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MQTT协议的定义和特点

关于mqtt的定义IBM官网解释,此协议是IBM和一家医院定制开发的一套协议后来开源出来。

MQ 遥测传输 (MQTT) 协议是轻量级发布/订阅协议,遵循远程传感器和控制设备 TCP/IP,进行低带宽、不可靠或间歇性的通信。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。

MQTT协议是为大量计算能力有限,且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性,例如,但不仅限于此:

1、使用发布/订阅消息模式,提供一对多的消息发布,解除应用程序耦合;

2、对负载内容屏蔽的消息传输;

3、使用 TCP/IP 提供网络连接;

4、有三种消息发布服务质量:

    • “至多一次”,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”,确保消息到达,但消息重复可能会发生。
    • “只有一次”,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。

5、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;

6、使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制;


目前MQTT大家都用在了手机推送,如FacebookMessenger,因为小巧,省电,协议开销小和能高效的向一和多个接收者传递信息,故适用于移动应用设备上。

那么轻巧在哪里呢,协议简单,最小的头部只需2个字节,特别适合于嵌入式中。


协议整体构造

整体上协议可拆分为:固定头部+可变头部+消息体

协议就是双方通信的一个约定,比如传过来一段字符流,第1个字节表示什么,第2个字节表示什么。。。。双方自己定义并遵守的约定  -- 协议

QQ截图20150525223823.jpg


1、MessageType(0和15保留,共占4个字节)

public $operations=array(
         "MQTT_CONNECT"=>1,//请求连接
         "MQTT_CONNACK"=>2,//请求应答
         "MQTT_PUBLISH"=>3,//发布消息
         "MQTT_PUBACK"=>4,//发布应答
         "MQTT_PUBREC"=>5,//发布已接收,保证传递1
         "MQTT_PUBREL"=>6,//发布释放,保证传递2
         "MQTT_PUBCOMP"=>7,//发布完成,保证传递3
         "MQTT_SUBSCRIBE"=>8,//订阅请求
         "MQTT_SUBACK"=>9,//订阅应答
         "MQTT_UNSUBSCRIBE"=>10,//取消订阅
         "MQTT_UNSUBACK"=>11,//取消订阅应答
         "MQTT_PINGREQ"=>12,//ping请求
         "MQTT_PINGRESP"=>13,//ping响应
         "MQTT_DISCONNECT"=>14//断开连接
        ); 

2、DUP flag

 其是用来在保证消息传输可靠的,如果设置为1,则在下面的变长头部里多加MessageId,并需要回复确认,保证消息传输完成,但不能用于检测消息重复发送。

3、Qos

主要用于PUBLISH(发布态)消息的,保证消息传递的次数。

00表示最多一次 即<=1

01表示至少一次  即>=1

10表示一次,即==1

11保留后用

4、Retain

 主要用于PUBLISH(发布态)的消息,表示服务器要保留这次推送的信息,如果有新的订阅者出现,就把这消息推送给它。如果不设那么推送至当前订阅的就释放了。

5、固定头部的byte 2

是用来保存接下去的变长头部+消息体的总大小的。

但是不是并不是直接保存的,同样也是可以扩展的,其机制是,前7位用于保存长度,后一部用做标识。

我举个例了,即如果计算出后面的大小为0<length<=127的,正常保存

如果是127<length<16383的,则需要二个字节保存了,将第一个字节的最大的一位置1,表示未完。然后第二个字节继续存。

拿130来说,第一个字节存10000011,第二个字节存000000001,也就是0x83,0x01,把两个字节连起来看,第二个字节权重从2的8次开始。

同起可以加第3个字节,最多可以加至第4个字节。故MQTT协议最多可以实现268 435 455 (0xFF, 0xFF, 0xFF, 0x7F)将近256M的数据。可谓能伸能缩。



补充说明

  • 轻量级的 machine-to-machine 通信协议。
  • publish/subscribe模式。
  • 基于TCP/IP。
  • 支持QoS。
  • 适合于低带宽、不可靠连接、嵌入式设备、CPU内存资源紧张。
  • 是一种比较不错的Android消息推送方案。
  • FacebookMessenger采用了MQTT。
  • MQTT有可能成为物联网的重要协议。


参考:

www.ibm.com/developerworks/cn/webservices/ws-mqtt/index.html

www.xuebuyuan.com/1951015.html

www.cnblogs.com/caca/p/mqtt.html

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