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一文詳解MQTT協議

時間:2023-08-03瀏覽:1058

什么是 MQTT協議



MQTT協議.png



MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息隊列遙測傳輸)協議是一種基于發布/訂閱(publish/subscribe)模式的輕量級通訊協議,可以在各種規模的部署中連接多種類型的 IoT 設備,為連接遠程設備提供實時數據傳輸。MQTT 協議構建于 TCP/IP 協議上,由 IBM 公司在 1999 年發布,是一種在發布者-訂閱者通信模型上運行的網絡協議。目前廣泛應用于物聯網(IoT)領域。它足夠輕巧,可用于各種物聯網設備,但又足夠強大,可以在不穩定的網絡條件下工作。

快盈购彩welcomeMQTT 協議的基本概念包括客戶端、服務端、主題(topic)、訂閱(subscription)和消息(message)等。客戶端是指發布應用消息給其他相關的客戶端,也可以訂閱以請求接受相關的應用消息,還可以取消訂閱以移除接受應用消息的請求。服務端是指接受來自客戶端的網絡連接,接受客戶端發布的應用消息,處理客戶端的訂閱和取消訂閱請求,以及轉發應用消息給符合條件的已訂閱客戶端。

MQTT 報文結構包括固定報頭和可變報頭,其中固定報頭包含版本號、報文類型、保留字段、消息 ID 和序列號等字段,可變報頭包含主題、消息內容、QoS(Quality of Service,服務質量)和用戶名等字段。MQTT 報文類型包括 CONNECT、DISCONNECT、SUBSCRIBE、UNSUBSCRIBE、PUBLISH 和 PING 等,其中 CONNECT 報文用于客戶端與服務端建立連接,DISCONNECT 報文用于客戶端與服務端斷開連接,SUBSCRIBE 和 UNSUBSCRIBE 報文用于客戶端訂閱和取消訂閱主題,PUBLISH 報文用于客戶端發布消息,PING 報文用于測試客戶端與服務端之間的連接是否正常。

快盈购彩welcomeMQTT 協議的優點在于簡單、輕量級、高效、可靠和安全。它采用發布/訂閱模式,實現了異步通信,降低了系統的復雜度和開銷。它使用 TCP/IP 協議,提供了可靠的數據傳輸和分布式系統架構,使得系統更加靈活、可擴展和容錯。此外,MQTT 協議還支持 QoS 機制,確保了消息的可靠傳遞和處理,同時還提供了安全的認證和加密機制,保護了數據的隱私和安全。

在實際應用中,MQTT 協議廣泛應用于物聯網、智能家居、智能穿戴、智能交通、智能城市等領域。它可以將各種設備、傳感器和應用程序連接起來,實現數據采集、傳輸、處理和分析,為各種應用場景提供實時、高效、可靠的數據支持。


為什么在物聯網開發中使用MQTT協議?


5g工業無線路由器.jpg



由于其提供數據的節能方法,MQTT對于 CPU 功率或 RAM 有限的低功率設備很常見。



MQTT v5.0 本地網絡的優缺點


MQTT工作原理.png

優點

1. 強可靠性:MQTT v5.0 在發布/訂閱模式基礎上,引入了更具彈性的傳輸機制,提高了消息傳輸的可靠性。在數據丟失、網絡不穩定等異常情況下,MQTT v5.0 能夠自動重傳消息,確保消息不丟失。

2. 高效性:MQTT v5.0 采用了更高效的報文格式,減少了網絡傳輸的開銷。此外,MQTT v5.0 還支持對消息進行壓縮,進一步降低了傳輸成本。

3. 易于使用:MQTT v5.0 協議簡單易用,客戶端開發者無需關注復雜的網絡協議細節,即可實現消息的發布和訂閱。這大大降低了開發成本,提高了開發效率。

4. 靈活性:MQTT v5.0 支持多種傳輸協議,如 TCP、UDP、WebSocket 等,使得開發者可以根據不同的應用場景和需求選擇合適的傳輸協議。

快盈购彩welcome5. 安全性:MQTT v5.0 引入了更加完善的安全機制,支持使用 SSL/TLS 加密傳輸,保障了數據的安全性。此外,MQTT v5.0 還支持用戶名和密碼驗證,避免了未經授權的用戶訪問系統。

缺點

快盈购彩welcome1. 復雜性:雖然 MQTT v5.0 協議本身相對簡單,但在實際應用中,需要處理的問題卻很復雜。例如,處理網絡異常、重傳消息等都可能導致實現的復雜性。

2. 資源消耗:MQTT v5.0 雖然具有較高的傳輸效率,但在某些特殊場景下,如大規模物聯網系統,可能會導致網絡資源和能源的過度消耗。

3. 客戶端實現難度:盡管 MQTT v5.0 協議簡單易用,但對于客戶端開發者而言,仍然需要花費一定的時間學習和熟悉協議細節。

快盈购彩welcome4. 兼容性問題:MQTT v5.0 相對于之前的版本,在報文格式、消息傳輸機制等方面都有很大的變化。因此,對于使用早期 MQTT 協議的客戶端和服務器,可能需要進行相應的升級和調整,以適應 MQTT v5.0。


MQTT v5.0挑戰


MQTT.jpg

在單獨的裝置上,對消息進行平行發送和監聽的過程/線程管理。在制造過程中要特別注意。

快盈购彩welcome可用的文檔有限,并且包(paho-mqtt)內部類的實現過程并不明顯。

因為缺少文件,所以很難安裝或者更新到 MQTT v5.0。

要識別網絡中的設備,需要將 IP發現器添加到系統中。


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