Mqtt协议的小结(第一篇章)

简介(基于Mqtt3.1协议)

MQTT(Message Queue Telemetry Transport),遥测传输协议,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),可以简单概括为物联网打造,官方总结特点如下:

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(0-2):
    “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。

每个MQTT命令消息的消息头包含固定头。一些消息还需要一个变量头和一个有效负载(可以理解为请求体或内容)。消息头的每个部分的格式在以下部分中描述:

消息头

byte1:

7-4:Message Type-------表示为4位无符号值(4位表示的可能性为16种)。该版本的协议的枚举如下表所示(除去0和15位置属于保留待用,共14种消息事件类型)。
消息类型
3: DUP flag-------保证消息可靠传输,默认为0,只占用一个字节,表示第一次发送。不能用于检测消息重复发送等。只适用于客户端或服务器端尝试重发PUBLISH, PUBREL, SUBSCRIBE 或 UNSUBSCRIBE消息,注意需要满足以下条件:
 当QoS > 0
 消息需要回复确认   

此时,在可变头部需要包含消息ID。当值为1时,表示当前消息先前已经被传送过。

2-1:QoS level-------消息质量,使用两个二进制表示PUBLISH类型消息:
消息质量
0:RETAIN-------保留标志

仅针对PUBLISH消息。不同值,不同含义:
1:表示发送的消息需要一直持久保存(不受服务器重启影响),不但要发送给当前的订阅者,并且以后新来的订阅了此Topic name的订阅者会马上得到推送。
备注:新来乍到的订阅者,只会取出最新的一个RETAIN flag = 1的消息推送。
0:仅仅为当前订阅者推送此消息。
假如服务器收到一个空消息体(zero-length payload)、RETAIN = 1、已存在Topic name的PUBLISH消息,服务器可以删除掉对应的已被持久化的PUBLISH消息。

byte2:Remaining Length

在当前消息中剩余的byte(字节)数,包含可变头部和负荷。单个字节最大值:01111111,16进制:0x7F,10进制为127。单个字节为什么不能是11111111(0xFF)呢?因为MQTT协议规定,第八位(最高位)若为1,则表示还有后续字节存在。同时MQTT协议最多允许4个字节表示剩余长度。那么最大长度为:0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,二进制表示为:11111111,11111111,11111111,01111111,十进制:268435455 byte=261120KB=256MB=0.25GB 四个字节之间值的范围:
下表显示了通过增加字节数表示的剩余长度值。

剩余长度

具体协议请参考:http://public.dhe.ibm.com/software/dw/webservices/ws-mqtt/mqtt-v3r1.html

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