MQTT 协议与实现 1 —— 协议概要

MQTT 协议既是连接,也是客体。 M2M允许对产品和服务提出若干申请的协定Broker控制信息在它们之间发送和接收。

1. 固定头(Fixed Header) : 所有MQTT Control Packets的固定存在的报头
2. 可选头(Variable Header) : 某些MQTT Control Packets会包含的报头
3. 负载(Payload) : 某些MQTT Control Packets会有传输Payload

初始字节的前四个位数加起来等于总计。$2^4=16$一种可设想的信息控制类型,最后四个字节是标牌的组合,可视为在某种程度上对列报类型的补充。MQTT报文的基本格式为：

固定头

固定头由两部分组成:初始字节和剩余长度。如前所述,第一个字节的前四位表示不同种类的控制电文。

• 连接管理类：
  • 连接控制类型包括:连接、连接确认和终止。
  • 心跳控制型：Ping请求、Ping相应
• 消息管理类：
  • 同步文件夹:订阅、订阅确认、取消订阅、订阅确认
  • 信息类型包括:释放、确认、接收、释放和完全释放。

每种类型的具体守则如下:

• 连接类
  • CONNECT:1,客户端请求连接到服务器
  • CONNACK:2,服务器对客户连接确认
• 信息发布(单向和双向信息都可以从客户端发送到服务器)
  • PUBLISH:3, 发布消息
  • PUBACK:4, 发布确认
  • PUBREC:5发射的第一部分 发射的第一部分
  • PUBREL:6,释放(第2部分)
  • PUBCOMP:7完全释放(交付第3部分)
• 消息订阅
  • SUBSCRIBE:8, Client subscribe request (Client to Server )
  • SUBACK:9, Subscribe acknowledgment ( Server to Client)
  • UNSUBSCRIBE:10, Unsubscribe request (Client to Server)
  • UNSUBACK:11, Unsubscribe acknowledgment ( Server to Client)
• 心跳
  • PINGREQ:12, PING request (Client to Server)
  • PINGRESP:13, PING response (Server to Client )
• 断开连接
  • DISCONNECT:14, Client is disconnecting (Client to Server)
• 0,15: 保留。

剩余长度代表当前提交文件的字节(包括可选头和两个部分总负荷长度)。对于这一长度,使用可变长度编码,即初始字节的低长度编码。7位表示0~127，最高位如果为1表示未来字字节;完全相同,不能使用最多一个字字节4个字节。

可变头和负载

某些文件有不同的标题,每份报告都有独特的标题;然而,并不是每份报告都包含一个变量。Payload部分:

连接功能

Connect纸头和负荷的改变 相当困难。

• Variable header协议名称(6字节)+协议级别(1字节)+连接标记(1字节)+保持连接(2字节)
• Payload: Client Identifier + Will Topic + Will Message + User Name + Password

其中，Variable Header分为：

• 协议名称长度( 2 字节, 带有值)4)+MQTT(4个字节)
• 1字节是协议级别。0x04代表版本号为3.1.1的协议
• 1字节表示连接符号,即:清洁会、标志、遗嘱、遗嘱、遗嘱、标记、遗嘱、标记、遗嘱、标志、标志、用户名和密码标记的标志
• 持续连接: 2 字节指定客户端与传输下一个控制软件包开始之间的最长时间间隔(sec)。

而Payload部分则分为：

• 客户端标识符：这是Payload中的第一个字段
• 意愿的主题和意愿的信息:如果Variable Header中的遗嘱标志被设置为1，那么Payload这是下一个字段。Will Topic和Will Message。
• 用户名：如果Variable Header用户名已设为 1 。 用户名被输入到以下字段中 。
• 密码：用户Variable Header密码输入到以下字段。

服务器收到CONNECT我们会在报告后寄来一个CONNACK进行连接确认。CONNACK信件的变量信头由两部分组成:连接确认符号(1字节)和返回代码(1字节)。

注意CONNACK报文无Payload部分。

发布消息及响应

信件可以从客户端传送到服务器,也可以从服务器传送到客户端。PUBLISH划界案的可变头和负载格式如下:

• Variable Header:包件识别(2个字节)+主题名称
• Payload: 即所发布的消息

而PUBLISH消息的接收者将根据QoS各级,答复如下:

此外，对于QoS 2我们收到信息后,将予以传播。PUBREC后，会响应以PUBREL；而发布方收到PUBREL后，会再返回以PUBCOMP，作为QoS在发布电文控制报告之前进行最后电文交换:

订阅消息

订阅

和消息发布不同，SUBSCRIBE由客户发送到服务处,以构建订阅信息。SUBSCRIBE文件记录了客户对一个或多个主题的兴趣。

SUSBSCRIBE信件信头的第一个字节必须是:$color{orange}1000enspace color{green}0010$加载必须至少有一个Topic Filter/Requested QoS对，其中，每个Topic Filter/Requested QoS对类似于：

同一个SUBSCRIBE报文下，各个Topic Filter/Requested QoS对连续堆叠。

而当服务端收到SUBSCRIBE当通信到达时,你必须对此作出答复。SUBACK报文。SUBACK报文的Payload将为每个用户指定一个响应代码,为每个响应代码指定一个字节:

也即SUBACK报文的Payload是包含一系列响应数字的字节数组。

取消订阅

类似的，UNSUBSCRIBE是客户向服务发送的信息,以便终止订阅。UNSUSBSCRIBE信件信头的第一个字节必须是:$color{orange}1010enspace color{green}0010$。

但是和SUBSCRIBE不同的是，UNSUBSCRIBE的Payload并非由各个Topic Filter/Requested QoS这是永无止境的堆叠,是零Topic Filter所组成的列表。

此外，UNSUBACK报文并没有Payload。

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