MQTT服务器初体验

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背景

工作中用到了MQTT，本文来学习一下MQTT相关内容。

基础知识

简介

MQTT由Andy Stanford-Clark（IBM）和Arlen Nipper（Eurotech，现为Cirrus Link）于1999年开发，用于监测穿越沙漠的石油管道。

目标：适合网络不佳情形，同时要省电。因为这些设备通过卫星链路连接。

特点：使用了发布/订阅体系结构。这种体系结构，通过事件驱动的，来进行消息的推送。MQTT接入点，只是一个代理，用来路由所有的消息。

路由方式：每个消息中都带有一个topic。接收消息的客户端，来订阅这个topic。然后MQTT接入点，会将订阅的内容，传递给客户端。

发布订阅架构

每个MQTT客户端，都通过TCP长连接的方式，与接入网关保持着连接，实时接收网关的消息推送。连接断开时，网关会缓存消息；连接恢复时，消息会重新发送给客户端。

订阅的topic，可以有层次结构，用斜杠分隔，如房屋/起居室/温度。订阅的时候，除了可以精确订阅，也可以通过通配符订阅，如房屋/+/温度来通过单级通配符，来通配一个层次结构的任意值；或者房屋/#来通过多级通配符，来订阅以house开头的所有主题。

MQTT控制报文结构

结构备注
Fixed header固定报头，所有控制报文都包含
Variable header可变报头，部分控制报文包含
Payload有效载荷，部分控制报文包含

控制报文

名字值报文流动方向描述
Reserved0禁止保留
CONNECT1客户端到服务端客户端请求连接服务端
CONNACK2服务端到客户端连接报文确认
PUBLISH3两个方向都允许发布消息
PUBACK4两个方向都允许QoS 1消息发布收到确认
PUBREC5两个方向都允许发布收到（保证交付第一步）
PUBREL6两个方向都允许发布释放（保证交付第二步）
PUBCOMP7两个方向都允许QoS 2消息发布完成（保证交互第三步）
SUBSCRIBE8客户端到服务端客户端订阅请求
SUBACK9服务端到客户端订阅请求报文确认
UNSUBSCRIBE10客户端到服务端客户端取消订阅请求
UNSUBACK11服务端到客户端取消订阅报文确认
PINGREQ12客户端到服务端心跳请求
PINGRESP13服务端到客户端心跳响应
DISCONNECT14客户端到服务端客户端断开连接
Reserved15禁止保留

详细内容见[2]，本文暂不进行展开介绍。

参考

  1. Netty实现高性能IOT服务器(Groza)之手撕MQTT协议篇上
  2. 第三章 MQTT控制报文 MQTT Control Packets