private IDeviceRabbitmqAuthService deviceRabbitmqAuthService;
    /**
     * 校验RabbitMQ用户
     * @param userCheck
     * @return
     * <ul>
     *     <li>deny:拒绝访问 user / vhost / resource</li>
     *     <li>allow:允许访问user / vhost / resource</li>
     * </ul>
     */
    @Override
    public String checkUser(Map<String, String> userCheck) {
        String username = userCheck.get("username");
        if (ObjectUtil.isNotEmpty(username) && !username.contains("&")){
            // 业务需要，只有部分账号的校验才需要http远程调用
            return FAIL;
        }
        String password=  userCheck.get("password");
        String vhost=  userCheck.get("vhost");
        String clientId= userCheck.get("client_id");
        // 加载配置的账号信息
        DeviceRabbitmqAuth deviceRabbitmqAuth = deviceRabbitmqAuthService.selectDeviceRabbitmqAuthByDevice(username);
        // 验证设备连接
        checkDeviceConnect(password,clientId,deviceRabbitmqAuth);
        // 转换权限
        List<String> tags = RabbitMQTagsEnums.permissionCovertTag(deviceRabbitmqAuth.getPermission());
        // 校验成功
        return SUCCESS+" " + StringUtils.collectionToDelimitedString(tags, " ");
    }

    /**
     * 校验设备端连接
     * @param password 设备连接的密码
     * @param clientId 设备连接的clientId 
     * @param deviceRabbitmqAuth 存储的设备信息
     * @return
     */
    public void checkDeviceConnect(String password,String clientId,DeviceRabbitmqAuth deviceRabbitmqAuth) {
        if (deviceRabbitmqAuth==null){
            throw new RabbitmqAuthException("未找到连接信息");
        }
        // TDO 不同4G模块使用加密算法、加密方式不同，根据设备自定义账号校验逻辑
    }
    /**
     * 校验vhost
     * @param virtualHostCheck
     * @return
     * <ul>
     *     <li>deny:拒绝访问 user / vhost / resource</li>
     *     <li>allow:允许访问user / vhost / resource</li>
     * </ul>
     */
    @Override
    public String checkVhost(VirtualHostCheck virtualHostCheck) {
        log.debug("RabbitMqCheck 校验vhost：{}", JSONObject.toJSONString(virtualHostCheck));
        return SUCCESS;
    }
    /**
     * 资源认证
     * @param resourceCheck
     * @return
     * <ul>
     *     <li>deny:拒绝访问 user / vhost / resource</li>
     *     <li>allow:允许访问user / vhost / resource</li>
     * </ul>
     */
    @Override
    public String checkResource(ResourceCheck resourceCheck) {
        log.debug("RabbitMqCheck 校验资源：{}", JSONObject.toJSONString(resourceCheck));
        return SUCCESS;
    }
    /**
     * 主题认证
     * @param topicCheck
     * @return
     * <ul>
     *     <li>deny:拒绝访问 user / vhost / resource</li>
     *     <li>allow:允许访问user / vhost / resource</li>
     * </ul>
     */
    @Override
    public String checkTopic(TopicCheck topicCheck) {
        log.debug("RabbitMqCheck 校验Topic：{}", JSONObject.toJSONString(topicCheck));
        return SUCCESS;
    }
}

4. 重启RabbitMQ服务

sudo systemctl restart rabbitmq-server
# 或者
sudo service rabbitmq-server restart

RabbitMQ鉴权流程：

设备接入系统

设备与系统通信流程：

    设备端使用MQTT协议与系统进行交互。交换机会将MQTT协议数据转换为AMQP协议数据转发到绑定的队列。

由于一些原因，服务器端监听MQTT协议的数据时，服务器端发送MQTT协议的数据，出现了多个监听队列都收到消息了。所以服务器端监听AMQP协议的数据，只有发送时才使用MQTT协议。