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MQTT协议规范总结

news 来源：原创 2024/5/6 21:42:19

MQTT架构

一、版本介绍：

1、MQTT V3.1.1-2014年

MQTT v3.1.1 是 MQTT 的第一个 OASIS 标准版本，ISO/IEC 20922:2016

2、MQTT V5.0--2019年

MQTT v5.0 在保留很多核心功能的基础上添加了大量新的功能，主要功能目标是：

增强了扩展性以及大型扩展系统。
改善了错误报告。
形式化了一些通用范式，包括功能发现（capability discovery）和请求响应。
多了扩展机制，包括用户属性（user properties）
性能改进以及对小客户端的支持

对比两个版本无较大的改动，下面对一些常用的术语和参数总结

二、相关术语

网络连接（Network Connection）、应用消息（Application Message）、客户端（ Client）、服务端（Server）、会话（Session ）、订阅（Subscription）、共享订阅（Shared Subscription）、通配符订阅（Wildcard Subscription ）、主题名（Topic Name）、主题过滤器（Topic Filter）、控制报文（MQTT Control Packet）、协议错误（Protocol Error）、畸形报文（Malformed Packet ）、遗嘱消息（Will Message ）

应用消息（Application Message）

MQTT协议通过网络传输应用数据。应用消息通过MQTT传输时，它们包含有效载荷数据（Payload Data），服务质量（QoS），一套属性（Properties）的集合和主题名（Topic Name）

有效载荷数据：

包含一个或多个以长度为前缀的字段，可变报头中的标志决定是否包含这些字段。如果包含的话，必须按这个顺序出现：客户端标识符，遗嘱属性，遗嘱主题，遗嘱消息，遗嘱有效负载，用户名，密码 [MQTT-3.1.3-1]

客户端（ Client）

使用MQTT的程序或设备

服务端（Server）

一个程序或设备，作为发送消息的客户端和请求订阅的客户端之间的中介，例如转发服务器EMQx

会话（Session ）

客户端和服务端之间的状态交互，一些会话持续时长和网络连接一样，另一些会话可以在客户端和服务端之间扩展多个连续的网络连接

订阅（Subscription）

订阅包含一个主题过滤器（Topic Filter）和一个最大的服务质量（QoS）等级。订阅与单个会话（Session）关联。会话可以包含多于一个的订阅。会话的每个订阅都有一个不同的主题过滤器

主题名（Topic Name）

附加在应用消息上的一个标签，服务端已知且与订阅匹配

控制报文（MQTT Control Packet）

通过网络连接发送的信息数据包。MQTT规范定义了十五种不同类型的控制报文，其中一个（PUBLISH报文）用于传输应用消息，其中的15种控制报文如下所述：

CONNECT报文

分固定报头和可变报头

其中可变报头包含协议名（Protocol Name）, 协议级别（Protocol Level）, 连接标志（Connect Flags）和保持连接（Keep Alive）

连接标志包含：清理会话、遗嘱标志、遗嘱Qos、遗嘱保留、密码标志、用户名标志

连接标志-清理会话标志：

客户端和服务端可以保存会话状态，以支持跨网络连接的可靠消息传输。这个标志位用于控制会话状态的生存时间。
如果清理会话（CleanSession）标志被设置为 0，服务端必须基于当前会话（使用客户端标识符识别）的状态恢复与客户端的通信。如果没有与这个客户端标识符关联的会话，服务端必须创建一个新的会话。
如果清理会话（CleanSession）标志被设置为 1，客户端和服务端必须丢弃之前的任何会话并开始一个新的会话。会话仅持续和网络连接同样长的时间。与这个会话关联的状态数据不能被任何之后的会话重用

连接标志-遗嘱标志：

在服务端并且与这个网络连接关联。之后网络连接关闭时，服务端必须发布这个遗嘱消息，除非服务端收到DISCONNECT 报文时删除了这个遗嘱消息
保持连接（keep alive）