MQTT 介绍与学习 —— 筑梦之路

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mqtt简介

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议），是一种基于发布/订阅（publish/subscribe）模式的"轻量级"通讯协议。 

客户端服务端
一个使用MQTT协议的应用程序或者设备，它总是建立到服务器的网络连接。客户端可以：也称为"消息代理"（Broker），可以是一个应用程序或一台设备。它是位于消息发布者和订阅者之间，它可以：
- （1）发布其他客户端可能会订阅的信息；- （1）接受来自客户的网络连接；
- （2）订阅其它客户端发布的消息；- （2）接受客户发布的应用信息；
- （3）退订或删除应用程序的消息；- （3）处理来自客户端的订阅和退订请求；
- （4）断开与服务器连接。- （4）向订阅的客户转发应用程序消息。

设计原则：

①精简，不添加可有可无的功能；

②发布/订阅（Pub/Sub）模式，方便消息在传感器之间传递，解耦Client/Server模式，带来的好处在于不必预先知道对方的存在（ip/port），不必同时运行；

③允许用户动态创建主题（不需要预先创建主题），零运维成本；

④把传输量降到最低以提高传输效率；

⑤把低带宽、高延迟、不稳定的网络等因素考虑在内；

⑥支持连续的会话保持和控制（心跳）；

⑦理解客户端计算能力可能很低；

⑧提供服务质量（ quality of service level：QoS）管理

⑨不强求传输数据的类型与格式，保持灵活性（指的是应用层业务数据）。

MQTT应用领域：

①物联网M2M通信，物联网大数据采集

②Android消息推送，WEB消息推送

③移动即时消息，例如Facebook Messenger

②智能硬件、智能家居、智能电器

⑤车联网通信，电动车站桩采集

⑥智慧城市、远程医疗、远程教育

⑦电力、石油与能源等行业市场

 MQTT协议相关概念

MQTT协议中的方法

- （1）CONNECT：客户端连接到服务器- （9）SUBACK：订阅确认
- （2）CONNACK：连接确认- （10）UNSUBSCRIBE：取消订阅
- （3）PUBLISH：发布消息- （11）UNSUBACK：取消订阅确认
- （4）PUBACK：发布确认- （12）PINGREQ：客户端发送心跳
- （5）PUBREC：发布的消息已接收- （13）PINGRESP：服务端心跳响应
- （6）PUBREL：发布的消息已释放- （14）DISCONNECT：断开连接
- （7）PUBCOMP：发布完成- （15）AUTH：认证
- （8）SUBSCRIBE：订阅请求

消息服务质量QOS

 MQTT 协议中规定了消息服务质量（Quality of Service），它保证了在不同的网络环境下消息传递的可靠性，QoS 的设计是 MQTT 协议里的重点。

MQTT 设计了 3 个 QoS 等级。

- QoS 0：消息最多传递一次。

- QoS 1：消息传递至少 1 次。

- QoS 2：消息仅传送一次。

QoS0："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。一个消息不会被接收端应答，也不会被发送者存储并再发送。这个也被叫做“即发即弃” 

QoS1："至少一次"，确保消息到达，但消息重复可能会发生。发送者将会存储发送的信息直到发送者收到一次来自接收者的PUBACK格式的应答。

QoS2："只有一次"，确保消息到达一次。如果接收端接收到了一个QoS为2的PUBLISH消息，它将相应地处理PUBLISH消息，并通过PUBREC消息向发送方确认。

PUBLISH:发布消息 PUBREC:发布收到 PUBREL:发布释放 PUBCOMP:发布完成

 发送订阅不同QOS情况下是如何生效的

topic通配符匹配规则 

 

物联网级消息中间件EMQ 

EMQ X Broker 是基于高并发的 Erlang/OTP 语言平台开发，支持百万级连接和分布式集群架构，发布订阅模式的开源 MQTT 消息服务器。

EMQ官网：https://www.emqx.cn/

为什么选择EMQ X ?从支持 MQTT5.0、稳定性、扩展性、集群能力等方面考虑，EMQX 的表现应该是最好的。

EMQX的特点

  • EMQ X 目前为开源社区中最流行的 MQTT 消息中间件；

  • EMQ X 是开源社区中第一个支持 5.0协议规范的消息服务器，并且完全兼容 MQTT V3.1 和 V3.1.1 协议。

  • 除了 MQTT 协议之外，EMQ X 还支持MQTT-SN、CoAP、 LwM2M、LoRaWAN 和 WebSocket 等物联网协议

  • 单机支持百万连接，集群支持千万级连接；毫秒级消息转发。

  • 易于安装和使用；

  • 中国本地的技术支持服务；

  • 扩展模块和插件，EMQ X 提供了灵活的扩展机制，支持企业的一些定制场景；

  • 桥接

  • 共享订阅

docker运行

docker run -tid --name emqx -p 1883:1883 -p 8083:8083 -p 8081:8081 -p 8883:8883 -p 8084:8084 -p 18083:18083  emqx/emqx:v4.1.0

 EMQDashboard

EMQ X 提供了 Dashboard 以方便用户管理设备与监控相关指标。通过 Dashboard可以查看服务器基本信息、负载情况和统计数据，可以查看某个客户端的连接状态等信息甚至断开其连接，也可以动态加载和卸载指定插件。

访问地址 http://192.168.100.100:18083 来查看Dashboard，**默认用户名是 admin，密码是 public*

客户端调试工具MQTTX

 MQTT X 是 EMQ 开源的一款优雅的跨平台 MQTT 5.0 桌面客户端，它支持 macOS, Linux, Windows。

MQTT X 的 UI 采用了聊天界面形式，简化了页面操作逻辑，用户可以快速创建连接，允许保存多个客户端，方便用户快速测试 MQTT/MQTTS 连接，及 MQTT 消息的订阅和发布。

延迟消息

 EMQ X 的延迟发布功能可以实现按照用户配置的时间间隔延迟发布 PUBLISH 报文的功能。模块开启emqx_mod_delayed

延迟发布主题的具体格式如下：

$delayed/{DelayInterval}/{TopicName}

-delayed：使用delayed 作为主题前缀的消息都将被视为需要延迟发布的消息。

- {DelayInterval}: 指定该 MQTT 消息延迟发布的时间间隔，单位是秒，允许的最大间隔是 4294967 秒。

- {TopicName}: MQTT 消息的主题名称。

1.在Websocket上订阅主题：t2/a

2.在Websocket上发布消息主题：topic:  $delayed/10/t2/a

共享订阅

 不带群组的共享订阅

格式：

$queue/{TopicName}

带群组的共享订阅

格式：

$share/<group-name>/{TopicName}

开源分布式LOT平台：

 https://gitee.com/pnoker/iot-dc3

文档地址：  https://doc.dc3.site/

 

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