本文将简要介绍MQTT协议的特点，并列出常用MQTT库

MQTT协议

基本介绍

基于TCP/IP协议，全称Message Queuing Telemetry Transport，消息队列遥测传输协议，采用基于Topics（主题）的Publish（发布）/Subscribe（订阅）进行信息交换，依赖于Broker（代理或服务器）。

官方网站：=> mqtt.org

常用开源协议库：

• 来自Eclipse IOT的paho.mqtt.embedded-c库，该库提供用于嵌入式设备的MQTT（Public or Subscribe）客户端实现
• 同样来自Eclipse的Eclipse Mosquitto，提供MQTT协议5.0、3.1.1和3.1版的服务器开源实现
• 用于Node.js或浏览器的MQTT客户端库，使用Javascript编写的mqtt.js库以及该库的异步版本 async-mqtt（使用Promise对象而不是回调）

特性

1. 使用发布（Publish）/订阅（subscribe）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（Payload）内容屏蔽的消息传输
3. 一般基于TCP/IP协议进行数据传输，但是也有基于UDP的版本（MQTT-SN）
4. 有三种消息发布服务质量（至少一次、至多一次、只有一次）
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 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制

Qos（服务质量）

MQTT协议提供三种QoS（Quality of Service，服务质量）用于保证消息传递的次数，用3个Bit表示，如下所示：

• Service 0（最多一次）：消息发布者只会发送一次消息
• Service 1（最少一次）：消息发布者会重复发送消息，直到从代理获得确认消息
• Service 2（只有一次）：消息发布者只发送一次消息，但是会通过四次握手来确认消息被收到

包体结构

在MQTT协议中，一个MQTT数据包由：固定头（Fixed header）、可变头（Variable header）、消息体（payload）三部分构成。MQTT数据包结构如下：

• 固定头（Fixed header）：一般为2个字节，存在于所有MQTT数据包中，表示数据包类型及数据包的分组类标识。
• 可变头（Variable header）：存在于部分MQTT数据包中，数据包类型决定了可变头是否存在及其具体内容。
• 消息体（Payload）：存在于部分MQTT数据包中，表示客户端收到的具体内容。

Topics（主题）

MQTT客户端通过在代理或服务器端，以subscribe（订阅）的形式来获取信息

Topics（主题）在MQTT协议中，为字符串值，以/进行划分，例如hw/room1/temp1表示1号房间的1号传感器，订阅者可以使用通配符+或#来接收来自多个主题的消息。

Payload（负载）

Plaload（负载）或称为消息体，是MQTT数据包的第三部分，共有CONNECT、SUBSCRIBE、SUBACK、UNSUBSCRIBE四种类型的消息

• CONNECT：消息体内容主要是：客户端的ClientID、订阅的Topic、Message以及用户名和密码。
• SUBSCRIBE：消息体内容是一系列的要订阅的主题以及QoS。
• SUBACK：消息体内容是服务器对于SUBSCRIBE所申请的主题及QoS进行确认和回复。
• UNSUBSCRIBE：消息体内容是要订阅的主题。

Last Will and Testament（遗嘱）

在 MQTT 中，使用Last Will and Testament (LWT) 功能将异常断开的客户端通知其他客户端。每个客户端在连接到代理时都可以指定其最后的遗言，遗言是一条普通的 MQTT 消息。

代理将会存储消息，直到它检测到客户端不正常地断开连接。为了响应不正常的断开连接，代理将 last-will 消息发送到 last-will 消息主题的所有订阅客户端。如果客户端使用正确的 DISCONNECT 消息正常断开连接，则代理将丢弃存储的 LWT 消息。

LWT 可帮助您在客户端连接断开时实施各种策略（或至少通知其他客户端离线状态）。