【视频】有MQTT谁还用TCP?大学本科物联网课设,通信协议概念模糊闹笑话

电子专业 徐 自远 684℃

MQTT (Message Queue Telemetry Transport),翻译成中文就是,遥测传输协议,其主要提供了订阅/发布两种消息模式,更为简约、轻量,易于使用,特别适合于受限环境(带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定)的消息分发,属于物联网(Internet of Thing)的一个标准传输协议。

为什么使用MQTT 协议?

MQTT(英语全称,Message Queue Telemetry Transport),中文翻译过来就是遥测传输协议:其主要提供订阅/发布模式,更为简约、轻量,易于使用,针对受限环境(带宽低、网络延迟高、网络通信不稳定),属于物联网(Internet of Thing)的一个传输协议。设计思想是开放、简单、轻量、易于实现。这些特点使它适用于受限环境。例如,但不仅限于此:

  • 特别适合于网络代价昂贵,带宽低、不可靠的环境。
  • 能在处理器和内存资源有限的嵌入式设备中运行。
  • 使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,从而解除应用程序耦合。
  • 使用 TCP/IP 提供网络连接。
  • 提供Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制。

对消息中间件,估计大家不得不关心的就是消息的可靠性,也就是消息的发布服务质量,可喜的是,MQTT支持三种消息发布服务质量(QoS):

  • “至多一次”(QoS==0),消息发布完全依赖底层 TCP/IP 网络。会发生消息丢失或重复。这一级别可用于如下情况,环境传感器数据,丢失一次读记录无所谓,因为不久后还会有第二次发送。
  • “至少一次”(QoS==1),确保消息到达,但消息重复可能会发生。
  • “只有一次”(QoS==2),确保消息到达一次。这一级别可用于如下情况,在计费系统中,消息重复或丢失会导致不正确的结果。小型传输,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量。

协议规范的版本

MQTT的协议最新的三个版本是:3.1.1,3.1.0和5.0的协议。

  • 3.1.0的规范如下

    http://public.dhe.ibm.com/software/dw/webservices/ws-mqtt/mqtt-v3r1.html

  • 3.1.1的规范如下

    http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v3.1.1/os/mqtt-v3.1.1-os.html#_Toc398718029

  • 5.0 的规范如下

    http://docs.oasis-open.org/mqtt/mqtt/v5.0/mqtt-v5.0.html

其中5.0还只是一个提案(2017年7月13日发布的一个草稿版的提案),所以本篇文章暂时不涉及MQTT 5.0的协议,考虑到目前主流和成熟的MQTT协议的应用都是MQTT 3.1.1的协议,所以笔者还是以MQTT 3.1.1的协议为基准,给大家分享,只要这个会了,其他的自然不在话下。需要注意的是,MQTT 3.1.0和3.1.1 规范,还是有小部分的区别的。比如可变头部中,在3.1.0的规范中,其关键字是,“MQISdP”。

支持MQTT协议消息中间件产品?

目前有很多的MQTT消息中间件服务器,如下,都是MQTT协议的服务器端的实现。

  • IBM Websphere
  • MQ Telemetry
  • IBM MessageSight
  • Mosquitto
  • Eclipse Paho
  • emqttd Xively
  • m2m.io
  • webMethods
  • Nirvana Messaging
  • RabbitMQ
  • Apache ActiveMQ
  • Apache Apollo
  • Moquette
  • HiveMQ
  • Mosca
  • Litmus Automation Loop
  • JoramMQ
  • ThingMQ
  • VerneMQ

支持一对多的消息订阅

MQTT协议,支持一对多的基于消息主题(Topic)的消息订阅,也就是一个MQTT的客户端,发送一条特定主题的消息,

能同时支持多个订阅者同时订阅。

如下图所示意,笔记本和手机都订阅了消息主题为temperature的消息,当温度传感器发布了temperature的消息(当前温度为21 C), 笔记本和手机都会受到温度传感器发布的温度。

MQTT客户端的语言支持

目前市面上的主流语言都支持。

  • Java
  • Javascript
  • C/C++
  • Python
  • Ruby
  • Objective-C

 

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