MQTT 协议介绍

MQTT（Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议，它是一种轻量级的、基于代理的“发布/订阅”模式的消息传输协议。其具有协议简洁、小巧、可扩展性强、省流量、省电等优点，而且已经有 PHP，JAVA，Python，C，C#，Go 等多个语言版本，还有微信小程序版，基本可以使用在任何平台上，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，所以特别适合用来当做物联网的通信协议，实用的场景有遥感数据、汽车、智能家居、智慧城市、医疗医护等等。

MQTT 特点

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：

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”（qos = 0），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”（qos = 1），确保消息到达，但消息重复可能会发生。
   • “只有一次”（qos = 2），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 （遗嘱）和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制；

消息模型

MQTT 是一种基于代理的发布/订阅的消息协议。与请求/回答这种同步模式不同，发布/订阅模式解耦了发布消息的客户（发布者）与订阅消息的客户（订阅者）之间的关系，这意味着发布者和订阅者之间并不需要直接建立联系。一个发布者可以对应多个订阅者，当发布者发生变化的时候，他可以将消息一一通知给所有的订阅者。这种模式提供了更大的网络扩展性和更动态的网络拓扑

主题与通配符

主题名称（Topic name）用来标识已发布消息的信息的渠道。订阅者用它来确定接收到所关心的信息。它是一个分层的结构，用斜线“/”作为分隔符（这个有点类似于restful风格）。主题还可以通过通配符进行过滤。其中，+可以过滤一个层级，而#只能出现在主题最后表示过滤任意级别的层级。值得注意的是MQTT允许使用通配符订阅主题，但是并不允许使用通配符广播。

举个例子：

`building-b/floor-5`：代表B楼5层的设备。

`+/floor-5`：代表任何一个楼的5层的设备。

`building-b/#`：代表B楼所有的设备。

遗嘱

当一个客户端断开连接的时候，它希望客户端可以发送它指定的消息。该消息和普通消息的结构相同。通过设置该位并填入和信息相关的内容即可（后面会有介绍）。

消息类型

MQTT 服务端-mosquito

MQTT 服务端还有，Apache Apollo 是一个代理服务器，其是在 ActiveMQ 基础上发展而来的，可以支持多种协议，如： STOMP、AMQP、MQTT、SSL 等。查看原文可看到介绍。

Mosquitto 是一款实现了 MQTT v3.1 协议的开源消息代理软件，提供轻量级的，支持发布/订阅的的消息推送模式，使设备对设备之间的短消息通信简单易用。

安装

windows 下安装可参考这篇文章：How to Install The Mosquitto MQTT Broker on Windows

主要问题是：缺少 Win32OpenSSL 的 SSLEAY32.dll，LIBEAY32.dll，在其提供的下载链接，也没有找到这两个文件。最后在电脑中其他文件夹（如 QQ 的文件夹）中找到这两个文件，并把这两个文件的文件名改成大写，放在 Mosquitto 的安装目录中，并重新安装解决了问题。

因为下文中需要使用 mosquitto_sub.exe，mosquitto_pub.exe，进行发布接收测试，所以这里需要下载 pthreadVC2.dll

安装完成后，在 windows 服务中找到 mosquitto 并启动 mosquitto 服务，可以将起设置为自动启动。也可以使用命令 sc start mosquitto 启动服务。

测试

订阅主题

mosquitto_sub -v -t topicTest01

-v：打印更多调试信息

-t：指定主题，此处为 topicTest01

发布内容

新打开一个 cmd 窗口

mosquitto_pub -t topicTest01 -m TestMessage

-t：指定主题

-m：指定消息内容

测试结果

发布消息后，在订阅主题的窗口中订阅这收到了主题为 topicTest01 的 TestMessage 消息。

启动

如果不想让 mosquitto 作为 windows 服务启动，可以手动启动。

使用 mosquitto -h 命令查看帮助

PS D:\mosquitto> .\mosquitto -h
mosquitto version 1.4.15 (build date 23/03/2018 10:26:57.31)

mosquitto is an MQTT v3.1.1/v3.1 broker.

Usage: mosquitto [-c config_file] [-d] [-h] [-p port]

 -c : specify the broker config file.
 -d : put the broker into the background after starting.
 -h : display this help.
 -p : start the broker listening on the specified port.
      Not recommended in conjunction with the -c option.
 -v : verbose mode - enable all logging types. This overrides
      any logging options given in the config file.可以查看到更多的日志信息

See http://mosquitto.org/ for more information.

配置文件 mosquitto.conf

默认配置文件 mosquitto.conf，在启动时可以使用命令 mosquitto -c 配置文件 更改要使用的配置文件。

配置文件里面有很多配置项，基本只用修改以下两个，其余默认即可。

# 服务绑定的 IP 地址
bind_address 127.0.0.1

# 服务绑定的端口号
port 1883

设置帐号和密码

https://www.jianshu.com/p/4b545332b495

修改配置文件

# 禁止匿名登录
allow_anonymous false

# 设置帐号密码文件
password_file 帐号密码文件全路径（pwfile.example）



# 设置a cl 文件
acl_file acl文件路径（aclfile.example）

帐号密码文件编写（pwfile.example）

admin:123

编写格式:用户名:密码(可以多行)上图例子就是帐号 admin,密码 123

编写完毕后,需要执行命令 mosquitto_passwd -U 帐号密码文件全路径，对帐号密码进行TLS加密才会生效

cal 文件编写（aclfile.example）

# ACL权限配置，常用语法如下：
# 用户限制：user
# 话题限制：topic [read|write]
# 正则限制：pattern write sensor/%u/data

# This affects access control for clients with no username.
topic read $SYS/#

# This only affects clients with username "roger".
user roger
topic foo/bar

user admin
topic write chat/#
user admin
topic read chat/#

# This affects all clients.
pattern write $SYS/broker/connection/%c/state

编写格式: user 用户名 topic read/write 具体的主题(可使用通配符)

参考

https://www.jianshu.com/p/3d5b487c6860
https://www.jianshu.com/p/4b545332b495
How to Install The Mosquitto MQTT Broker on Windows