Mqtt概述

Mqtt开发最初是用于卫星通讯监控输油管道的项目。一种用于嵌入式设备的通讯协议，这种通讯协议必须满足以下条件：

• 易于实现
• 数据传输的服务质量可控
• 占用带宽小
• 传输数据内容不可预知
• 设备连接状态可知
  MQTT 从诞生之初就是专为低带宽、高延迟或不可靠的网络而设计的。历经几十年的更新和变化，以上这些特点仍然是MQTT协议的核心特点。并从嵌入式系统应用拓展到开放的物联网（IoT）领域

MQTT主流版本有两个 MQTT3.1.1和MQTT5。MQTT3.1.1是在2014年10月发布的，而MQTT5是在2019年3月发布的。在此文档编写时间（2021年7月）MQTT3.1.1仍然主流版本。
MQTT5是在MQTT3.1.1的基础上添加了更多的功能补充完善MQTT协议。

MQTT 通信协议和其他MQ协议类似有三个重要角色，客户端，服务端，主题。和其他具有发布订阅的通信协议一样。通过这三个角色来实现，生产者消费者模型，并通过主题来完成信息隔离，资源分离等功能。只是MQTT协议在设计时报文更加精简。

Mqtt 协议基础

mqtt报文示例

MQTT运行于TCP层之上并以明文方式传输，这就相当于HTTP的明文传输，使用Wireshark可以完全看到MQTT发送的所有消息，消息指令如下。
通过此示例可以了解一个初步印象，下面将分别讲述这些报文的含义

mqtt 消息格式

每条MQTT命令消息由固定报文头 | 可变报文头 | 负荷 这三部分组成

• 固定报文头（Fixed Header）
  MQTT固定报文头最少有两个字节，第一字节包含消息类型（Message Type）和QoS级别等标志位。第二字节开始是剩余长度字段，该长度是后面的可变报文头加消息负载的总长度，该字段最多允许四个字节。

• 可变报文头（Variable Header）
  可变报文头主要包含协议名、协议版本、连接标志（Connect Flags）、心跳间隔时间（Keep Alive timer）、连接返回码（Connect Return Code）、主题名（Topic Name）等。也算mqtt的协议的主要部分

• 有效负荷（Payload）
  实际上可以理解为消息主体（body）。当MQTT发送的消息类型是CONNECT（连接）、PUBLISH（发布）、SUBSCRIBE（订阅）、SUBACK（订阅确认）、UNSUBSCRIBE（取消订阅）时，则会带有负荷。

MQTT的消息类型（Message Type）

MQTT协议拥有14种不同的消息类型，可简单分为连接及终止、发布和订阅、QoS 2消息的机制以及各种确认ACK。类型类型是0-15的数字，
每个消息数字与其对应的消息类型含义如下：

    public final static int MQTT_CONNECT = 1;        //请求连接
    public final static int MQTT_CONNACK = 2;        //请求应答
    public final static int MQTT_PUBLISH = 3;        //发布消息
    public final static int MQTT_PUBACK  = 4;        //发布应答
    public final static int MQTT_PUBREC  = 5;        //发布已接收，保证传递1
    public final static int MQTT_PUBREL  = 6;        //发布释放，保证传递2
    public final static int MQTT_PUBCOMP = 7;        //发布完成，保证传递3
    public final static int MQTT_SUBSCRIBE = 8;         //订阅请求
    public final static int MQTT_SUBACK = 9;            //订阅应答
    public final static int MQTT_UNSUBSCRIBE = 10;      //取消订阅
    public final static int MQTT_UNSUBACK = 11;       //取消订阅应答
    public final static int MQTT_PINGREQ = 12;        //ping请求
    public final static int MQTT_PINGRESP = 13;        //ping响应
    public final static int MQTT_DISCONNECT = 14;       //断开连接